JP4023652B2

JP4023652B2 - セルラ電話システム用、簡略型全地球測位システム受信機コードシフト検索スペース

Info

Publication number: JP4023652B2
Application number: JP2000516241A
Authority: JP
Inventors: キャンプ、ウィリアム、オー、ジュニア; ザンジ、カンビズ; ラメシュ、ラジャラム
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: US6070078A; AR013688A1; EP1023612B1; CA2306380A1; EP1023612A1; HK1033181A1; IL135613A; CN1276875A; CA2306380C; NO20001960D0; DE69810335D1; AU758183B2; EE200000238A; RU2197780C2; KR20010031090A; CO4810270A1; MY115614A; JP2001520388A; IL135613A0; DE69810335T2

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は一般的に全地球地球方位システム受信機内のコードシフト検索スペースを削減するための方法および装置に関し、更に詳細にはセルラ電話システム内で動作するセルラ移動局内のコードシフト検索スペースの削減に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
セルラ電話システムにセルラ電話システム内で動作しているセルラ電話機の地理的位置を決定する機能を具備することは望ましいことであり、また近い将来に必須と思われる。この要求を満たすために、セルラ電話機に全地球測位システム(ＧＰＳ)受信機を装備してセルラ電話機の位置を決定する事が提案されている。しかしながら、ＧＰＳ受信機は高価でありセルラ電話機のサイズを大きくし、セルラ電話機が利用できる限られた電池電力を消費する。更にＧＰＳ受信機は建物の中またはその他のＧＰＳ衛星送信が、障害物、フェーディング、反射またはそれに類似するもののために弱められる地域ではまともに機能しない。
【０００３】
ＧＰＳ受信機を更に小型で、より廉価にそして更に節電型に作れることが一般的に知られており、これはＧＰＳ衛星信号の復調を通して通常得られる補助情報を得るために使用されているある種のＧＰＳ受信機機能を削除して行える。ＧＰＳ信号を復調する代わりに、別の手段を用いて必要な補助情報を具備したＧＰＳ受信機が提供される。この補助情報はたとえば、ＧＰＳ受信機が現在見ることのできるＧＰＳ衛星のリスト、リストに載っているＧＰＳ衛星のドップラ・シフト、およびリストに載っているＧＰＳ衛星の各々の天体歴データといった種々の情報を含む。ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を復調する必要を無くすことで、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を長期間に渡って統合し、障害物により弱められた信号を受信できるようになる。
【０００４】
しかしながら、ＧＰＳ受信機用の補助情報を計算するために、ＧＰＳ受信機のおおよその場所が知られなければならない。更に、ＧＰＳ受信機の実際の位置が補助情報を計算する際に使用される位置に近ければ近いほど、ＧＰＳ受信機で実行される位置検索の結果が小さくなる。例えば、仮にＧＰＳ受信機にそのＧＰＳ受信機が実際の位置から半径１６０キロメートル（１００マイル）以内の場所と計算された補助情報が与えられているとすると、そのＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星との実際の距離を測定する必要はなく、代わりに各々の距離に対するミリ秒単位での差分のみを測定すれば良いことが知られている。これは１ミリ秒コードサイクルに対する相対コードシフト位置を見つけてなされる距離測定の必要性を非常に簡略化する。しかしながらこれを実行するためには、ＧＰＳ受信機は未だ場所解明で使用される全てのＧＰＳ衛星に対して１０２３個のコードシフト位置の全てを検索しなければならない。
【０００５】
コードシフト検索は高速フーリエ変換と逆高速フーリエ変換相関器とを組み合わせて、全てのコードシフト位置を同時に検索することで実行される。循環シーケンスのコードシフト位置を見つけるためのこの技術は、オッペナハイムおよびシェーファー（Oppenheim & Shafer）による「ディジタル信号処理」のような教科書に記述されている。この様なやり方が直接相関よりも更に計算機的に効率的ではあるが、それにも係わらず計算機的に集中的に別の機能を必要とし、また限りのある電池電力源を消費する。更に、移動体装置がＧＰＳ衛星の距離を検索するのを支援するために情報を移送する機会があるため、この方法は計算機的に非効率となってしまい、それは可能性のない多くのコードシフト位置を検索するために計算サイクルを消費するからである。
【０００６】
１０２３個のシフトコード位置全てを検索するための別の解決法は、複数のコードシフト位置を同時に検索するための特別なハードウェアを構築することである。しかしながら今日までのところ、ハードウェア特定の解決法は、コードシフト位置の１つの端数以上を同時に検索することは出来ないので、複数の検索と比較的長い遅延を必要とする。
【０００７】
従って、ＧＰＳ受信機で実行される際に要求されるコードシフト検索スペースを削減し、従ってＧＰＳ受信機がその場所を決定するのに必要な機能と時間とを削減する方法および装置を作り出すことは有用であろう。更に、ＧＰＳがその場所を決定するために補助情報を獲得する方法および装置を作り出すことも有用であろう。
【０００８】
（発明の要約）
本発明は、基地局または遠隔位置にあって基地局と通信リンクを経由して接続されている全機能型全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を含む。全機能型ＧＰＳ受信機はＧＰＳ天体歴およびタイミング情報を獲得し、この情報をサーバに通信する。これに代わって、サーバが天体歴データをデータサーバからセルラ・ネットワーク経由で獲得することが可能であり、これはＧＰＳ受信機を基地局に設置する必要を無くする。続いてサーバは情報を処理して補助情報を計算しこれが、基地局のサービス領域内で動作しているセルラ電話機の内部に配置されそこに接続されている簡略機能型移動ＧＰＳ受信機で使用される。基地局は補助情報をセルラ電話機ＧＰＳ受信機に、遠隔装置からの要求に基づくか、または周期的にブロードキャスト・メッセージのいずれかで送信する。続いてセルラ電話機内のＧＰＳ受信機はこの補助情報を使用してＧＰＳ衛星から受信した信号内の全ての適切なコードのコードシフト位置を検索する。セルラ電話機の地理的場所を示す疑似距離が、この様に測定されたコードシフト位置から計算される。続いてセルラ電話機は疑似距離をセルラ電話ネットワークに送信し、セルラ電話ネットワークはそのセルラ電話機の地理的場所を計算する。これに代わる方法として、セルラ電話機が、供給された天体歴データから導き出されたＧＰＳ衛星位置を用いてその地理的場所を計算し、地理的場所座標をセルラ電話ネットワークに送信する。
【０００９】
本発明の方法および装置の更に完全な理解は、以下の詳細な説明を添付図と組み合わせて参照することにより得られるであろう。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
次に図１を参照すると、ここには本発明の好適な実施例の機能ブロック図が図示されている。セルラ電話ネットワーク１１０のセルサイト１２０内に配置されているセルラ電話基地局１００はセルラ電話機１４０にサービスしている。セルサイト１２０は第１セクタ１３０，第２セクタ１３２，および第３セクタ１３４に分割されており、図１ではセルラ電話機１４０が第１セクタ１３０の中に配置されるように図示されている。セルラ電話機１４０はまた簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０を含み、これは複数のＧＰＳ衛星１６０からのＧＰＳ衛星送信を受信する。簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０はＧＰＳ衛星１６０信号を復調するためおよび補助情報を決定するための機能は含んでいない。代わりに場所を決定するために必要で、また検索対象のドップラ周波数シフトの範囲を低減する補助情報が、別の情報源から簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０に提供される。本発明は補助情報をアンテナパターンがカバーする領域内の既知の場所で補完しており、コードシフト位置を見つける際にＧＰＳ衛星１６０位置と組み合わされて、検索されるべきコードシフト位置の範囲を１０２３から１０２３の端数分に削減する。この端数はセルラ電話機１４０の実際の場所と既知の場所との間の距離に比例する。端数は既知の場所からセルラ電話機１４０へのマイルで計測された距離を、１８６マイルで割り算した値である；１８６マイルはＧＰＳ衛星１６０信号の１ミリ秒間での飛行距離に相当する。この端数は更に時間基準の精度で決定される。
【００１１】
好適な実施例において、既知の場所は基地局１００の場所であっても、またはその代わりにセルラ電話機が配置されているセクタ１３０の中心２００であっても構わない。時間基準もまた基地局１００で運ばれる場合は、全てのコードシフト検索は１０２３の端数に削減される。一方、時間基準が基地局１００から運ばれない場合は、１０２３個の全ての可能なコードシフト位置が第１ＧＰＳ衛星１６０に対して検索され、残りのＧＰＳ衛星１６０に対しては１０２３個のコードシフト位置の端数のみが検索される。
【００１２】
先に説明したように、基地局１００のカバー領域内の既知の場所が、補助情報を計算するために使用される。その場所の決定は、基地局１００またはサーバ１７０に配置されていて、補助情報を計算するＧＰＳ受信機１８０の使用を含む任意の方法で行うことができる。基地局１００はＧＰＳ衛星１６０の現在の状態に関連するＧＰＳ天体暦情報を獲得し周期的に更新する。提出された実施例において、ＧＰＳ天体暦情報はデータサービス１９０からセルラ電話ネットワーク１１０を経由して基地局１００で選られる。これに代わって、この情報を基地局１００またはサーバ１７０に配置されているＧＰＳ受信機１８０によって受信される、ＧＰＳ衛星１６０送信から直接得ることも可能である。将来、広域増大システム（WAAS:Wide Area Augmentation System）として知られている補助ＧＰＳ関連システムが稼動されると、基地局１００またはサーバ１７０に配置されているＧＰＳ受信機１８０はまた差分訂正情報も得ることができるようになる。この差分訂正情報はＧＰＳ受信機がその場所をより高い精度で計算できるようにする。
【００１３】
基地局１００または遠隔地に配置されているサーバ１７０は、ＧＰＳ受信機またはデータサーバ１９０のいずれかから得た情報を用いて補助情報を計算し、これは続いて基地局１００に通信され、セルラ電話機１４０の中に配置されている簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０に送信される。この補助情報はこの基地局１００から見えるＧＰＳ衛星１６０のリスト、リスト記載の各々のＧＰＳ衛星１６０に対するドップラ補正、およびその基地局１００の場所に対する協定世界時時間に基づく、リスト記載の各々のＧＰＳ衛星１６０に対するコードシフト位置を含む。
【００１４】
セルサイト１２０が複数のセクタに分割されていて、基地局１００がセルラ電話機１４０が動作しているセクタ、この例では第１セクタ１３０、を判別できる場合は、サーバ１７０は補助情報をセクタ１３０の中心位置２００に基づいて計算する。補助情報を中心位置２００に基づいて計算することにより、補助情報の精度が向上するがそれはセルラ電話機１４０が基地局１００よりも中心位置２００のより近くに存在する確率が高いからである。中心位置２００の地理的座標はセクタ１３０の実際の中心である必要はなく、セルラ電話機が最も配置される可能性のある場所、例えば商店街、オフィス街、空港、またはセクタ内に配置されているスポーツ施設などに配置できる。しかしながらセルサイト１２０が複数のセクタに分割されていない場合、または基地局１００がセルラ電話機１４０が動作しているセクタを判別できない場合、補助情報は基地局１００の地理的場所に基づいて計算される。
【００１５】
これに代わる実施例において、商取引地域または大都市サービス地域が基地局１００の地理的場所の代わりに使用される。全てのセルラ電話サービス地域はシステムＩＤ（ＳＩＤ）で識別されており、これはセルラ電話機１４０により読みとられる。セルラ電話機１４０はこれらの場所に関する補助情報を格納して現在のＳＩＤに関する情報を参照するか、または補助情報はサーバ１７０に格納されてセルラ電話機がこのＳＩＤをその補助情報を提供するサーバ１７０に提供することができる。
【００１６】
サーバ１７０が補助情報を計算した後、基地局１００はその補助情報をセルラ電話機１４０内の簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０に送信する。この補助情報は簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０へ種々の方法で送信できる。例えば、移動通信用グローバル・システム・プロトコル（ＧＳＭ）を使用しているセルラ電話ネットワークでは、情報を短メッセージ・サービスメッセージ、トラヒック・チャンネル上で送信されるパケット・データ・メッセージ、または制御チャンネル上で送信されるブロードキャスト・メッセージ経由で送ることが出来る。補助情報はセルラ電話ネットワーク１１０とセルラ電話機１４０との間で情報を送信するための工業分野で一般的に知られている方法に矛盾しないやり方で送信される。セルラ電話機１４０内に配置されているトランシーバ１４１は基地局１００からの送信を受信し、これもまたセルラ電話機１４０内に配置されている制御器１４２はその情報を補助情報として識別して簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０にその補助情報を提供する。更に、補助情報は要求に基づいて特定のセルラ電話機に、または複数のセルラ電話機にブロードキャスト・チャンネルを経由して送信できる。
【００１７】
コードシフト検索スペース内で大きな削減を実現するために、時間調整信号が５０マイクロ秒以内またはＧＰＳシステムで使用されている協定世界時時間以下の精度であることが望ましい。従って、タイミング情報は簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０にセルラ電話機１４０経由で、セルラ電話ネットワーク１１０のプロトコルに依存して種々の方法で送信される。例えばＧＳＭまたはＩＳ−１３６（ディジタルＡＭＰＳ）のようなディジタル・プロトコル・システムでは、タイミング情報はメッセージ経由で通信され、ここでは特定のフレーム同期番号がある時刻に発生するか、または発生したことを伝える。アナログ式先進移動電話（ＡＭＰＳ）システムでは、俊敏なパルスで構成された時間刻みを使用して各々のＧＰＳ衛星１６０に対するコードシフト位置を決定するための基準時間を表すことができる。
【００１８】
セルラ電話機１４０内に配置されている簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０は補助情報を用いて各々のＧＰＳ衛星１６０のコードシフト位置を測定する。例えば１秒のような長い積分時間に対して、実際のコードシフト位置はその期間の間１秒当たり３チップ変化する。この変化は相関コードのタイミングをずらして場所解析のコードシフト位置値を使用する前にその変化を停止させる。コードシフト位置は例えばメートルで測定された各々のＧＰＳ衛星１６０に対する三角距離に翻訳される。三角距離は既知の場所での天体歴データから得られた各々のＧＰＳ衛星１６０に対して計算されたコードシフト位置から測定されたコードシフト位置を引き算して計算される。これらの三角距離のベクトルは、既知の場所から各々のＧＰＳ衛星１６０への単位ベクトル余弦の逆行列を掛け算されて、既知の場所からのデルタｘ，デルタｙおよびデルタｚを算出する。
【００１９】
次に図２を参照すると、此処には複数のＧＰＳ衛星２２０_a-n、既知の場所２３０および未知の場所２４０が図示されており、予測コードシフト位置の例を図示している。以下に説明する計算はサーバ１７０で実行され、予測コードシフト位置は簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０に補助情報の一部として送信される。これに代わって計算を簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０で実行することも可能である。補助情報内にリストアップされている各々のＧＰＳ衛星２２０_a-nは１組の３次元座標（Ｘ_a-n，Ｙ_a-n，Ｚ_a-n）を有する。既知の場所２３０もまた１組の３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を有する。既知の場所２３０から各々のＧＰＳ衛星２２０_a-nへの距離Ｒ_a-nは下記の表現で表される：
【００２０】
【数１】

各々のＧＰＳ衛星２２０_a-nからの信号伝搬時間Ｔ_a-nは下記の表現で表される：
【００２１】
【数２】

各々のＧＰＳ衛星２２０_a-nに対する予測コードシフト位置Ｃ_a-nは下記の表現で表される：
【００２２】
【数３】

ここでＴ_a-nは信号伝搬時間をミリ秒で表現するために１０００で割り算されており、（Ｔ_a-n／１０００）の端数成分は予測コードシフト位置が、コードシフト位置の起こりうる範囲である、ゼロから１０２３の間に入るように用いられている。
【００２３】
時間基準の不確かさと、セルラ電話機１４０の場所に相当する未知の場所２４０が既知の場所２３０から或る距離の場所に配置されているという事実の両方により、予測コードシフト位置の周りの検索スペースはＣ_a-nに対して或るオフセット番号だけプラス・マイナスして拡張されて、コードシフト検索スペースを生成する。このオフセットはサービス地域の大きさおよび基準時間の不確かさに依存し、サービス地域が大きく、また不確かさが増すと結果としてオフセットが大きくなり、時間基準の不確かさが支配的な要因である。
【００２４】
簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０はコードシフト検索スペースを第１衛星２２０_aに対して検索してこの第１衛星２２０_aに対する実際のコードシフト位置Ｃ’_aを決定する。誤差は時間基準の精度が支配的であり、未知の場所２４０と既知の場所２３０との間の距離のためでは無いから、予測コードシフト位置Ｃ_aと測定されたコードシフト位置Ｃ’_aとの間の差が残りの予測コードシフト位置Ｃ_b-nに加算される。この結果更に正確な予測となり、従ってコードシフト検索スペースがより狭くなる。結果としてオフセットが加算された後に残る予測コードシフト位置Ｃ_b-nが１０２３より大きい場合は、１０２３を結果の予測コードシフト位置Ｃ_b-nから引き算して、予測コードシフト位置をコードシフト位置の可能な範囲であるゼロから１０２３の範囲に入るようにする。
【００２５】
時間基準が利用できない場合は、第１ＧＰＳ衛星２２０_aに対する初期コードシフト検索は１０２３全ての可能なコードシフト位置を囲む検索を必要とする。しかしながら初期検索の後は、残りのＧＰＳ衛星２２０_b-nに対する検索プロセスは時間基準が利用できる際に使用されるものと同一である。従って予測コードシフト位置Ｃ_aと測定されたコードシフト位置Ｃ’_aとの間の差が残りの予測コードシフト位置Ｃ_b-nに加算され、その結果更に正確な予測となり、従ってコードシフト検索スペースがより狭くなる。結果としてオフセットが加算された後に残る予測コードシフト位置Ｃ_b-nが１０２３より大きい場合は、１０２３を結果の予測コードシフト位置Ｃ_b-nから引き算して、予測コードシフト位置をコードシフト位置の可能な範囲であるゼロから１０２３の範囲に入るようにする。
【００２６】
ベクトルＣＤが測定されたコードシフト位置Ｃ’_a-nと予測コードシフト位置Ｃ_a-nの間の差から生成される。これらの値はしばしば１秒当たりの光速を掛け算してメートルで表現される。ベクトルＣＤに既知の場所２３０から測定時点での各々のＧＰＳ衛星位置への単位ベクトルの余弦の逆行列を掛け算する事により、Ｘ，ＹおよびＺを補正する補正ベクトルが生成され、これらは既知の場所２３０に加算されて未知の場所２４０を決定する。
【００２７】
これに代わって、上記のように予測コードシフト位置Ｃ_a-nを計算する代わりに、既知の場所２３０に配置されているＧＰＳ受信機１８０を用いて値を直接測定することができる。しかしながらＧＰＳ受信機を使用すると、ＧＰＳ受信機を各々の基地局に設置する必要がある。
【００２８】
次に図３を参照すると、ここには時間基準をセルラ電話機１４０内に配置されている簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０へ搬送する様子が図示されている。測定時の第１ＧＰＳ衛星２２０_aから既知の場所２３０への距離Ｒ_aが図２で説明した方法で計算され、予測コードシフト位置Ｃ_aもまた図２に説明された方法で計算される。相関器コード生成器の基本タイミングがＧＰＳシステムと適切に同期が取られている場合は、同一のコードシフト位置Ｃ_aが相関器のみで得られる。同期を取るために、基地局１００に配置されているＧＰＳ受信機１８０の基本タイミングがＣ_aコードシフト位置が予測された通りに生成されるように設定される。基本タイミング生成器の基準点Ｔ_pが選択され、基地局１００フレーム同期イベントＴ_xの時刻と比較される。ＴｐとＴｘの間の時間差が基地局１００に通信され、これはその差を簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０にセルラ電話機１４０を経由して通信する。簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０はその差を用いて、その内部タイミング基本生成器のオフセットをフレーム同期イベントの受信してからと等しい量に設定する。
【００２９】
一般的に知られている多数の方法の何れかを使用して、相関はハードウェアまたはソフトウェアのいずれかを用いて実現できる。セルラ電話機１４０は典型的にサービスをしている基地局１００の１６キロメートル（１０マイル）またはそれ未満の範囲に配置されているので、簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０へ補助情報の中で送信されるコードシフト位置はセルラ電話機１４０の場所に対する実際のコードシフト位置に非常に近い。従って、簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０が検索しなければならないコードシフト検索スペースは非常に削減される。
【００３０】
同時検索エンジン（相関器）を具備した標準ＧＰＳハードウェアを用いることにより、簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０は補助情報内に記載された第１ＧＰＳ衛星１６０のコードシフト位置を検索する。検索対象である第１ＧＰＳ衛星１６０の信号強度は非常に微弱である可能性が高いので、処理利得を得るために長い相関時間が使用される。例として１秒間の相関で２０デシベルの処理利得が得られる。非常に微弱な信号強度レベルであっても、同時に２００個のハーフ・コードシフト位置を５０マイクロ秒以内の時間精度で検索するハードウェア相関器を使用すると、１秒間で１００個のハーフ・コードシフト位置の並列相関を予測コードシフト位置の両側に生成し、これはＧＰＳ衛星１６０の正確なコードシフト位置を見つけるのに十分である。
【００３１】
これに代わって、時間基準が簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０に提供されない場合は、１０２３全ての可能性のあるコードシフト位置の検索が第１ＧＰＳ衛星２２０ａに対して実施され、一度実際のコードシフト位置が決定されると、第１ＧＰＳ衛星２２０ａに対する予測コードシフト位置に基づく内部時間基準が計算される。残りのＧＰＳ衛星２２０ｂ−ｎコードシフト位置に対する後続の検索は従って低減される。
【００３２】
全てのコードシフト位置が識別されると、簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０は結果として得られた疑似距離をセルラ電話ネットワーク１１０にセルラ電話機１４０と基地局１００を経由して送信し、これに基づきサーバ１７０はセルラ電話機１４０の地理的場所を決定する。これに代わって、簡略機能型ＧＰＳ受信機１５０が疑似距離を使用して地理的場所を計算し、地理的座標をセルラ電話ネットワーク１１０にセルラ電話機１４０と基地局１００を経由して返送することも可能である。
【００３３】
疑似距離または地理的座標は種々の方法でセルラ電話ネットワーク１１０に送信することができる。例えば、移動通信用グローバル・システム・プロトコルを使用しているセルラ電話ネットワークにおいて、情報は短メッセージ・サービスを経由して送信できる。この情報はセルラ電話ネットワーク１１０とセルラ電話機１４０との間で情報を送信するための工業分野で一般的に知られている方法に矛盾しないやり方で送信される。制御器１４２はこの情報を疑似距離または地理的座標として認識し、この情報をトランシーバ１４１に提供して基地局１００に送信する。
【００３４】
第２の実施例において、セルラ電話機１４０には更に自動周波数制御フィードバック２１０が装備されており、セルラ電話機１４０のクロック周波数を基地局１００の搬送波周波数にロックする。これはドップラ補正が十分な精度で行えることを可能とし、ＧＰＳ衛星１６０信号の相関を取るために必要なドップラ補正が数回の試行で良いようにする。
【００３５】
次に図４を参照すると、ここには本発明を実施するための提案された方法の流れ図が図示されている。セルラ電話ネットワークの基地局の場所が決定される（ステップ３００）。基地局に配置されているサーバがＧＰＳ天体歴と、可能で有ればタイミング情報を獲得する（ステップ３０５）。サーバはＧＰＳ天体歴情報をデータ・サーバ、またはそれに代わって既知局に配置されているＧＰＳ受信機のいずれかから獲得する。
【００３６】
サーバが補助情報を計算し（ステップ３１０）、基地局タイミングを校正する（ステップ３１５）。サーバが補助およびタイミング情報を個別のセルラ電話機に送信するかまたはその情報を全てのセルラ電話機にブロードキャスト・チャンネルを経由してブロードキャストする（ステップ３２０）。続いてセルラ電話機はその情報をセルラ電話機内部に配置されている簡略機能型ＧＰＳ受信機に通信する。
【００３７】
送信されたデータを用いて、セルラ電話機内に配置されているＧＰＳ受信機は第１ＧＰＳ衛星のコードシフト検索スペースを検索して（ステップ３３０）実際のコードシフト位置を決定する。一度第１コードシフト位置が求められると、ＧＰＳ受信機はそのタイミングを再校正し（ステップ３３５）、残りのＧＰＳ衛星に対する予測コードシフト位置の誤差を訂正する（ステップ３４０）。続いてＧＰＳ受信機は残りのコードシフト位置を検索し（ステップ３５０）、場所情報をセルラ電話ネットワークにセルラ電話機と基地局を経由して送信する（ステップ３６０）。
【００３８】
本発明の方法および装置の実施例を添付図に図示し、先の詳細な説明の中で記述してきたが、本発明は開示された実施例に限定されるものではなく、多数の再構成、修正変更および代替が添付の特許請求の範囲に記載され定義された本発明の精神から逸脱することなく実施できることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の出願された実施例の機能ブロック図である。
【図２】図２は複数のＧＰＳ衛星と既知および未知の場所を示しており、コードシフト位置を予測するための例を示す図である。
【図３】図３は時間基準をセルラ電話機内に配置されている簡略機能型ＧＰＳ受信機に運搬する様子を示す図である。
【図４】図４は本発明を実現するための提出された方法の流れ図である。

Claims

セルラ電話ネットワーク内の未知の場所におけるセルラ電話機でのコードシフト検索を削減するためのシステムであって：
複数のＧＰＳ衛星の内の第１ＧＰＳ衛星に対する第１コードシフト位置を獲得するためのＧＰＳ受信機と；
前記複数のＧＰＳ衛星の全地球測位システム天体暦情報と前記第１コードシフト位置とを獲得し、且つ既知の場所と前記全地球測位システム天体暦情報とに基づいて前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する複数の予測コードシフト位置を計算し、且つ前記第１コードシフト位置と前記セルラ電話ネットワークのフレーム同期イベントとに基づいて時間基準を計算するためのサーバと；
前記複数の予測コードシフト位置と前記時間基準とを通信するための送信機と；
前記未知の場所の前記セルラ電話機内に配置され前記複数の予測コードシフト位置と前記時間基準とを受信するためのトランシーバと；
前記セルラ電話機内に配置され、前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する実際のコードシフト位置を見つけるために前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する、前記複数の予測コードシフト位置と前記時間基準とに基づく制限された数のコードシフト位置を検索し、且つ前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する前記実際のコードシフト位置に基づいて場所を示す情報を計算する簡略機能型全地球測位受信機と；
を備えることを特徴とする、前記システム。
請求項１記載のシステムにおいて、前記既知の場所が都市部サービス地域の地理的な中心である前記システム。
請求項１記載のシステムにおいて、前記既知の場所がこの基地局の場所である前記システム。
請求項３に記載のシステムにおいて、前記送信機がセルラ電話機である前記システム。
請求項４記載のシステムにおいて、前記複数の予測コードシフト位置がセルラ電話機の制御チャンネルを経由して通信される前記システム。
請求項４記載のシステムにおいて、前記複数の予測コードシフト位置がセルラ電話機のトラヒック・チャンネルを経由して通信される前記システム。
請求項４記載のシステムにおいて、前記複数の予測コードシフト位置がセルラ電話機の短メッセージ・サービス・メッセージを経由して通信される前記システム。
請求項３記載のシステムにおいて、前記サーバが前記複数の予測コードシフト位置をその中に全地球測位受信機が配置されているセルサイトのセクタの中心場所に基づいて計算する前記システム。
セルラ電話機の地理的場所を決定するための装置であって：
未知の場所にあるセルラ電話機内に配置され、複数のＧＰＳ衛星に対する複数の予測コードシフト位置と時間基準とをセルラ電話ネットワークから受信するためのトランシーバと；
前記セルラ電話機内に配置され、前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する実際のコードシフト位置を見つけるために前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する、前記複数の予測コードシフト位置と前記時間基準とに基づく制限された数のコードシフト位置を検索し、且つ前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する前記実際のコードシフト位置に基づいて場所を示す情報を計算するための簡略機能型全地球測位受信機と；
を含むことを特徴とする前記装置。
請求項９記載の装置において、前記簡略機能型全地球測位受信機が疑似距離を計算し、その疑似距離を前記セルラ電話ネットワークに送信する、前記装置。
請求項９記載の装置において、前記簡略機能型全地球測位受信機が地理的座標を計算し、その座標を前記セルラ電話ネットワークに送信する前記装置。
セルラ電話ネットワーク内で動作する簡略機能型全地球測位システム受信機でのコードシフト検索スペースを削減するための方法であって：
複数のＧＰＳ衛星の内の第１ＧＰＳ衛星に対する第１コードシフト位置を獲得し；
前記第１コードシフト位置と前記セルラ電話ネットワークのフレーム同期イベントとに基づいて時間基準を計算し；
前記複数のＧＰＳ衛星の全地球測位システム天体暦情報を獲得し；
前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する複数の予測コードシフト位置を既知の場所と前記全地球測位システム天体歴情報とに基づいて計算し；
前記複数の予測コードシフト位置と前記時間基準とを前記簡略機能型全地球測位システム受信機に通信し；
前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する実際のコードシフト位置を見つけるために前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する、前記複数の予測コードシフト位置と前記時間基準とに基づく制限された数のコードシフト位置を検索し、；
前記複数のＧＰＳ衛星それぞれに対する前記実際のコードシフト位置に基づいて場所を示す情報を計算する；
ことを特徴とする前記方法。
請求項１２記載の方法が更に、その中で前記簡略機能型全地球測位システム受信機が動作しているセルサイトのセクタを決定するステップを含み、前記セルラ電話ネットワークで前記複数の予測コードシフト位置を計算するステップが前記セクタの中心場所に基づく、前記方法。