FR2858510A1

FR2858510A1 - Mobile terminal e.g. mobile phone, position determining method, involves selecting hypothesis couple corresponding to signal reply presenting correlation with signal received during time interval to determine pseudo-random code

Info

Publication number: FR2858510A1
Application number: FR0309509A
Authority: FR
Inventors: Michel Monnerat; Arnaud Masson; Bruno Lobert
Original assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2005-02-04
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: CN1833179A; FR2858510B1; CN1833179B

Abstract

The method involves determining an estimated position of satellites, an estimated distance between a mobile terminal (UE) and each satellite in view. Associated Doppler effect is determined according to hypothesis couple. The hypothesis couple corresponding to a signal reply presenting a maximal correlation with a signal received during a time interval is selected to determine pseudo-random code modulating the signals. The signal reply corresponding to the estimated position, the estimated distance and the associated Doppler effect, is determined on a chosen time interval, for each hypothesis couple. Independent claims are also included for the following: (a) a mobile terminal; (b) an assistance server for a cellular communication network; (c) a process of enhancing assistance data of navigation for determining position of a mobile terminal; and (d) a device permitting supply of a representation of a three-dimensional model effect.

Description

DÉTERMINATION DE POSITIONS DE TERMINAUX MOBILES À L'AIDE DEDETERMINING POSITIONS OF MOBILE TERMINALS USING

DONNEES D'ASSISTANCE TRANSMISES SUR REQUETE L'invention concerne la détermination du positionnement par satellites de terminaux mobiles. The invention relates to the determination of satellite positioning of mobile terminals.

On entend ici par terminal mobile aussi bien les dispositifs (ou récepteurs) dédiés exclusivement au positionnement par satellites que les terminaux de communication équipés d'un dispositif de positionnement par satellites, comme par exemple des téléphones mobiles, ou des assistants personnels numériques (ou PDA), éventuellement de type communicant. Here, mobile terminal is understood to mean both the devices (or receivers) dedicated exclusively to positioning by satellites and the communication terminals equipped with a satellite positioning device, such as for example mobile telephones, or digital personal digital assistants (PDAs). ), possibly of communicating type.

Comme le sait l'homme de l'art, le positionnement par satellites consiste en un enchaînement de deux étapes. La première étape, dite d'acquisition, consiste à déterminer, au niveau du terminal mobile concerné, s15 les codes pseudo-aléatoires qui modulent des signaux provenant de satellites, dits en vue , appartenant à une constellation de satellites de positionnement et rapportés à un temps de référence, généralement appelé temps système . Il s'agit en fait de comparer les signaux reçus des satellites en vue à des répliques de signaux résultant d'hypothèses sur le temps système et sur la fréquence de cadencement des satellites, afin d'en déduire les codes pseudo-aléatoires qui modulent lesdits signaux reçus ou en d'autres termes de synchroniser l'horloge de cadencement du terminal et sa fréquence sur l'horloge et la fréquence de chaque satellite en vue. Pour ce faire, on effectue habituellement des mesures de corrélation reposant sur des couples d'hypothèses temporelle et fréquentielle. As known to those skilled in the art, satellite positioning consists of a two-step sequence. The first step, called acquisition, consists in determining, at the mobile terminal concerned, s15 the pseudo-random codes which modulate signals from satellites, said to be in view, belonging to a constellation of positioning satellites and referred to a reference time, usually called system time. It is in fact to compare the signals received from the satellites in view to replicas of signals resulting from assumptions on the system time and on the frequency of timing of the satellites, in order to deduce the pseudo-random codes which modulate said received signals or in other words to synchronize the terminal clocking clock and its frequency on the clock and the frequency of each satellite in view. To do this, we usually perform correlation measurements based on pairs of time and frequency assumptions.

On entend ici par constellation de satellites de positionnement , un réseau de positionnement de type RNSS (pour Radio Navigation Satellite Service ), comme par exemple le réseau GPS, ou le réseau GLONASS, ou encore le futur réseau GALILEO. A constellation of positioning satellites is here understood to mean a positioning network of the RNSS (Radio Navigation Satellite Service) type, such as for example the GPS network, or the GLONASS network, or the future GALILEO network.

La seconde étape consiste à déterminer la position du terminal à partir des codes acquis et de données de navigation notamment contenues dans les signaux reçus. Cette seconde étape peut être plus précisément --* 2858510 subdivisée en trois sous-étapes: une sous-étape de détermination à partir des codes pseudo-aléatoires acquis des temps de propagation des signaux entre chacun des satellites en vue et le terminal, une sous-étape de détermination, à partir des données de navigation contenues dans les signaux 5 et des temps de propagation, de pseudo- distances entre le terminal et chacun des satellites en vue, et une sous- étape de détermination de la position du terminal à partir des pseudo- distances (au moins par une quadrilatération, et plus généralement par une résolution numérique de type méthode des moindres carrés à quatre inconnues et au moins quatre mesures). Quatre _o mesures sont nécessaires pour résoudre les quatre inconnues. Dans certaines conditions seules trois mesures sont utilisées en fixant une inconnue, typiquement l'altitude (Z) du récepteur, ou bien on peut effectuer des hybridations avec des mesures extérieures. The second step is to determine the position of the terminal from the acquired codes and navigation data included in the received signals. This second step can be more precisely - * 2858510 subdivided into three sub-steps: a substep of determination from the acquired pseudo-random codes of the propagation times of the signals between each of the satellites in view and the terminal, a sub-step step of determining, from the navigation data contained in the signals 5 and propagation times, pseudo-distances between the terminal and each of the satellites in view, and a sub-step of determining the position of the terminal from pseudo-distances (at least by a quadrilatation, and more generally by a least-squares numerical resolution with four unknowns and at least four measurements). Four steps are needed to solve the four unknowns. Under certain conditions, only three measurements are used by fixing an unknown, typically the altitude (Z) of the receiver, or hybridizations can be carried out with external measurements.

La précision de chaque temps de propagation, et donc de chaque 15 pseudodistance, détermine directement la précision de la position. Or, la précision de chaque temps de propagation dépend de la qualité de l'acquisition des codes pseudo-aléatoires du signal reçu correspondant, laquelle est dépendante de la qualité dudit signal reçu. Par conséquent, lorsque l'un au moins des signaux reçus d'un satellite en vue est de mauvaise 20 qualité, ce qui est relativement fréquent, notamment dans les environnements accidentés ou encombrés, la position déterminée est généralement entachée d'erreur. On peut même se trouver momentanément dans l'impossibilité de déterminer la position du terminal, alors même que les signaux provenant des autres satellites en vue sont de bonne qualité. The accuracy of each propagation time, and hence of each pseudorange, directly determines the accuracy of the position. However, the accuracy of each propagation time depends on the quality of the acquisition of the pseudo-random codes of the corresponding received signal, which is dependent on the quality of said received signal. Therefore, when at least one of the signals received from a satellite in view is of poor quality, which is relatively common, especially in rugged or congested environments, the determined position is generally tainted with error. It may even be temporarily impossible to determine the position of the terminal, even though the signals from other satellites in view are of good quality.

L'invention a donc pour but d'améliorer la situation. The invention therefore aims to improve the situation.

Elle propose à cet effet un procédé dédié à la détermination de la position d'un terminal mobile et comprenant, comme le procédé de l'art antérieur, une étape d'acquisition de codes pseudo-aléatoires, suivie d'une étape de détermination de la position du terminal à partir des codes pseudo30 aléatoires acquis et des données de navigation contenues dans les signaux reçus. To this end, it proposes a method dedicated to the determination of the position of a mobile terminal and comprising, like the method of the prior art, a step of acquisition of pseudo-random codes, followed by a step of determining the position of the terminal from the acquired pseudo-random codes and navigation data contained in the received signals.

Ce procédé se caractérise par le fait qu'à l'étape d'acquisition: * on transmet au terminal, de préférence à sa demande, des données d'assistance représentatives du temps de référence approximatif de la constellation et de sa position approximative, puis, on détermine des positions estimatives de la constellation, des distances estimatives entre le terminal et chacun des satellites en vue, et 5 des effets doppler associés, en fonction de couples d'hypothèses portant sur le temps de référence approximatif et la position approximative reçus, a puis, on détermine pour chaque couple d'hypothèses une réplique de signal correspondant aux positions et distances estimatives et aux effets doppler associés sur un intervalle de temps choisi, et * on sélectionne le couple d'hypothèses qui correspond à la réplique de signal qui présente une corrélation maximale avec le signal reçu pendant l'intervalle de temps choisi, afin de déterminer les codes pseudo- aléatoires qui modulent chacun des signaux reçus. This method is characterized in that at the acquisition stage: * the assistance data representative of the approximate reference time of the constellation and its approximate position are transmitted to the terminal, preferably at its request, and then constellation positions, estimated distances between the terminal and each of the satellites in view, and associated Doppler effects are determined based on pairs of assumptions relating to the approximate reference time and the approximate position received, then, for each pair of hypotheses, a signal replica corresponding to the estimated positions and distances and to the doppler effects associated over a chosen time interval is determined, and the pair of hypotheses corresponding to the signal replica which is selected is selected. has a maximum correlation with the received signal during the selected time interval, in order to determine the pseudorandom codes that i modulate each of the received signals.

En d'autres termes, on réalise une recherche position géographique 15 / temps système , en réalisant une corrélation du signal avec le signal composite égal à la somme des répliques affectées du retard et du doppler correspondant à une grille définissant la position du récepteur (et donc de son utilisateur) et le temps système. In other words, a geographical position / time search is carried out, by correlating the signal with the composite signal equal to the sum of the affected replicas of the delay and the doppler corresponding to a gate defining the position of the receiver (and therefore of its user) and the overhead.

Ainsi, contrairement au procédé antérieur, la détermination des codes 2 0 pseudo-aléatoires, associés à chacun des signaux provenant des satellites en vue, s'effectue après une phase commune d'accumulation pendant une durée (intervalle) choisie de la puissance de tous les signaux reçus. Cela permet d'améliorer notablement le seuil de détection car toute la puissance disponible est cumulée lors de la recherche. Thus, unlike the prior method, the determination of the pseudo-random codes, associated with each of the signals from the satellites in view, is made after a common accumulation phase for a selected time (interval) of the power of all the received signals. This significantly improves the detection threshold because all the available power is accumulated during the search.

Le procédé selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui pourront être prises séparément ou en combinaison, et notamment: -les données d'assistance sont transmises au terminal via le réseau de communications dont il dépend, - les données d'assistance peuvent comporter des données 30 d'augmentation , telles que des éphémérides, provenant d'un système dit d'augmentation , de type SBAS (pour Satellite Based Augmentation System ), - lorsque le terminal mobile est un terminal de communication appartenant à un réseau de communications cellulaire dont chaque cellule est gérée par une station de base, la position approximative est préférentiellement représentative de la cellule dans laquelle il est situé lorsqu'il requiert lesdites 5 données d'assistance. Dans ce cas, il est avantageux de fournir au terminal des aides en fréquence et en temps grâce à la station de base, les aides en fréquence faisant référence à un recalage de son oscillateur local grâce à I'oscillateur de la station de base. A cet effet, on peut par exemple asservir l'horloge de cadencement du terminal, utilisée pour déterminer sa position, sur l'horloge de cadencement de la station de base qui gère la cellule dans laquelle il est situé, - la sélection d'une réplique de signal peut consister à déterminer pour chaque réplique de signal une fonction représentative de son énergie de corrélation avec le signal reçu, cumulé dans le temps sur l'intervalle de 15 temps choisi, puis à retenir la réplique de signal qui présente l'énergie la plus forte, - les données d'assistance peuvent comprendre des données de navigation complémentaires choisies parmi les éphémérides des satellites en vue, des premières corrections temporelles des satellites en vue, représentatives de 20 l'écart temporel entre le temps de référence et leur horloge de cadencement, des secondes corrections temporelles représentatives des perturbations induites par l'ionosphère sur la propagation des signaux transmis par les satellites en vue, et des données représentatives d'un modèle tridimensionnel (3D) de la cellule dans laquelle le terminal requérant est 25 situé, -on peut procéder au niveau de chaque terminal à la transmission à un serveur de données d'information (serveur d'assistance) représentatives de sa position, de manière à mémoriser cette position en correspondance de l'identifiant de la cellule dans laquelle il est situé. Dans ce cas, on peut 30 également mémoriser des données auxiliaires, représentatives de la qualité des données d'information transmises, en correspondance de l'identifiant de la cellule. On peut ainsi générer un modèle tridimensionnel du réseau de communications à partir des identifiants de cellule et des données d'information et/ou données auxiliaires correspondantes. En d'autres termes, dans le cas d'un mode de fonctionnement de type MS-assisted ou MSBased , le terminal renvoie vers le serveur d'assistance sa position ainsi que le numéro de sa cellule. Le serveur peut donc tenir à jour un historique 5 des positions (x, y, z) de tous les mobiles qui ont réalisé une localisation dans la cellule. Il en résulte un modèle numérique 3D de terrain ainsi que qu'une information sur la couverture de la cellule. Les endroits où aucun point n'aura été réalisé mettront en évidence un problème de couverture. De même en transmettant les conditions de réception, on peut améliorer le o10 niveau de détail de la cartographie, - on peut effectuer des mesures représentatives de la dynamique du terminal mobile, par exemple à l'aide de dispositifs micro-inertiels (de type MEMS), puis estimer, à partir de ces mesures et des données d'assistance, une vitesse, une accélération et une variation d'accélération par rapport à 15 chaque satellite en vue, puis déduire de celles-ci une phase induite, et enfin déterminer la réplique de signal compte tenu de la phase induite. The method according to the invention may comprise other characteristics that may be taken separately or in combination, and in particular: the assistance data is transmitted to the terminal via the communications network on which it depends; include augmentation data, such as ephemeris, from an augmentation system of the Satellite Based Augmentation System (SBAS) type, when the mobile terminal is a communication terminal belonging to a communications network wherein each cell is managed by a base station, the approximate position is preferably representative of the cell in which it is located when it requires said assistance data. In this case, it is advantageous to provide the terminal with aids in frequency and time thanks to the base station, the frequency aids referring to a resetting of its local oscillator through the oscillator of the base station. For this purpose, it is possible, for example, to slave the clocking clock of the terminal, used to determine its position, to the clock of the base station which manages the cell in which it is located, - the selection of a signal replica may consist in determining for each signal replica a function representative of its correlation energy with the received signal, cumulated over time over the chosen time interval, and then retaining the signal replica which presents the energy the strongest, the assistance data may comprise complementary navigation data selected from the ephemerides of the satellites in view, the first temporal corrections of the satellites in view, representative of the time difference between the reference time and their clock. timing, second time corrections representative of the disturbances induced by the ionosphere on the propagation of the signals transmitted by the In view of the satellites in view, and data representative of a three-dimensional (3D) model of the cell in which the requesting terminal is located, it is possible to proceed at the level of each terminal to the transmission to an information data server. (Assistance server) representative of its position, so as to memorize this position in correspondence of the identifier of the cell in which it is located. In this case, it is also possible to store auxiliary data representative of the quality of the transmitted information data in correspondence with the identifier of the cell. It is thus possible to generate a three-dimensional model of the communications network from the cell identifiers and corresponding information data and / or auxiliary data. In other words, in the case of an operating mode of MS-assisted or MSBased type, the terminal sends back to the assistance server its position and the number of its cell. The server can therefore maintain a history of the positions (x, y, z) of all the mobiles that have made a location in the cell. The result is a 3D digital terrain model as well as information on the coverage of the cell. Places where no point has been achieved will highlight a coverage problem. Similarly, by transmitting reception conditions, it is possible to improve the level of detail of the mapping, measurements can be made representative of the dynamics of the mobile terminal, for example using micro-inertial devices (MEMS type). ), then estimate, from these measurements and the assistance data, a speed, an acceleration and a variation of acceleration with respect to each satellite in view, then deduce from them an induced phase, and finally determine the signal replica given the induced phase.

L'invention porte également sur un terminal mobile comprenant des moyens d'acquisition de codes pseudo-aléatoires qui modulent des signaux reçus de satellites en vue appartenant à une constellation de satellites de 20 positionnement et rapportés à un temps de référence, par comparaison à des répliques de signaux résultant d'hypothèses, et des moyens de calcul chargés de déterminer la position du terminal à partir des codes acquis et des données de navigation contenues dans les signaux reçus. The invention also relates to a mobile terminal comprising pseudo-random code acquisition means which modulate signals received from satellites in view belonging to a constellation of positioning satellites and referred to a reference time, compared with replicas of signals resulting from hypotheses, and calculation means responsible for determining the position of the terminal from the acquired codes and navigation data contained in the received signals.

Ce terminal mobile se caractérise par le fait que ses moyens 25 d'acquisition sont chargés, lorsqu'ils reçoivent des données d'assistance représentatives d'un temps de référence approximatif et de la position approximative dudit terminal, de préférence consécutivement à une requête, de déterminer des positions estimatives de la constellation de satellites, des distances estimatives entre le terminal et chacun des satellites en vue, et des 30 effets doppler associés, en fonction de couples d'hypothèses portant sur le temps de référence approximatif et la position approximative, puis de déterminer pour chaque couple d'hypothèses une réplique de signal correspondant aux positions et distances estimatives et aux effets doppler associés, sur un intervalle de temps choisi, et enfin de sélectionner le couple d'hypothèses qui correspond à la réplique du signal composite (somme des répliques affectées du doppler et du décalage temporel correspondant aux hypothèses) qui présente la corrélation maximale, sur l'intervalle de temps 5 choisi, avec le signal reçu, afin de réaliser l'acquisition du signal (synchronisation sur les signaux des différents satellites ou ici pré- localisation du terminal (ou récepteur)). This mobile terminal is characterized in that its acquisition means are loaded, when they receive assistance data representative of an approximate reference time and the approximate position of said terminal, preferably following a request, determining estimated positions of the satellite constellation, estimated distances between the terminal and each of the satellites in view, and associated Doppler effects, based on pairs of assumptions relating to the approximate reference time and the approximate position, then to determine for each pair of hypotheses a signal replica corresponding to the estimated positions and distances and the doppler effects associated, over a chosen time interval, and finally to select the pair of hypotheses which corresponds to the replica of the composite signal ( sum of Doppler affected replicates and time offset corresponding to the hypotheses) which presents the maximum correlation, over the chosen time interval, with the received signal, in order to carry out the acquisition of the signal (synchronization on the signals of the different satellites or here pre-localization of the terminal (or receiver)).

Le terminal mobile selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui pourront être prises séparément ou en combinaison, et 10 notamment: - des moyens de réception agencés pour recevoir des trames SBAS d'un système d'augmentation, de type SBAS, couplé au système de navigation par satellites, -il peut être agencé de manière à communiquer au sein d'un réseau de 15 communications cellulaire, la position approximative reçue étant alors représentative de la cellule dans laquelle il est situé au moment où il a requis les données d'assistance. Dans ce cas, le terminal peut être agencé de manière à se servir d'aides en fréquence et en temps fournies par la station de base du réseau cellulaire à laquelle il est momentanément rattaché. Par 20 exemple, l'horloge de cadencement des moyens d'acquisition est préférentiellement asservie sur l'horloge de cadencement de la station de base qui gère la cellule dans laquelle il est situé, - des moyens d'acquisition chargés de corréler une réplique particulière avec le signal reçu pendant l'intervalle de temps choisi, par exemple à l'aide d'une 25 fonction représentative d'une énergie de corrélation, afin d'identifier un code d'étalement, - il peut être configuré de manière à transmettre à un serveur (d'assistance) des données d'information représentatives de sa position, afin que celles-ci puissent être stockées dans une base de données en correspondance de 30 I'identifiant de la cellule dans laquelle il est situé, - il peut comprendre un dispositif de mesure à micro inertie, agencé de préférence sous la forme d'un micro système électromécanique (ou MEMS) et propre à délivrer des mesures représentatives de la dynamique dudit terminal. Dans ce cas, les moyens d'acquisition sont agencés pour estimer à partir des mesures et des données d'assistance une vitesse, une accélération et une variation d'accélération par rapport à chaque satellite en vue, et déduire de celles-ci une phase induite, puis pour déterminer la réplique de signal compte tenu de la phase induite. The mobile terminal according to the invention may comprise other characteristics that may be taken separately or in combination, and in particular: receiving means arranged to receive SBAS frames of an augmentation system, of the SBAS type, coupled to the satellite navigation system, it may be arranged to communicate within a cellular communications network, the approximate position received then being representative of the cell in which it is located when it requested the data. assistance. In this case, the terminal can be arranged to use frequency and time aids provided by the base station of the cellular network to which it is momentarily attached. For example, the clocking clock of the acquisition means is preferably slaved to the clock of the base station which manages the cell in which it is located, acquisition means responsible for correlating a particular replica with the signal received during the selected time interval, for example using a function representative of a correlation energy, in order to identify a spreading code, - it can be configured to transmit to a server (assistance) information data representative of its position, so that they can be stored in a database corresponding to the identifier of the cell in which it is located, - it can include a micro inertia measuring device, preferably arranged in the form of a micro electromechanical system (or MEMS) and adapted to deliver measurements representative of the dynamics of said terminal. In this case, the acquisition means are arranged to estimate from the measurements and the assistance data a speed, an acceleration and an acceleration variation with respect to each satellite in view, and to deduce from these a phase induced, then to determine the signal replica given the induced phase.

L'invention porte en outre sur un serveur d'assistance couplé à un réseau de communications cellulaire, et agencé de manière à transmettre à des terminaux mobiles du type de ceux présentés ci-avant, lorsqu'ils en font la demande, des données d'assistance, préférentiellement via leur réseau de communications mobile. The invention also relates to a support server coupled to a cellular communications network, and arranged to transmit to mobile terminals of the type of those presented above, when they request it, data from assistance, preferably via their mobile communications network.

Ce serveur peut par exemple transmettre aux terminaux requérant des données d'assistance comprenant des données de navigation complémentaires choisies dans un groupe comprenant au moins des éphémérides des satellites en vue, des premières corrections temporelles des 15 satellites en vue, représentatives de l'erreur d'horloge des satellites par rapport à l'heure de la constellation de satellites de positionnement, des secondes corrections temporelles représentatives des perturbations induites par l'ionosphère sur la propagation des signaux transmis par les satellites en vue et des données représentatives d'un modèle tridimensionnel de la cellule 20 dans laquelle le terminal requérant est situé. This server may, for example, transmit to the terminals requiring assistance data comprising complementary navigation data chosen from a group comprising at least ephemerides of the satellites in view, first temporal corrections of the satellites in view, representative of the error of satellite clock with respect to the time of the constellation of positioning satellites, second temporal corrections representative of the disturbances induced by the ionosphere on the propagation of the signals transmitted by the satellites in view and data representative of a three-dimensional model of the cell 20 in which the requesting terminal is located.

Le serveur peut également comprendre des moyens de traitement chargés, lorsqu'ils reçoivent des données d'information représentatives de la position d'un terminal, de les stocker dans une base de données en correspondance de l'identifiant de la cellule du réseau de communications 25 cellulaire dans laquelle ce terminal est situé. Dans ce cas, les moyens de traitement peuvent être également agencés pour déterminer, des données auxiliaires représentatives de la qualité des données d'information reçues, puis les mémoriser en correspondance de l'identifiant de cellule. The server may also comprise loaded processing means, when they receive information data representative of the position of a terminal, to store them in a database corresponding to the identifier of the cell of the communications network. Cell in which this terminal is located. In this case, the processing means may also be arranged to determine auxiliary data representative of the quality of the received information data, and then store them in correspondence of the cell identifier.

Par ailleurs, les moyens de traitement peuvent être chargés de 30 générer, puis de mémoriser dans la base de données, un modèle tridimensionnel du réseau de communications à partir des identifiants de cellules et des données d'information et/ou données auxiliaires correspondantes. Ils peuvent être également chargés d'extraire de la base de données une portion du modèle tridimensionnel du réseau de communications, représentative du modèle tridimensionnel de la cellule dans laquelle est situé le terminal requérant, de manière à lui transmettre cette portion de modèle 3D représentant le terrain de la cellule dans laquelle il se 5 trouve. Le maillage (position géographique/temps système) est ainsi enrichi. Moreover, the processing means may be responsible for generating and then storing in the database a three-dimensional model of the communications network from the cell identifiers and corresponding information data and / or data. They may also be responsible for extracting from the database a portion of the three-dimensional model of the communications network, representative of the three-dimensional model of the cell in which the requesting terminal is located, so as to transmit to it that portion of the 3D model representing the the ground of the cell in which he is. The mesh (geographical position / system time) is thus enriched.

De plus, cela peut permettre de déterminer la position du terminal mobile avec seulement trois satellites en vue (il n'y a plus alors que trois inconnues indépendantes puisque l'altitude Z est connue pour tout couple (X,Y)). Moreover, this can make it possible to determine the position of the mobile terminal with only three satellites in view (there are then only three independent unknowns since the altitude Z is known for any pair (X, Y)).

En variante, les moyens de traitement peuvent être seulement 10 agencés pour extraire d'une base de données, dans laquelle sont stockées des portions d'un modèle tridimensionnel du réseau de communications en correspondance d'identifiants de cellules, la portion de modèle qui est stockée en correspondance de l'identifiant de la cellule dans laquelle un terminal requérant est situé, de manière à lui transmettre cette portion extraite. In a variant, the processing means can only be arranged to extract from a database, in which are stored portions of a three-dimensional model of the cell ID matching communication network, the model portion which is stored in correspondence with the identifier of the cell in which a requesting terminal is located, so as to transmit this extracted portion.

L'invention est particulièrement bien adaptée, bien que de façon non limitative, aux signaux en bande L modulés en phase et à accès multiple, en particulier selon la technique dite W-CDMA. Par ailleurs, l'invention est particulièrement bien adaptée, bien que de façon non limitative, aux réseaux de positionnement par satellites de type GNSS, et plus particulièrement à 20 ceux de type GPS, et aux systèmes d'augmentation de type SBAS. The invention is particularly well suited, although in a nonlimiting manner, to phase-modulated and multi-access L-band signals, in particular according to the so-called W-CDMA technique. Moreover, the invention is particularly well suited, although in a non-limiting manner, to satellite positioning networks of the GNSS type, and more particularly to those of the GPS type, and to augmentation systems of the SBAS type.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre de façon schématique un exemple de réalisation d'une 25 installation de télécommunications permettant la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, et - la figure 2 illustre de façon schématique un exemple de réalisation d'un terminal de communication mobile, selon l'invention. Other features and advantages of the invention will become apparent upon examination of the following detailed description, and the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically illustrates an embodiment of a telecommunications installation allowing the implementation of a method according to the invention, and - Figure 2 schematically illustrates an embodiment of a mobile communication terminal, according to the invention.

Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter 30 I'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. The accompanying drawings may not only serve to supplement the invention, but may also contribute to its definition, if any.

L'invention porte sur la détermination de positions de terminaux mobiles au sein d'une installation de télécommunications. The invention relates to the determination of mobile terminal positions within a telecommunications facility.

On entend ici par installation de télécommunications , une installation comportant au moins un réseau de communications communiquant avec des terminaux mobiles et un système dit d'assistance (ou d'aide) chargé de diffuser des données d'assistance, et notamment des 5 données de navigation complémentaires concernant un système de positionnement, comme par exemple un réseau de positionnement par satellites. The term "telecommunications installation" here means an installation comprising at least one communications network communicating with mobile terminals and a so-called assistance (or assistance) system for distributing assistance data, and in particular data for complementary navigation concerning a positioning system, such as for example a satellite positioning network.

Par ailleurs, on entend ici par terminal mobile (UE), tout type de terminal capable de recevoir au moins des signaux contenant des données de 10 navigation du réseau de positionnement par satellites et des données d'assistance du système d'assistance. Il pourra donc s'agir soit de simples dispositifs de positionnement par satellites portables, ou embarqués dans un véhicule terrestre, maritime ou aérien, et implémentant au moins une application liée au positionnement, soit de téléphones mobiles, d'assistants 15 numériques personnels (ou PDA), ou d'ordinateurs portables équipés d'un tel dispositif de positionnement par satellites et implémentant également au moins une application liée au positionnement. Furthermore, the term mobile terminal (UE) here means any type of terminal capable of receiving at least signals containing navigation data of the satellite positioning network and assistance data of the assistance system. It may therefore be either simple portable satellite positioning devices, or embedded in a land, sea or air vehicle, and implementing at least one positioning-related application, either mobile phones, personal digital assistants (or PDA), or laptops equipped with such a satellite positioning device and also implementing at least one application related to the positioning.

Dans ce qui suit on considérera, à titre d'exemple, comme illustré sur la figure 1, que l'installation comporte non seulement au moins un réseau de 20 communications (radio) mobile (matérialisé ici par l'une de ses stations de base BTS), mais également un réseau de positionnement par satellites (matérialisé par sa constellation CS de satellites SN). Ce réseau de communications mobile est ici de type cellulaire, comme par exemple les réseaux de type GSM/GPRS et UMTS (et tous leurs équivalents). In what follows, it will be considered, by way of example, as illustrated in FIG. 1, that the installation comprises not only at least one mobile (radio) communications network (represented here by one of its base stations). BTS), but also a satellite positioning network (materialized by its constellation CS of SN satellites). This mobile communications network is here of cellular type, such as GSM / GPRS and UMTS type networks (and all their equivalents).

Bien entendu, I'installation pourrait être de type hybride. On entend ici par installation hybride une installation de communications par satellites comportant une ou plusieurs stations émettrices, un ou plusieurs satellites de télécommunications et une multiplicité de répéteurs terrestres implantés en des endroits choisis du réseau. Of course, the installation could be of the hybrid type. Hybrid installation refers here to a satellite communications facility comprising one or more transmitting stations, one or more telecommunications satellites and a multiplicity of terrestrial repeaters located at selected locations in the network.

Le réseau de positionnement par satellites est de type RNSS (pour Radio Navigation Satellite System ). Il s'agit par exemple du réseau GPS. The satellite positioning network is of the RNSS (Radio Navigation Satellite System) type. This is for example the GPS network.

Mais, il pourrait s'agir de tout autre type de réseau RNSS, comme par exemple le réseau GLONASS ou le futur réseau GALILEO, ou bien d'une combinaison d'au moins deux des trois réseaux précités. Ce réseau de positionnement par satellites CS peut, comme c'est le cas ici, être couplé à un système d'augmentation, comme par exemple un système SBAS (pour Satellite Based Augmentation System ), chargé de diffuser à l'aide de 5 satellites géostationnaires SG des trames contenant notamment des données de navigation concernant la constellation CS et générées par au moins une station au sol (non représentée). Mais, tout autre type de système d'augmentation peut être envisagé qu'il soit local ou accessible via le réseau Internet. But it could be any other type of RNSS network, such as the GLONASS network or the future GALILEO network, or a combination of at least two of the three aforementioned networks. This satellite positioning network CS can, as is the case here, be coupled to an augmentation system, such as for example a Satellite Based Augmentation System (SBAS), responsible for broadcasting using 5 satellites. SG geostationaries frames including including navigation data relating to the constellation CS and generated by at least one ground station (not shown). But, any other type of augmentation system may be considered to be local or accessible via the Internet.

Le réseau de communications cellulaire comporte un serveur d'assistance SE qui est ici raccordé à la station de base BTS pour des raisons de simplification. Ce serveur d'assistance SE comporte, ici, un récepteur de navigation R capable de recevoir les signaux GPS de la constellation CS (ou plus généralement les signaux RNSS). Ce récepteur RNSS R peut également 15 être capable de recevoir les signaux du système d'augmentation SBAS. The cellular communications network comprises an assistance server SE which is here connected to the base station BTS for reasons of simplification. This assistance server SE comprises, here, a navigation receiver R capable of receiving the GPS signals of the CS constellation (or more generally the RNSS signals). This RNSS receiver R may also be capable of receiving signals from the SBAS augmentation system.

On considère par ailleurs dans ce qui suit, à titre d'exemple illustratif, que les terminaux mobiles sont des téléphones mobiles UE pouvant communiquer avec le réseau cellulaire, et notamment avec ses stations de base BTS grâce à un émetteur/récepteur ER, et pouvant communiquer avec 20 le réseau de positionnement par satellites CS et le système d'augmentation (SG) grâce à un dispositif de positionnement par satellites DPS par exemple de type GPS, ci-après appelé dispositif DPS. In the following, by way of an illustrative example, the mobile terminals are considered to be UE mobile phones able to communicate with the cellular network, and in particular with its BTS base stations by means of an ER transmitter / receiver, and which can communicate with the satellite positioning network CS and the augmentation system (SG) by means of a satellite positioning device DPS for example of the GPS type, hereinafter called DPS device.

La configuration de l'installation et son mode de fonctionnement global étant tout à fait classiques, ils ne seront pas décrits plus en détail. 25 L'invention porte en effet plus particulièrement sur le procédé d'acquisition, mis en oeuvre par les terminaux mobiles en coopération avec le serveur d'assistance SE et éventuellement la (ou les) station(s) au sol du système d'augmentation. En d'autres termes, I'invention ne porte ni sur le fonctionnement du système de navigation par satellites CS, ni sur celui d'un 30 système d'augmentation, par exemple de type SBAS, lesquels demeurent inchangés par rapport à ceux de l'art antérieur. The configuration of the installation and its overall mode of operation being quite conventional, they will not be described in more detail. The invention relates more particularly to the acquisition method, implemented by the mobile terminals in cooperation with the assistance server SE and possibly the station (s) on the ground of the augmentation system. . In other words, the invention relates neither to the operation of the satellite navigation system CS, nor to that of an augmentation system, for example of the SBAS type, which remain unchanged from those of the prior art.

Les messages SBAS contiennent des données destinées à corriger les données de navigation fournies par les satellites de positionnement SN de l1 la constellation CS, afin d'améliorer la qualité (précision, intégrité, continuité et disponibilité) du positionnement déterminé par un dispositif DPS au sein d'un téléphone mobile UE. Plus précisément, ces données SBAS permettent généralement de corriger des erreurs de synchronisation temporelle entre 5 satellites de navigation SN et/ou des erreurs d'éphémérides et/ou des erreurs de propagation. Elles peuvent également contenir des informations relatives à l'intégrité des données de navigation et des corrections ionosphériques. The SBAS messages contain data for correcting the navigation data provided by the CS constellation CS positioning satellites in order to improve the quality (accuracy, integrity, continuity, and availability) of DPS-determined positioning within the CS constellation. of an EU mobile phone. More precisely, this SBAS data generally makes it possible to correct time synchronization errors between 5 navigation satellites SN and / or ephemeris errors and / or propagation errors. They may also contain information relating to the integrity of navigational data and ionospheric corrections.

Le récepteur RNSS R du serveur d'assistance SE est donc ici non seulement chargé de récupérer les données (ou signaux GPS) provenant de la constellation CS, mais également les signaux (ou messages) SBAS émis par le satellite géostationnaire SG du système d'augmentation, afin que ledit serveur d'assistance SE enrichisse les données d'assistance, des messages d'assistance destinés aux terminaux mobiles UE, avec les données qu'ils contiennent. The RNSS receiver R of the support server SE is here not only responsible for recovering the data (or GPS signals) coming from the constellation CS, but also the signals (or messages) SBAS transmitted by the geostationary satellite SG of the system. increase, so that said support server SE enriches the assistance data, assistance messages for the mobile terminals UE, with the data they contain.

Il est également rappelé que les satellites de positionnement SN de la constellation CS possèdent des horloges de cadencement qui sont synchronisées entre elles, de sorte que la constellation CS dispose d'un temps de référence, également appelé temps système (ou ici temps GPS). It is also recalled that the positioning satellites SN of the constellation CS have timing clocks which are synchronized with each other, so that the constellation CS has a reference time, also called system time (or here GPS time).

Par ailleurs, chaque satellite de positionnement SN est agencé de 20 manière à émettre des spectres étalés (ou spread spectrum ) sous la forme de signaux en bande L modulés en phase et à accès multiple et référencés par rapport au temps GPS. Par exemple, les signaux sont modulés et codés selon la technique dite W-CDMA. Ce type de modulation étant bien connu de l'homme de l'art, il ne sera pas décrit en détail. Il est 25 simplement rappelé que la porteuse en bande L (ou autre) est modulée par étalement de spectre (BPSK) à l'aide d'un code binaire résultant de la somme (modulo 2) d'un code pseudo-aléatoire (choisi parmi une liste de codes d'étalement orthogonaux entre eux, comme par exemple les codes de Gold (ou Gold codes ). Furthermore, each positioning satellite SN is arranged to transmit spread spectra (or spread spectrum) in the form of phase-modulated and multi-access L-band signals referenced with respect to GPS time. For example, the signals are modulated and coded according to the so-called W-CDMA technique. This type of modulation being well known to those skilled in the art, it will not be described in detail. It is simply recalled that the L (or other) band carrier is spread spectrum modulated (BPSK) using a binary code resulting from the sum (modulo 2) of a pseudo-random code (chosen from a list of orthogonal spreading codes between them, such as the Gold codes (or Gold codes).

Plus précisément, dans le cas d'un système GPS, chaque satellite de positionnement SN émet des signaux dans la bande L1 (1575,42 MHz), modulés par deux codes pseudo-aléatoires, appelés codes C/A (ou coarse acquisition code ) et codes P (également appelé codes Y lorsqu'ils sont encryptés), ainsi que, généralement, des signaux dans la bande L2 (1277,6 MHz) modulés par un code pseudo-aléatoire Y. Ces signaux modulés contiennent également des données de navigation, comme par exemple le temps GPS de la constellation CS, leur 5 instant d'émission et les éphémérides du satellite de positionnement SN qui les a émis. More precisely, in the case of a GPS system, each positioning satellite SN emits signals in the L1 band (1575.42 MHz), modulated by two pseudo-random codes, called C / A codes (or coarse acquisition code). and P codes (also called Y codes when they are encrypted), as well as, generally, signals in the L2 band (1277.6 MHz) modulated by a pseudo-random code Y. These modulated signals also contain navigation data. , as for example the GPS time of the constellation CS, their instant of emission and the ephemeris of the positioning satellite SN which emitted them.

Le but d'un dispositif DPS est donc tout d'abord de se synchroniser sur les signaux qu'il reçoit des satellites de positionnement SN en vue, afin de pouvoir déterminer le temps de propagation de chaque signal reçu, entre le 10 satellite SN concerné et le téléphone mobile UE qu'il équipe, puis les données de navigation contenues dans ces signaux ainsi que les données de navigation complémentaires contenues dans les trames diffusées par le système d'augmentation (SG), et enfin la position dudit téléphone mobile UE. The purpose of a DPS device is therefore first of all to synchronize itself with the signals it receives from the positioning satellites SN in order to be able to determine the propagation time of each signal received between the satellite SN concerned. and the UE mobile phone that it equips, then the navigation data contained in these signals as well as the additional navigation data contained in the frames broadcast by the augmentation system (SG), and finally the position of said mobile phone UE.

Pour ce faire, et comme indiqué dans la partie introductive, le 15 dispositif DPS met en oeuvre deux grandes étapes: une étape d'acquisition des codes pseudo-aléatoires, et une étape de détermination de position. To do this, and as indicated in the introductory part, the DPS device implements two major steps: a step of acquisition of the pseudo-random codes, and a step of determination of position.

L'invention porte principalement sur l'étape d'acquisition. The invention relates primarily to the acquisition step.

L'étape de détermination étant inchangée par rapport à celle mise en oeuvre dans les dispositifs DPS de l'art antérieur, seules ses principales sous20 étapes seront évoquées plus loin. The determination step being unchanged from that implemented in the DPS devices of the prior art, only its main sub-steps will be discussed later.

Comme cela est mieux illustré sur la figure 2, chaque dispositif DPS comprend une carte CR dédiée à la réception des signaux (en bande L dans le cas d'un système GPS) contenant les informations de navigation, généralement sous forme de données, transmises par la constellation CS, et 25 éventuellement des trames SBAS contenant des données de navigation complémentaires provenant du système d'augmentation (SG), ainsi qu'à l'acquisition des codes pseudo-aléatoires. Cette carte CR est par exemple calée sur les fréquences d'émission L1 et L2 des satellites de positionnement SN. La fréquence d'émission du satellite géostationnaire SG du système 30 d'augmentation est habituellement L1. La carte CR est par ailleurs agencée de manière à recevoir les messages d'assistance provenant du réseau de téléphonie mobile. As best illustrated in FIG. 2, each DPS device comprises a CR card dedicated to the reception of the signals (in L-band in the case of a GPS system) containing the navigation information, generally in the form of data, transmitted by the CS constellation, and possibly SBAS frames containing complementary navigation data from the augmentation system (SG), as well as the acquisition of the pseudo-random codes. This CR card is for example calibrated on the transmission frequencies L1 and L2 of the positioning satellites SN. The transmission frequency of the SG geostationary satellite of the augmentation system is usually L1. The card CR is also arranged to receive assistance messages from the mobile network.

La carte CR est donc chargée de mettre en oeuvre l'étape d'acquisition selon l'invention. Pour ce faire, elle comprend tout d'abord un module d'interrogation Ml chargé, lorsqu'il l'estime nécessaire d'adresser au serveur d'assistance SE un message lui demandant de transmettre à son téléphone mobile UE des données d'assistance représentatives au moins du 5 temps de référence (ou temps GPS, ou encore temps système) approximatif de la constellation CS (informations de synchronisation de la constellation CS) et de sa position approximative (pré-localisation sous la forme de la position de la cellule dans laquelle il se trouve, ou autre dès lors qu'elle est issue du réseau d'assistance). The card CR is therefore responsible for implementing the acquisition step according to the invention. To do this, it first comprises a polling module Ml loaded, when it considers it necessary to send to the support server SE a message asking it to transmit to its mobile phone UE assistance data. representative at least of the approximate reference time (or GPS time, or system time) of the constellation CS (CS constellation synchronization information) and its approximate position (pre-location in the form of the position of the cell where it is, or other since it comes from the support network).

Comme on le verra plus loin, ces données d'assistance peuvent également être des données de navigation complémentaires qui seront utilisées lorsde l'étape de détermination de position, comme par exemple des numéros de PRN en vue, des éphémérides des satellites, des corrections ionosphériques, des corrections d'horloge, et un modèle numérique de terrain 15 de cellule, par exemple tridimensionnel (3D). As will be seen below, this assistance data can also be complementary navigation data that will be used during the position determination step, such as, for example, PRN numbers in view, satellite ephemerides, ionospheric corrections. , clock corrections, and a digital model of cell terrain, for example three-dimensional (3D).

Les messages requérant l'assistance du système d'assistance sont transmis au serveur d'assistance SE par le module d'émission/réception MER de la carte CR du terminal UE, de la même façon que des données de communication classiques. Ils contiennent bien entendu l'identifiant du 20 téléphone mobile UE concerné. Par ailleurs, le dispositif DPS étant ici implanté dans un téléphone mobile UE appartenant à un réseau cellulaire, il est supposé être situé, au moment où il génère sa demande, dans l'une des cellules du réseau. Par conséquent, le module d'interrogation Ml peut intégrer dans son message de demande d'assistance (même si ces informations 25 restent habituellement en interne dans le réseau) la position de la cellule (ou son identifiant) dans laquelle son dispositif DPS est situé, et qu'il a obtenu du module de gestion MG du téléphone mobile UE. Messages requiring assistance from the assistance system are transmitted to the assistance server SE by the transmission / reception module MER of the CR card of the terminal UE, in the same way as conventional communication data. They contain, of course, the identifier of the mobile phone UE concerned. Moreover, the DPS device being here implanted in a mobile phone UE belonging to a cellular network, it is supposed to be located, at the moment when it generates its request, in one of the cells of the network. Therefore, the interrogation module M1 may include in its assistance request message (even if this information usually remains internally in the network) the position of the cell (or its identifier) in which its DPS device is located. , and that he got from the MG management module of the EU mobile phone.

Par ailleurs, il est particulièrement avantageux d'asservir l'horloge de cadencement du dispositif DPS du téléphone mobile UE sur l'horloge de 30 cadencement de la station de base BTS qui gère la cellule dans laquelle il est situé. L'horloge de la station de base BTS est en effet beaucoup plus précise que celle du téléphone mobile UE. Furthermore, it is particularly advantageous to slave the clock clock of the DPS device of the mobile phone UE to the clock of the base station BTS which manages the cell in which it is located. The clock of the base station BTS is indeed much more precise than that of the mobile phone UE.

Préférentiellement, le serveur d'assistance SE comporte une base de données BD contenant le temps GPS approximatif de la constellation CS et les positions d'un point de référence, par exemple le centre, de chaque cellule du réseau cellulaire. Dans le cas contraire, le serveur d'assistance SE doit interroger son réseau cellulaire pour qu'il lui transmette la position de la cellule 5 concernée. Par ailleurs, lorsque le message de demande d'assistance requiert également des données de navigation complémentaires concernant certains satellites de positionnement, le serveur d'assistance SE écoute, par l'intermédiaire de son récepteur RNSS R, les signaux et messages de navigation issus notamment de la constellation de navigation CS. Preferably, the assistance server SE comprises a database BD containing the approximate GPS time of the constellation CS and the positions of a reference point, for example the center, of each cell of the cellular network. In the opposite case, the assistance server SE must interrogate its cellular network so that it transmits to it the position of the cell 5 concerned. Moreover, when the assistance request message also requires additional navigation data concerning certain positioning satellites, the assistance server SE hears, through its RNSS receiver R, the navigation signals and messages originating in particular. of the CS navigation constellation.

Une fois en possession des données d'assistance le serveur d'assistance SE les communique au terminal requérant UE, via le réseau cellulaire. Once in possession of the assistance data, the assistance server SE communicates them to the requesting terminal UE via the cellular network.

La carte CR réceptionne ces données d'assistance et les communique à un module de traitement MT qu'elle comprend et qui est s15 chargé de constituer des couples d'hypothèses sur le temps GPS effectif et sa position effective à partir du temps GPS approximatif reçu et de sa position approximative reçue. The CR card receives this assistance data and communicates it to an MT processing module which it understands and which is responsible for constituting pairs of hypotheses on the actual GPS time and its effective position from the approximate GPS time received. and its approximate position received.

Puis, une fois les couples d'hypothèses constitués, le module de traitement MT détermine pour chaque couple d'hypothèses des positions 20 absolues estimatives des satellites SN de la constellation CS. Then, once the pairs of hypotheses have been constituted, the processing module MT determines for each pair of hypotheses the estimated absolute positions of the satellites SN of the constellation CS.

Il détermine ensuite, toujours pour chaque couple d'hypothèses, les distances estimatives entre le téléphone mobile UE et chacun des satellites de positionnement SN en vue, à partir des positions estimatives de la constellation en vue. It then determines, for each pair of assumptions, the estimated distances between the mobile phone UE and each of the positioning satellites SN in view, from the estimated positions of the constellation in view.

Puis, il détermine, également pour chaque couple d'hypothèses, les effets doppler associés à chacun des satellites de positionnement SN en vue, compte tenu de leurs positions approximatives et des distances qui les séparent du téléphone mobile UE. Then, it determines, for each pair of hypotheses, the Doppler effects associated with each of the SN positioning satellites in view, given their approximate positions and the distances that separate them from the mobile phone UE.

Une fois en possession des valeurs estimées des positions, distances 30 et effets doppler pour chaque couple d'hypothèses, le module de traitement MT peut alors déterminer pour chaque couple d'hypothèses une réplique de signal S, correspondant à la somme (ou accumulation) des signaux en bande L qui devraient être reçus, en provenance des satellites SN en vue, pendant l'intervalle temporel choisi, compte tenu du couple d'hypothèses considéré. La relation suivante est un exemple de réplique de signal dans le cas de couples d'hypothèses position/temps: sk, (t) = 7 C (t- Zrk A i=1 Le couple d'indices (k,n) représente ici le couple d'hypothèses position géographique / temps, i est l'indice désignant un satellite SN en vue, NSAT est le nombre de satellites SN en vue, Ci désigne le code d'étalement du satellite i, Ti,k,n est le retard temporel entre le temps GPS d'émission et le temps de réception reçus du satellite i, et fi,k,n est la fréquence reçue de 10 cadencement de l'horloge du satellite SN en vue d'indice i, corrigée grâce à l'hypothèse de temps constellation / position approximative du terminal UE. Once in possession of the estimated values of the positions, distances and Doppler effects for each pair of hypotheses, the processing module MT can then determine for each pair of hypotheses a replica of signal S, corresponding to the sum (or accumulation). L-band signals expected to be received from the SN satellites in view during the chosen time interval, taking into account the considered pair of assumptions. The following relation is an example of signal replication in the case of pairs of position / time assumptions: sk, (t) = 7 C (t- Zrk A i = 1 The pair of indices (k, n) represents here the pair of hypotheses geographical position / time, i is the index designating a satellite SN in view, NSAT is the number of satellites SN in view, Ci denotes the spreading code of the satellite i, Ti, k, n is the time delay between the transmit GPS time and the receive time received from the satellite i, and fi, k, n is the received clock timing frequency of the SN satellite for index i, corrected by means of Constellation time assumption / approximate position of the UE terminal.

Cette accumulation du signal reçu sur un intervalle de temps choisi est ici rendue possible du fait que les satellites SN de la constellation CS sont synchronisés. This accumulation of the signal received over a chosen time interval is here made possible because the SN satellites of the CS constellation are synchronized.

Le module de traitement MT sélectionne ensuite le couple d'hypothèses qui correspond à la réplique de signal qui présente une corrélation maximale avec le signal reçu (ou accumulé) pendant l'intervalle de temps. The processing module MT then selects the hypothesis pair that corresponds to the signal replica that has a maximum correlation with the signal received (or accumulated) during the time interval.

Pour ce faire, il détermine préférentiellement, pour chaque réplique de 20 signal, et donc pour chaque couple d'hypothèses, une fonction représentative de son énergie de corrélation avec la somme des signaux effectivement reçus sur l'intervalle choisi. On tire ainsi partie avantageusement de l'accumulation des signaux sur l'intervalle de temps choisi. L'estimation d'une fonction de corrélation est en effet grandement facilitée lorsque le signal est peu bruité. To do this, it preferably determines, for each signal replica, and therefore for each pair of hypotheses, a function representative of its correlation energy with the sum of the signals actually received over the chosen interval. This advantageously benefits from the accumulation of signals over the chosen time interval. The estimation of a correlation function is greatly facilitated when the signal is low noise.

Puis, le module de traitement MT retient la réplique de signal qui présente l'énergie (de corrélation) la plus forte. Then, the processing module MT holds the signal replica which has the highest energy (correlation).

Cette réplique de signal retenue correspond à un couple d'hypothèses qui est donc sélectionné. En d'autres termes, à la fin de ce traitement le module de traitement MT dispose des temps GPS et position du 30 téléphone mobile UE qui sont les plus probables. Il peut donc se synchroniser sur chaque signal reçu d'un satellite SN en vue afin de déterminer les codes pseudo-aléatoires utilisés pour le moduler. This replica of the selected signal corresponds to a pair of hypotheses which is therefore selected. In other words, at the end of this processing the MT processing module has the GPS times and the position of the mobile phone UE which are most likely. It can therefore synchronize with each signal received from an SN satellite in view in order to determine the pseudorandom codes used to modulate it.

Une fois les codes pseudo-aléatoires déterminés, et donc une fois la synchronisation sur les codes pseudo-aléatoires effectuée, le module de traitement MT doit estimer finement les synchronisations, puis éventuellement démoduler. Once the pseudo-random codes determined, and therefore once the synchronization on the pseudo-random codes performed, the processing module MT must finely estimate the synchronizations, then possibly demodulate.

Il est cependant préférable d'envisager un traitement additionnel préalable à la démodulation. En effet, le système d'augmentation de type SBAS et le réseau de positionnement par satellites de type GPS utilisent une technique d'étalement de spectre reposant sur des séquences périodiques de codes d'étalement, comme par exemple les codes de Gold. Or, la durée de ces séquences est en général vingt fois plus courte que la durée accordée à un bit d'information du signal. Par conséquent, la phase de synchronisation sur les codes pseudo-aléatoires doit être préférentiellement suivie d'une étape de synchronisation de bits. However, it is preferable to consider additional treatment prior to demodulation. Indeed, the SBAS type augmentation system and the GPS satellite positioning network use a spread spectrum technique based on periodic sequences of spreading codes, such as the Gold codes. However, the duration of these sequences is in general twenty times shorter than the duration given to a bit of information of the signal. Therefore, the synchronization phase on the pseudo-random codes must preferably be followed by a bit synchronization step.

La synchronisation de bits peut consister, par exemple, à désétaler (ou despreading ) le signal à la cadence de la séquence de codes, c'est-à-dire 1 KHz, après avoir effectué la synchronisation de codes pseudo-aléatoires. On procède ensuite à une détection de fréquence en appliquant une transformée de Fourier rapide (ou FFT) au signal désétalé. 20 Cela permet en effet d'estimer l'effet doppler résiduel avec une incertitude inférieure à environ 25 Hz. Pour ce faire, on peut par exemple effectuer une FFT sur 1024 échantillons, correspondant à environ une seconde (1 s). Puis, on procède à la correction de la fréquence détectée. Enfin, en utilisant un opérateur spécifique, on détermine la transition de bit en considérant que la 25 séquence de codes est synchronisée sur le bit et que chaque bit est constitué de vingt (20) codes pseudo-alétaoires complets, ce qui correspond à 20 x 1 ms. The bit synchronization may consist, for example, in despreading the signal at the rate of the code sequence, that is to say 1 KHz, after performing the synchronization of pseudo-random codes. Frequency detection is then performed by applying a Fast Fourier Transform (or FFT) to the despread signal. This makes it possible to estimate the residual doppler effect with an uncertainty of less than approximately 25 Hz. For this purpose, it is possible, for example, to perform an FFT on 1024 samples, corresponding to approximately one second (1 s). Then, the frequency detected is corrected. Finally, using a specific operator, the bit transition is determined by considering that the code sequence is bit-synchronized and that each bit consists of twenty (20) complete pseudo-random codes, which corresponds to 20x. 1 ms.

L'opérateur spécifique utilisé peut être par exemple du type suivant: Nbit 20 20 2 S(n) Sk+20*i+n - Sk+20*(i-l1)+n i=1 k=l k= où S représente un échantillon de signal désétalé à 1 KHz. The specific operator used may for example be of the following type: ## EQU1 ## Sk + 20 * i + n - Sk + 20 * (i-l1) + n1 = 1 k = lk = where S represents a signal sample despread at 1 KHz.

Par exemple, le signal S est calculé sur un nombre de bits (Nbit) égal à cinquante (50) pour une durée de signal d'une seconde. For example, the signal S is calculated on a number of bits (Nbit) equal to fifty (50) for a signal duration of one second.

Le maximum de S(n), lorsque n varie entre O et 19, donne la transition de bit. The maximum of S (n), when n varies between 0 and 19, gives the bit transition.

Ce type de synchronisation de bits est particulièrement avantageux 5 car il est peu consommateur de temps de calcul. De plus, il permet de décorréler les différents problèmes d'estimation introduits par le traitement des signaux GPS. This type of bit synchronization is particularly advantageous because it consumes little computing time. In addition, it allows to decorrelate the various estimation problems introduced by the GPS signal processing.

Une fois la synchronisation de bits effectuée, l'étape de détermination de la position peut commencer. Once the bit synchronization is done, the position determination step can begin.

Le dispositif DPS comporte à cet effet un premier module de calcul MC1 chargé de déterminer pour chaque signal démodulé son temps de propagation entre le satellite SN en vue, qui l'a émis, et le téléphone mobile UE (ou plus précisément son dispositif DPS). Pour ce faire, il utilise la date d'émission du signal, intégrée dans ledit signal par le satellite qui l'a émis, et 15 la date de réception associée au signal par le module d'émission/réception MER du dispositif DPS lors de sa réception. The DPS device comprises for this purpose a first calculation module MC1 responsible for determining for each demodulated signal its propagation time between the satellite SN in view, which issued it, and the mobile phone UE (or more precisely its DPS device) . To do this, it uses the date of transmission of the signal, integrated in said signal by the satellite which sent it, and the date of reception associated with the signal by the transmission / reception module MER of the DPS device during his reception.

Ces temps de propagation alimentent un deuxième module de calcul MC2 chargé de déterminer, à partir, d'une part, des données de navigation contenues dans chaque signal et des données de navigation 20 complémentaires contenues dans les messages SBAS traditionnels et/ou d'assistance reçus du système d'assistance (serveur SE), et d'autre part, du temps de propagation associé, la pseudo-distance entre le téléphone mobile UE et le satellite SN en vue, correspondant. These propagation times feed a second calculation module MC2 responsible for determining, on the one hand, navigation data contained in each signal and complementary navigation data contained in the traditional SBAS messages and / or assistance messages. received from the assistance system (server SE), and secondly, the associated propagation time, the pseudo-distance between the mobile phone UE and the SN satellite in view, corresponding.

Les données d'assistance, qui peuvent remplacer ou compléter les 25 données extraites des messages (ou signaux) provenant des satellites SN et qui peuvent être transmises à un dispositif DPS par le système d'assistance (serveur d'assistance SE), sont par exemple les éphémérides des satellites de positionnement SN en vue du téléphone mobile UE concerné, et/ou des corrections temporelles des satellites de positionnement SN en vue du 30 téléphone mobile UE concerné, représentatives de l'écart temporel entre le temps GPS et l'horloge de cadencement du dispositif DPS du téléphone mobile UE concerné, et/ou des secondes corrections temporelles représentatives des perturbations induites par l'ionosphère sur la propagation des signaux transmis par les satellites de positionnement SN en vue du téléphone mobile UE concerné, et/ou des données représentatives d'un modèle tridimensionnel (3D) de la cellule dans laquelle le terminal requérant est situé. The assistance data, which can replace or supplement the data extracted from the messages (or signals) from the SN satellites and which can be transmitted to a DPS device by the assistance system (assistance server SE), are for example, the ephemeris of the positioning satellites SN for the purpose of the mobile phone UE concerned, and / or temporal corrections of the positioning satellites SN with a view to the mobile phone UE concerned, representative of the time difference between the GPS time and the clock of the device DPS of the mobile phone UE concerned, and / or second temporal corrections representative of the disturbances induced by the ionosphere on the propagation of the signals transmitted by the positioning satellites SN for the purpose of the mobile phone UE concerned, and / or data representative of a three-dimensional (3D) model of the cell in which the requesting terminal is located.

Ces données de navigation complémentaires, et notamment les données de correction, sont utilisées par le deuxième module de calcul MC2 pour corriger les données de navigation transmises dans les signaux en bande L par les satellites SN en vue. Elles permettent d'améliorer la sensibilité des traitements et par conséquent d'améliorer la précision des 10 calculs. This complementary navigation data, and in particular the correction data, are used by the second calculation module MC2 to correct the navigation data transmitted in the L-band signals by the SN satellites in view. They make it possible to improve the sensitivity of the treatments and consequently to improve the accuracy of the calculations.

Mais certaines de ces données de navigation, comme par exemple les données du modèle 3D, peuvent également servir dans la phase suivante de détermination de la position. But some of these navigation data, such as 3D model data, can also be used in the next phase of position determination.

Les pseudo-distances associées à chaque satellite SN en vue, 15 déterminées par le deuxième module de calcul MC2, alimentent un troisième module de calcul MC3 chargé de déterminer la position du téléphone mobile UE. Plus précisément, le troisième module de calcul MC3 détermine la position au moins par une quadrilatération, et plus généralement par une résolution numérique de type méthode des moindres carrés à quatre 20 inconnues et au moins quatre mesures, à partir des pseudo-distances (en général au nombre de quatre (4)), de certaines données de navigation corrigées et/ou de certaines données d'assistance, comme par exemple les données du modèle 3D de la cellule dans laquelle son téléphone mobile UE est situé. The pseudo-distances associated with each SN satellite in view, determined by the second calculation module MC2, feed a third calculation module MC3 responsible for determining the position of the mobile phone UE. More specifically, the third calculation module MC3 determines the position at least by a quadrilateral, and more generally by a least-square method digital resolution with four unknowns and at least four measurements, from the pseudo-distances (in general four (4)), some corrected navigation data and / or some assistance data, such as the data of the 3D model of the cell in which his mobile phone UE is located.

Ce modèle 3D peut être particulièrement utile lorsque le troisième module de calcul MC3 ne dispose que de trois pseudo-distances pour déterminer la position du téléphone mobile UE. Ce cas peut notamment arriver dans les environnements difficiles où le téléphone mobile UE ne voit que trois satellites SN. This 3D model can be particularly useful when the third calculation module MC3 has only three pseudo-distances to determine the position of the mobile phone UE. This case may occur in difficult environments where the EU mobile phone sees only three SN satellites.

La sortie du troisième module de calcul MC3 alimente en positions le module de gestion MG du téléphone mobile UE. The output of the third calculation module MC3 feeds into positions the management module MG of the mobile phone UE.

Le dispositif DPS selon l'invention, et notamment ses module d'interrogation Ml, module de traitement MT, modules de calcul MC1, MC2 et MC3, peuvent être réalisés sous la forme de circuits électroniques, de modules logiciels (ou informatiques), ou d'une combinaison de circuits et de logiciels. The DPS device according to the invention, and in particular its interrogation module M1, processing module MT, calculation modules MC1, MC2 and MC3 can be implemented in the form of electronic circuits, software (or computer) modules, or a combination of circuits and software.

Il est important de noter que le modèle 3D d'une cellule d'un réseau 5 cellulaire (qui peut être transmis par le système d'assistance (serveur d'assistance SE) à un terminal mobile UE sous la forme de données de navigation complémentaires) peut être élaboré à partir des calculs de position effectués par les différents terminaux mobiles UE appartenant audit réseau cellulaire. It is important to note that the 3D model of a cellular network cell (which can be transmitted by the assistance system (support server SE) to a mobile terminal UE in the form of complementary navigation data. ) can be developed from the position calculations performed by the different mobile terminals UE belonging to said cellular network.

On peut en effet envisager que chaque dispositif DPS soit agencé de manière à transmettre au serveur d'assistance SE du système d'assistance, les pseudo-distances déterminées par son deuxième module de calcul MC2 (dans un mode de fonctionnement de type MS-assisted ), ou bien les positions déterminées par son troisième module de calcul MC3 (dans un 15 mode de fonctionnement de type MS-based ), accompagnées de l'identifiant de la cellule dans laquelle il est implanté. It can indeed be envisaged that each DPS device is arranged to transmit to the assistance server SE of the assistance system, the pseudo-distances determined by its second calculation module MC2 (in a mode of operation of the MS-assisted type ), or the positions determined by its third calculation module MC3 (in an operating mode of MS-based type), accompanied by the identifier of the cell in which it is implanted.

Le serveur d'assistance SE comprend alors un module de traitement PM chargé, lorsqu'il reçoit des données d'information représentatives de la position d'un terminal mobile UE (pseudo-distances ou positions), de les 20 stocker dans sa base de données BD en correspondance de l'identifiant de la cellule du réseau cellulaire dans laquelle ce terminal mobile UE est situé. The assistance server SE then comprises a loaded PM processing module, when it receives information data representative of the position of a mobile terminal UE (pseudo-distances or positions), to store them in its base of BD data corresponding to the identifier of the cell of the cellular network in which the mobile terminal UE is located.

Dans ce cas, le module de traitement PM est préférentiellement agencé de manière à déterminer des données auxiliaires représentatives de la qualité des données d'information reçues, puis à les mémoriser en 25 correspondance de l'identifiant de cellule. On entend ici par qualité un paramètre physique tel que par exemple l'intensité ou le niveau du signal GSM reçu. Ces données auxiliaires peuvent notamment être utiles à l'opérateur du réseau de téléphonie mobile. In this case, the processing module PM is preferably arranged so as to determine auxiliary data representative of the quality of the received information data, and then to memorize them in correspondence of the cell identifier. Here, quality is understood to mean a physical parameter such as, for example, the intensity or the level of the received GSM signal. This auxiliary data may in particular be useful to the operator of the mobile telephone network.

Il est également particulièrement avantageux que le module de 30 traitement PM soit agencé de manière à élaborer progressivement un modèle tridimensionnel (3D) du réseau cellulaire à partir des identifiants de cellule et des données d'information et/ou données auxiliaires correspondantes. Plus précisément, le module de traitement PM peut déterminer la zone couverte par chaque cellule du réseau puisqu'il dispose des positions où les téléphones mobiles UE sont en mesure de communiquer. Bien entendu, le modèle 3D du réseau est stocké dans la base de données BD du serveur d'assistance SE. Il peut être mis à jour continuellement, ou de façon périodique, ou encore sur ordre, selon les besoins. It is also particularly advantageous that the PM processing module is arranged to progressively develop a three-dimensional (3D) model of the cellular network from the corresponding cell identifiers and information data and / or auxiliary data. Specifically, the PM processing module can determine the area covered by each cell of the network since it has positions where EU mobile phones are able to communicate. Of course, the 3D model of the network is stored in the database DB of the support server SE. It can be updated continuously, or periodically, or by order, as needed.

Comme indiqué précédemment, une portion de ce modèle 3D du réseau, représentant une cellule, peut ensuite être transmise au terminal mobile UE qui le requiert, sous la forme de données de navigation complémentaires. As indicated above, a portion of this 3D model of the network, representing a cell, can then be transmitted to the mobile terminal UE which requires it, in the form of complementary navigation data.

Grâce à ces informations sur le réseau, obtenues de façon passive, sans qu'il faille effectuer des campagnes de mesures, I'opérateur du réseau dispose d'informations précieuses en trois dimensions (3D) qui lui permettent d'améliorer la couverture géographique de son réseau ou de procéder à une intervention de maintenance ou de réparation. On peut, en effet, ainsi 15 déterminer les zones d'ombre, ou les zones dans lesquelles s'est produit un problème technique (zones d'ombres du système RNSS ou zones d'ombres du réseau de communications mobile). Cela peut également permettre de déterminer les zones d'ombres du système d'augmentation. Thanks to this network information, obtained passively, without having to carry out measurement campaigns, the network operator has valuable information in three dimensions (3D) which allow him to improve the geographical coverage of the network. network or to carry out maintenance or repair work. In this way, it is possible to determine the shadow zones, or the zones in which a technical problem has occurred (shadow regions of the RNSS system or shadow zones of the mobile communications network). This can also be used to determine the shadows of the augmentation system.

On peut également envisager une élaboration du modèle 3D du 20 réseau cellulaire à la requête de son opérateur. Dans ce cas, on transmet aux dispositifs DPS, de préférence via le système d'assistance (SE), un message requérant de leur part la transmission des pseudo-distances ou positions qu'ils déterminent, pendant une durée choisie. It is also possible to envisage an elaboration of the 3D model of the cellular network at the request of its operator. In this case, a message is sent to the DPS devices, preferably via the assistance system (SE), requesting from them the transmission of the pseudo-distances or positions that they determine, for a chosen duration.

Dans une variante, on peut envisager que ce ne soit pas le serveur 25 d'assistance SE qui détermine le modèle 3D du réseau cellulaire. Il est en effet possible de configurer les téléphones mobiles afin qu'ils transmettent au réseau cellulaire (et non au serveur d'assistance SE) les données d'informations représentatives des pseudo-distances ou positions calculées par leur dispositif DPS. Dans ce cas, le modèle 3D du réseau est transmis au 30 système d'assistance SE par le réseau cellulaire afin d'être stocké dans sa base de données BD puis d'être transmis sous la forme de données de navigation complémentaires aux dispositifs DPS. In a variant, it can be envisaged that it is not the support server SE that determines the 3D model of the cellular network. It is indeed possible to configure the mobile phones to transmit to the cellular network (and not to the support server SE) information data representative of the pseudo-distances or positions calculated by their DPS device. In this case, the 3D model of the network is transmitted to the assistance system SE by the cellular network in order to be stored in its database BD and then transmitted in the form of navigation data complementary to the DPS devices.

Le dispositif DPS selon l'invention peut être également agencé de manière à tenir compte de la dynamique du terminal mobile UE dans lequel il est implanté. The device DPS according to the invention can also be arranged to take into account the dynamics of the mobile terminal UE in which it is implanted.

En effet, la synchronisation sur le signal reçu d'un satellite SN porte non seulement sur le délai entre le signal reçu (et plus précisément 5 l'étalement de codes) et la réplique élaborée au niveau du dispositif DPS, mais également sur l'écart fréquentiel entre la fréquence du dispositif DPS et la fréquence du signal reçu. Indeed, the synchronization on the signal received from a satellite SN relates not only to the delay between the received signal (and more precisely the spreading of codes) and the replica elaborated at the level of the device DPS, but also on the frequency difference between the frequency of the DPS device and the frequency of the received signal.

Notamment, l'incertitude fréquentielle est induite par l'incertitude relative à l'oscillateur local, I'effet doppler dû au mouvement du satellite et 10 I'effet doppler dû au mouvement du terminal mobile UE. In particular, the frequency uncertainty is induced by the uncertainty relative to the local oscillator, the Doppler effect due to the movement of the satellite and the Doppler effect due to the movement of the mobile terminal UE.

On peut montrer que la durée de l'intervalle temporel alloué à la détection du maximum de corrélation influe directement sur les performances. It can be shown that the duration of the time interval allocated to the detection of the maximum correlation has a direct influence on the performances.

Plus cette durée (appelée durée d'intégration cohérente ) est longue, meilleure est la réjection de bruit. Par conséquent, le rapport signal sur bruit is après corrélation est inversement proportionnel à la durée d'intégration cohérente. En d'autres termes, I'amélioration de la sensibilité du dispositif DPS passe par l'augmentation de cette durée d'intégration cohérente. The longer this duration (called coherent integration time), the better the noise rejection. Therefore, the signal-to-noise ratio after correlation is inversely proportional to the coherent integration time. In other words, improving the sensitivity of the DPS device involves increasing this coherent integration time.

Par ailleurs, le pas de discrétisation (6f) du domaine fréquentiel est d'autant plus petit que la durée d'intégration cohérente (Ti) est grande (on a 20 typiquement la relation 6f = 1/2Ti). Cela permet de minimiser les pertes pendant l'intégration cohérente. On the other hand, the discretization step (6f) of the frequency domain is even smaller if the coherent integration time (Ti) is large (typically the relation 6f = 1 / 2Ti). This minimizes losses during consistent integration.

Il découle de ces remarques que lorsqu'une hypothèse de fréquence ou une hypothèse de position géographique est testée, le dispositif DPS est d'autant plus sensible à un changement de fréquence, pendant la phase 25 d'intégration, que le pas de discrétisation est petit. Or, la dynamique d'un terminal mobile UE est de nature à faire varier la phase du signal reçu et donc à induire des changements de fréquence. Par conséquent, I'amélioration de la sensibilité d'un dispositif DPS passe par la prise en compte de la dynamique du terminal mobile UE dans lequel il est implanté. It follows from these remarks that when a frequency hypothesis or a hypothesis of geographical position is tested, the DPS device is more sensitive to a change of frequency, during the integration phase, than the step of discretization is small. However, the dynamics of a mobile terminal UE is likely to vary the phase of the received signal and thus to induce changes in frequency. Therefore, improving the sensitivity of a DPS device involves taking into account the dynamics of the mobile terminal UE in which it is implanted.

Ce phénomène est d'autant plus gênant que les conditions de réception sont mauvaises. This phenomenon is all the more annoying that the reception conditions are bad.

Pour tenter de remédier à cela, il a été proposé de limiter la durée d'intégration cohérente afin que le pas de discrétisation ne soit pas trop petit. To try to remedy this, it has been proposed to limit the coherent integration time so that the step of discretization is not too small.

Typiquement, on limite la largeur du pas de discrétisation à environ 500 Hz, ce qui correspond à une durée d'intégration cohérente de l'ordre de 1 ms. Typically, the width of the discretization step is limited to about 500 Hz, which corresponds to a coherent integration time of the order of 1 ms.

Ainsi, en effectuant une accumulation cohérente d'énergie du type de celle précédemment décrite, pendant une durée de 20 ms reposant sur vingt 5 durées d'intégration cohérente de 1 ms chacune, la perte est d'environ 6,5 dB par rapport à une unique durée d'intégration cohérente de 20 ms. Thus, by carrying out a coherent accumulation of energy of the type previously described, for a duration of 20 ms resting on twenty coherent integration durations of 1 ms each, the loss is approximately 6.5 dB relative to a single coherent integration time of 20 ms.

Un autre aspect de l'invention a donc pour objet d'améliorer la situation en estimant directement la dynamique du terminal mobile UE pendant l'intégration plutôt que de limiter artificiellement la durée d'intégration 10 cohérente. Another aspect of the invention is therefore to improve the situation by directly estimating the dynamics of the mobile terminal UE during the integration rather than artificially limiting the coherent integration time.

L'invention propose à cet effet d'implanter dans le terminal mobile UE, et de préférence dans son dispositif de positionnement par satellites DPS, un dispositif de mesure DM chargé de mesurer son mouvement, sa vitesse et son accélération pendant la durée d'intégration cohérente. The invention proposes for this purpose to implant in the mobile terminal UE, and preferably in its satellite positioning device DPS, a measuring device DM responsible for measuring its movement, its speed and its acceleration during the integration period. consistent.

is Ce dispositif de mesure DM est plus préférentiellement agencé sous la forme d'un micro-système électromécanique (ou MEMS pour Micro Electro Mechanical System ) à micro inertie. Tout type de MEMS à micro inertie peut être envisagé et notamment ceux utilisant un cantilever, ou une ou plusieurs lames suspendues, ou encore une structure en forme de H 20 partiellement suspendue. This DM measuring device is more preferably arranged in the form of an electromechanical micro-system (or MEMS for Micro Electro Mechanical System) with micro inertia. Any type of MEMS with micro inertia can be envisaged and in particular those using a cantilever, or one or more suspended blades, or a partially suspended structure H 20.

A partir des mesures délivrées par le dispositif de mesure DM et des données d'assistance précitées, et notamment les positions de satellites et la pré-localisation du terminal mobile UE, le module de traitement MT du dispositif DPS peut estimer la vitesse, I'accélération y et la variation 25 d'accélération dy/dt (ou jerk ) par rapport à chaque satellite SN en vue, et en déduire la phase induite devant être prise en compte dans le calcul de la réplique de signal lors de l'intégration cohérente (accumulation). From the measurements delivered by the measuring device DM and the above-mentioned assistance data, and in particular the satellite positions and the pre-location of the mobile terminal UE, the processing module MT of the device DPS can estimate the speed, I ' acceleration y and the acceleration variation dy / dt (or jerk) with respect to each SN satellite in view, and deduce therefrom the induced phase to be taken into account in the computation of the signal replica during the coherent integration (accumulation).

La réplique du signal peut alors être déterminée à l'aide d'une relation dérivée de la relation suivante qui correspond au cas de couples 30 d'hypothèses de la grille balayée (position/temps système): Ti 2j(w0t+ w0Yt +Y - -v, -d--3 S = JSr(t)r(t-z)e 2 C 3 dt où w0 est le pas de discrétisation fréquentiel testé. The replica of the signal can then be determined using a relation derived from the following relation which corresponds to the case of pairs of hypotheses of the scanned grid (position / system time): Ti 2j (w0t + w0Yt + Y - -v, -d - 3 S = JSr (t) r (tz) e 2 C 3 dt where w0 is the frequency discretization step tested.

De la sorte, le temps d'intégration cohérente peut être augmenté et l'on peut exploiter un signal de pilotage (ou pilot tone ) y compris durant la phase d'acquisition. Le pilot tone est un signal sans données, comme par 5 exemple une modulation de phase à porteuse pure étalée. En outre, les mesures délivrées par le dispositif de mesure DM portent sur des paramètres qui varient très rapidement dans le temps et sont donc particulièrement bien adaptés aux courtes durées d'intégration. In this way, the coherent integration time can be increased and one can exploit a pilot signal (or pilot tone) including during the acquisition phase. The pilot tone is a signal without data, such as for example a pure carrier phase modulation spread. In addition, the measurements delivered by the measuring device DM relate to parameters that vary very rapidly over time and are therefore particularly well adapted to short integration times.

L'invention offre également un procédé dédié à la détermination de la 10 position d'un terminal mobile UE et comprenant comme le procédé de l'art antérieur une étape d'acquisition de codes pseudo-aléatoires, suivie d'une étape de détermination de la position du terminal mobile UE à partir des codes pseudo-aléatoires acquis et des données de navigation contenues dans les signaux reçus (lus dans les signaux de navigation reçus ou dans les 15is messages d'assistance). The invention also provides a method dedicated to the determination of the position of a mobile terminal UE and comprising, like the method of the prior art, a step of acquisition of pseudo-random codes, followed by a step of determining the the position of the mobile terminal UE from the acquired pseudo-random codes and navigation data contained in the received signals (read in the received navigation signals or in the 15 assistance messages).

Celui-ci peut être notamment mis en oeuvre à l'aide de l'installation et des terminaux mobiles UE présentés ci-avant. Les fonctions et sousfonctions principales et optionnelles assurées par les étapes de ce procédé étant sensiblement identiques à celles assurées par les différents moyens 20 constituant l'installation et les terminaux mobiles UE, seules seront résumées ci-après les étapes mettant en oeuvre les fonctions principales du procédé selon l'invention. This can be implemented in particular using the installation and the mobile terminals UE presented above. The main and optional functions and subfunctions ensured by the steps of this method being substantially identical to those provided by the various means constituting the installation and the mobile terminals UE, only the following will be summarized below the steps implementing the main functions of the process according to the invention.

Ce procédé consiste: à transmettre au terminal mobile UE, de préférence à sa demande, des 25 données d'assistance représentatives du temps de référence (temps GPS) approximatif de la constellation CS et de sa position approximative, ainsi qu'éventuellement des éphémérides, des corrections ionosphériques, et analogues, puis, à déterminer des positions estimatives de la constellation CS, des 30 distances estimatives entre le terminal mobile UE et chacun des satellites SN en vue, et des effets doppler associés, en fonction de couples d'hypothèses portant sur le temps de référence approximatif et la position approximative reçus, puis, à déterminer pour chaque couple d'hypothèses une réplique de signal correspondant aux positions et distances estimatives et aux effets doppler associés sur un intervalle de temps choisi, et * à sélectionner le couple d'hypothèses qui correspond à la réplique de 5 signal qui présente une corrélation maximale avec le signal reçu pendant l'intervalle de temps choisi, afin de déterminer les codes pseudo- aléatoires qui modulent chacun des signaux reçus. This method comprises: transmitting to the mobile terminal UE, preferably at its request, assistance data representative of the approximate reference time (GPS time) of the constellation CS and its approximate position, as well as possibly ephemeris, ionospheric corrections, and the like, and then, to determine estimated positions of the CS constellation, estimated distances between the mobile terminal UE and each of the SN satellites in view, and associated Doppler effects, as a function of pairs of hypotheses relating to on the approximate reference time and the approximate position received, then, to determine for each pair of hypotheses a signal replica corresponding to the estimated positions and distances and the doppler effects associated over a chosen time interval, and * to select the pair hypotheses which corresponds to the signal replica which has a maximum correlation with the signal re during the selected time interval, in order to determine the pseudorandom codes which modulate each of the received signals.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de terminal mobile, de serveur d'assistance et de procédé décrits ci-avant, seulement à 10 titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. The invention is not limited to the embodiments of mobile terminal, helper server and method described above, only by way of example, but it encompasses all variants that may be considered by the man of the invention. art within the scope of the claims below.

Ainsi, dans ce qui précède il a été décrit une installation dans laquelle le réseau de télécommunications est un réseau cellulaire de type GSM/GPRS ou UMTS. Mais l'invention concerne également les réseaux radio de 15 télécommunications de type satellitaire hybride avec répéteurs terrestres. Thus, in the foregoing, it has been described an installation in which the telecommunications network is a cellular network of GSM / GPRS or UMTS type. However, the invention also relates to radio communication networks of hybrid satellite type with terrestrial repeaters.

Claims

A method for determining the position of a mobile terminal (UE), comprising a step of acquisition by said terminal (UE) of pseudo-random codes, modulating signals received from satellites (SN) in view belonging to a constellation ( CS) of positioning satellites and referred to a reference time, in comparison with replicas of signals resulting from hypotheses, and a step of determining the position of said terminal (UE) from said acquired codes and navigation data contained therein in said signals, characterized in that in the acquisition step i) said assistance data representative of an approximate reference time and its approximate position are transmitted to said terminal (UE), ii) estimated positions of said satellite constellation (CS), estimated distances between said terminal (UE) and each of said satellites (SN) in view, and associated Doppler effects, as a function of alternating assumptions about said approximate reference time and said approximate position; iii) determining for each pair of hypotheses a signal replica corresponding to said estimated positions and distances and said associated Doppler effects over a chosen time interval 2 o and iv) selecting the hypothesis pair corresponding to the signal replica having a maximum correlation with the received signal during said time interval, so as to determine said pseudo-random codes modulating said received signals.

2. Method according to claim 1, characterized in that said assistance data come from an assistance server (SE) connected to a cellular communications network on which said terminal (UE) depends.

3. Method according to claim 2, characterized in that said assistance data is transmitted to said terminal (UE) via said cellular communications network.

4. Method according to one of claims 2 and 3, characterized in that said approximate position is representative of the cell in which said terminal (UE) is located when it requires said assistance data.

5. Method according to claim 4, characterized in that the acquisition timing clock of said terminal (UE) is slaved to the base station timing clock (BTS) managing the cell in which it is located. located.

6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that said selection of a signal replica consists in determining for each signal replica a function representative of its correlation energy with said signal received during the interval of time, then to remember the signal replica whose energy is the strongest.

7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that said assistance data comprise complementary navigation data selected from a group comprising at least ephemeris satellites (SN) in view of the first time corrections of said satellites in view, representative of the time difference between said reference time and their timing clock, and second temporal corrections representative of the disturbances induced by the ionosphere on the propagation of the signals transmitted by said satellites (SN) in view.

8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that said assistance data comprise complementary navigation data from an augmentation system (SG) coupled to the satellite navigation system (CS). .

9. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that said assistance data comprise data representative of a three-dimensional model of the cell in which said requesting terminal (UE) is located.

10. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that one stores information data representative of the position of the terminal (UE), so as to memorize said position in correspondence of an identifier of the cell in which it is located.

11. Method according to claim 10, characterized in that said position is further memorized in correspondence of auxiliary data representative of the quality of said transmitted information data.

The method according to the combination of claim 4 with one of claims 10 and 11, characterized in that a three-dimensional model of said communications network is generated from said cell identifiers and said information data and / or corresponding auxiliary data, and then memorizing said three-dimensional model of the communications network.

13. A method according to the combination of claims 9 and 12, characterized in that said three-dimensional cell model transmitted to said terminal (UE) is a portion of the three-dimensional model of the communications network.

14. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that one carries out measurements representative of the dynamics of said mobile terminal (UE), and in that it is estimated from said measurements and data d assisting a speed, acceleration and acceleration variation with respect to each satellite (SN) in view, then deducing an induced phase therefrom, and determining said signal replica in view of said induced phase.

15. Mobile terminal (UE), comprising means (CR) for acquiring pseudo-random codes, modulating signals received from satellites (SN) in view belonging to a constellation (CS) of positioning satellites and related to a reference time, by comparison with replicas of signals resulting from hypotheses, and calculation means (MC1-MC3) able to determine the position of said terminal (UE) from said acquired codes and navigation data contained in said signals received, characterized in that said acquisition means (CR) is arranged, upon reception of assistance data representative of an approximate reference time and the approximate position of said terminal (UE), to determine estimated positions of said satellite constellation (SN), estimated distances between said terminal (UE) and each of said satellites (SN) in view, and associated doppler effects, as a function of hypothesis pairs s on said approximate reference time and said approximate position, then for determining for each pair of hypotheses a signal replica corresponding to said estimated positions and distances and said doppler effects associated, over a chosen time interval, and to select the pair hypotheses corresponding to the signal replica having a maximum correlation with the received signal during said time interval, so as to determine said pseudo-random codes modulating said received signals.

Terminal according to claim 15, characterized in that it is arranged to communicate within a cellular communications network in which each cell is managed by a base station (BTS), and in that said approximate position is representative. of the cell in which it is located when it requires said assistance data.

17. Terminal according to claim 16, characterized in that said acquisition means (CR) comprises a clocking clock slave to the base station timing clock (BTS) managing the cell in which it is located.

Terminal according to one of claims 15 to 17, characterized in that said acquisition means (CR) are arranged to select a signal replica by making a determination for each signal replica of a representative function of its signal. correlating energy with said received signal during the time interval, then retaining the signal replica having the highest energy.

19. Terminal according to one of claims 15 to 18, characterized in that said assistance data comprise complementary navigation data selected from a group comprising at least ephemeris satellites (SN) in view, first time corrections. said satellites (SN) in view, representative of the time difference between said reference time and their timing clock, and second temporal corrections representative of the disturbances induced by the ionosphere on the propagation of the signals transmitted by said satellites (SN) in sight.

20. Terminal according to one of claims 15 to 19, characterized in that said assistance data comprises data representative of a three-dimensional model of the cell in which said requesting terminal (UE) is located.

21. Terminal according to claim 20, characterized in that it is arranged to determine said position with the aid of said representative data of a three-dimensional received cell model.

Terminal according to one of claims 15 to 21, characterized in that said assistance data comprise complementary navigation data from an augmentation system (SG) coupled to said satellite navigation system (CS). .

23. Terminal according to one of claims 18 to 22, characterized in that it is arranged to transmit to an assistance server (SE) of said cellular communications network 10 information data representative of its position, so that said information data can be stored in a database (BD) in correspondence of an identifier of the cell in which it is located.

24. Terminal according to one of claims 15 to 23, characterized in that it comprises a measuring device with micro inertia (DM) capable of delivering measurements representative of the dynamics of said terminal, and in that said means of acquisition (CR) are arranged to estimate from said measurements and said assist data a speed, an acceleration and an acceleration variation with respect to each satellite (SN) in view, and to derive from them a phase induced, then to determine said signal replica in view of said induced phase.

25. Terminal according to claim 24, characterized in that said measuring device (DM) is arranged in the form of a micro electromechanical system with micro inertia.

26. Assistance server (SE) for a cellular communications network communicating with mobile terminals (UE), characterized in that it is arranged to transmit assistance data via said communications network to mobile terminals. (UE) according to one of claims 15 to 25, following receipt of requests therefrom.

27. Server according to claim 26, characterized in that it is arranged to transmit to each requesting terminal (UE) assistance data comprising complementary navigation data selected from a group comprising at least ephemeris satellites (SN) in view, first temporal corrections of said satellites (SN) in view of said terminal (UE), representative of the time difference between said reference time and the clock of this terminal (UE), second representative time corrections 5 ionospheric induced disturbances on the propagation of the signals transmitted by said satellites (SN) in view of said terminal and data representative of a three-dimensional model of the cell in which said requesting terminal (UE) is located.

28. Server according to one of claims 26 and 27, characterized in that it comprises receiving means (R) adapted to receive messages from a satellite navigation system (CS), and in that is arranged to transmit to each requesting terminal (UE) assistance data including navigation data extracted from messages from said satellite navigation system (CS).

The server of claim 28, characterized in that said receiving means (R) is adapted to receive messages from an augmentation system, coupled to said satellite navigation system (CS), and that is arranged to transmit to each requesting terminal (UE) assistance data including complementary navigation data extracted from messages from said augmentation system and representative of said satellite navigation system (CS).

30. Server according to one of claims 26 to 29, characterized in that it comprises processing means (PM) arranged, on receipt of information data representative of the position of a terminal (UE), for storing in a database (BD) said information data in correspondence of an identifier of the cell, a cellular communications network, wherein said terminal (UE) is located.

A server according to claim 30, characterized in that said processing means (PM) are arranged to determine auxiliary data representative of the quality of said received information data, and to store said auxiliary data in said data base ( BD) in correspondence of said cell identifier and said information data representative of the position of the terminal (UE).

32. Server according to one of claims 30 and 31, characterized in that said processing means (PM) are arranged to generate a three-dimensional model of said communications network from said cell identifiers and said information data and / or corresponding auxiliary data, and then for storing said three-dimensional model of the communications network in said database (BD).

33. Server according to the combination of claims 26 and 32, characterized in that said processing means (PM) are arranged to extract from said database (BD) a portion of said three-dimensional model of the communications network, representative of said three-dimensional model of the cell in which the requesting terminal (UE) is located so as to transmit to it.

34. Server according to one of claims 26 to 32, characterized in that said processing means (PM) are arranged to extract from a database (BD), storing portions of a three-dimensional model of said communications network in correspondence of cell identifiers, the model portion stored in correspondence with the identifier of the cell 20 in which a requesting terminal (UE) is located, so as to transmit said extracted portion thereof.

35. Use of the method, mobile terminal (UE) and assistance server (SE) according to one of the preceding claims, for phase-modulated and multi-access L-band signals.

36. Use according to claim 35, characterized in that said phase modulation and multiple access is performed according to the so-called WCDMA technique.

37. Use of the method, mobile terminal (UE) and assistance server (SE) according to one of claims 1 to 34 in RNSS-type satellite positioning networks (SN).

38. Use according to claim 37, characterized in that said satellite positioning network (SN) is of the GPS type.