TWI402530B - 對區域性衛星飛行器的位置特定的搜索的方法、裝置及電腦可讀取媒體 - Google Patents

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TWI402530B
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Description

對區域性衛星飛行器的位置特定的搜索的方法、裝置及電 腦可讀取媒體
本案涉及對區域性衛星飛行器的依存於位置的搜索。
本公開一般涉及定位，尤其涉及用來自區域性衛星系統的信號進行定位。
全球導航衛星系統(GNSS)向世界範圍內的用戶提供定位資料。通過使用來自不同GNSS衛星的資訊，能夠確定全球覆蓋區內的位置並與衛星時間同步。
最近，已開發了區域性衛星系統來擴增現有GNSS系統。區域性衛星系統服務全世界的特定部分，並且尤其有助於提升其相應服務區內全球衛星定位的準確度、完整性、和可用性。
可接收和處理來自全球和區域性衛星系統的信號的行動設備日益成為可能。由於其本身的性質，這些設備改變位置並可因此移入或移出不同區域性衛星系統的覆蓋區。
結果，行動設備可能會去搜索從其當前位置不可能存取的區域性衛星飛行器。這種徒勞的搜索浪費時間、功率、和搜索能力，並由此使定位性能為之降低。替換地，行動設備可被編程為在確定區域性衛星的可用性之前一直等待直到已獲得位置鎖定。這也延長了達到完全準確定位所需的時間，並導致降低的性能。
揭示一種定位系統、方法和裝置。無線設備接收第一信號並從該第一信號獲得表示第一位置的識別符。可從蜂巢基地台接收第一信號，並且第一識別符可以是行動國家碼。無線設備使用該識別符確定來自區域性衛星系統的信號在第一位置處的可用性。如果來自區域性衛星系統的信號在第一位置處可用，則無線設備擷取與區域性衛星系統中的一或多個衛星飛行器相關聯的資訊。該資訊可在無線設備處維護，且可包括虛擬亂數碼或其他衛星識別符以及與第一位置相對應的都卜勤搜索範圍。無線設備處理來自一或多個衛星飛行器的衛星信號並至少部分地基於從衛星信號獲得的資訊確定其位置。無線設備可處理來自區域性衛星系統的信號同時還處理來自一或多個全球定位衛星系統的信號。
在一個實施例中，揭示一種定位方法。該方法包括接收第一信號並從該第一信號獲得表示第一位置的識別符。該方法還包括使用該識別符擷取與至少一個衛星飛行器相關聯的資訊，其中至少一個衛星飛行器屬於區域性衛星系統。該方法包括接收第二信號並處理該第二信號以獲得該至少一個衛星飛行器的第一衛星信號資訊。該方法包括至少部分地基於第一衛星信號資訊來確定無線設備的位置。該方法可包括確定該至少一個衛星飛行器的軌道類型，以及如果軌道類型被確定為對地同步，則擷取與第一位置處的都卜勤偏移相對應的都卜勤搜索範圍。都卜勤搜索範圍限制對第一衛星信號的搜索。在一些實施例中，該方法包括在獲得第一衛星信號資訊的同時處理第二信號以獲得來自作為全球導航衛星系統(GNSS)的部分的至少一個衛星飛行器的第二衛星信號資訊。
在一個實施例中，揭示一種無線設備。該無線設備包括配置成接收具有表示第一位置的第一識別符的資訊承載信號的第一接收機。該無線設備還包括配置成接收多個衛星信號以及使用來自這多個衛星信號的資訊確定無線設備的位置的第二接收機，其中第二接收機使用作為區域性衛星系統的部分的衛星飛行器的第二識別符接收這多個衛星信號的至少一個。該無線設備還具有配置成從資訊承載信號獲得第一識別符以及基於該第一識別符來從無線設備的記憶體擷取第二識別符的處理器。處理器還被配置成確定作為區域性衛星系統的部分的至少一個衛星飛行器的軌道類型，以及如果軌道類型被確定為對地同步但不一定是對地靜止，則從記憶體擷取都卜勤搜索範圍。第二接收機基於都卜勤搜索範圍限制對多個衛星信號的至少一個的載波頻率的搜索。在一些實施例中，第二接收機使用第三識別符接收來自全球導航衛星系統的信號，並且使用第二識別符並行地接收多個衛星信號中的至少一個。
在一個實施例中，揭示一種用於無線設備的定位方法。該方法包括在行動設備的記憶體中維護與區域性衛星系統的衛星飛行器相關聯的資訊，以及接收來自蜂巢基地台的地面信號。該地面信號包含表示第一位置的識別符。該方法還包括基於識別符確定第一區域性衛星系統在第一位置處的可用性以及如果第一區域性衛星系統在第一位置處可用，則從記憶體擷取與第一區域性衛星系統的第一衛星飛行器相對應的虛擬亂數碼。該方法包括接收第二信號，以及使用虛擬亂數碼處理第二信號以獲得第一衛星信號資訊。該方法還包括至少部分地基於第一衛星信號資訊來確定無線設備的位置。
在一個實施例中，揭示一種編碼有用於定位無線設備的一條或多條指令的電腦可讀取媒體。這一條或多條指令包括在由一或多個處理器執行時使一或多個處理器執行以下步驟的指令：接收第一信號；從第一信號獲得表示第一位置的識別符；以及使用識別符擷取與至少一個衛星飛行器有關的資訊。至少一個衛星飛行器是區域性衛星系統的部分。由一或多個處理器執行的步驟還包括：接收第二信號；處理第二信號以獲得至少一個衛星飛行器的第一衛星信號資訊；以及至少部分地基於第一衛星信號資訊來確定無線設備的位置。
圖1A是根據本發明的一個實施例的通訊系統100A的高階方塊圖。如圖所示，行動設備140可接收來自全球導航衛星系統(GNSS)110、區域性衛星系統(RNSS)120和發射機130的信號。行動設備140使用從發射機130獲得的資訊來確定來自特定RNSS衛星飛行器(在下文中也稱為「SV」和「衛星」)的衛星信號的可用性以及限制對此類衛星信號的都卜勤搜索。通過使用來自發射機130的資訊，行動設備140有利地在其已獲得位置鎖定之前搜索在該行動設備當前位置上其信號最可能可用的特定區域性SV。另外，行動設備140可將對來自區域性SV的搜索限於位置特定(location-specific)的都卜勤搜索範圍。
全球導航衛星系統110包括向整個世界的用戶提供定位資料的一或多個導航衛星系統。例如，GNSS 110可包括美國運作的導航信號時序和測距全球定位系統(GPS)。通常，每個GPS衛星飛行器使用虛擬亂數碼(PRN)和導航訊息來調制諸如L1頻率(1575.42MHz)的載波。PRN標識發射信號的特定SV，並被接收機用來確定衛星飛行器上發射信號與接收機上接收時間之間的時間，據此可確定衛星與接收機之間的距離並將其用於定位。導航訊息包含軌道資訊(與發射方SV的軌道有關的星曆資料以及帶有GPS衛星星座中的其他SV的近似位置的曆書資料)，連同諸如時間資訊等其他資訊(例如，星期時間或TOW)。儘管出於討論的目的在此使用GPS系統，但是應當認識到，GNSS 110可包括其他全球導航衛星系統，諸如俄羅斯運作的GLONASS系統、歐盟正在開發的Galileo系統、以及諸如中國將來預定部署的COMPASS系統等全球導航衛星專案。不同衛星系統可使用不同方案來傳送將被用於定位的資訊。例如，GLONASS系統的衛星各自對使用相同PRN碼，但在不同頻率通道上傳送。然而，本文所描述的技術不限於特定訊息類型或傳輸方案。
區域性衛星系統120包括擴增GNSS 110的能力的衛星飛行器。RNSS衛星飛行器通常具有對地靜止或對地同步軌道，因此它們僅在世界上的某些局部地區中可見。換言之，RNSS 120服務由其特定衛星的軌道定義的特定地理區域(「覆蓋區」)。例如，RNSS 120可包括覆蓋美國的廣域擴增系統(WAAS)、覆蓋歐洲及周邊地區的歐洲對地靜止導航覆蓋服務(EGNOS)、服務日本的基於MTSAT衛星擴增系統(MSAS)、以及准天頂衛星系統(QZSS)。應當理解，RNSS 120還可包括其他區域性衛星系統，諸如GPS輔助Geo(地球同步軌道)擴增導航(GAGAN)和印度正開發的印度區域性導航衛星系統(IRNSS)系統以及其他類似系統。
RNSS 120中的衛星飛行器發射具有定位資料的訊息。典型地，RNSS訊息是在與GNSS 110中的SV相同的載波頻率上傳送的，但是被編碼以標識特定RNSS衛星並使用不同的訊息格式。WAAS和EGNOS之類的區域性衛星系統使用地面站來監視在其相應服務區中的GNSS衛星飛行器。地面站將校正資料上傳到區域性SV，後者隨後在編碼衛星訊息中傳送該校正資料。RNSS 120的一個態樣是提升諸如GPS和GLONASS等全球導航系統的準確度、完整性和可靠性。
行動設備140是可接收衛星定位信號和其他通訊信號的無線設備。例如，行動站140可以是具有定位能力的蜂巢式電話。如圖所示，行動設備140接收來自諸如蜂巢基地台等發射機130的語音和資料信號。然而，行動設備140不限於蜂巢式電話，且還可包括個人數位助理、筆記本電腦、智慧型電話以及類似通訊設備。在一些實施例中，行動設備140接收FM無線電信號、數位電視信號、和諸如乙太網、Wi-Fi、WiMAX(全球互通微波存取)等有線/無線網路通訊。
發射機130提供具有表示其大體位置或服務區的資訊的信號。在示例性實施例中，發射機130是蜂巢基地台，且其服務區由國家代碼或類似資料來標識。然而，發射機130可包括其他地面及/或衛星源，諸如FM無線電站、數位電視廣播以及無線或有線資料網路。在一個實施例中，發射機130是向其客戶提供NITZ(網路身份和時區)的無線存取點。例如，世界(絕對)時區對應於截然不同的地理區域且因此可充當位置識別符。在另一實施例中，發射機130是可向行動設備140提供網路位址或類似識別符的伺服器。例如，網際網路服務提供商可向客戶電腦指派與地理位置粗略對應的IP(網際協定)。
行動設備140使用來自發射機130的位置資訊來確定RNSS 120衛星飛行器的可用性。如果位置資訊標識例如歐洲的國家，則行動設備140可確定其很可能在EGNOS覆蓋區內，並可搜索EGNOS衛星飛行器。類似地，如果位置資訊標識美國，則行動設備140可確定其很可能在WAAS覆蓋區內，並可相應地限制其搜索。由於RNSS 120衛星飛行器保持對地靜止或對地同步軌道，並提供在其特定覆蓋區內使用的校正資料，因此行動設備140避免搜索不可見及/或不具有可用於確定其位置的資料的SV。
作為例示，假定行動設備140位於歐洲的某一處以及其不具有位置鎖定。還假定行動設備140缺少可從前一位置鎖定獲得的資料，或者先前定位資料已變得陳舊。在此冷啟動(cold-start)狀況中，行動設備140缺少關於RNSS 120衛星飛行器的可用性的資訊。然而，如果行動設備140已接收到來自基地台的信號(甚至在當前通電狀況之前)，則其可能已獲得行動國家碼(MCC)或類似地理識別符。例如，當被啟動時，行動設備140可能已自動獲得來自服務基地台的指示其處於德國某一處的信號。通過使用此資訊，行動設備140確定其處於EGNOS覆蓋區中並標識可從其接收定位資料的特定EGNOS(區域性)衛星飛行器。這可與搜索GNSS 110中的全球衛星飛行器並行地進行，由此加速獲得準確位置鎖定的過程。替換地，行動設備可使用從RNSS 120的SV獲得的健康資訊以進一步改進其對GNSS衛星的搜索。
圖1B是圖解特定地理區中的通訊系統100B的諸態樣的示圖。如圖所示，GNSS 110和RNSS 120的衛星飛行器具有包括日本的覆蓋區。行動設備140是接收來自發射機130以及來自全球導航衛星110-G和區域性衛星120-MT、120-QZ的信號的個人數位助理(PDA)。
在當前所描述的實施例中，RNSS 120包括兩個區域性系統。第一區域性系統是由衛星飛行器120-MT表示的基於MTSAT衛星的擴增系統(MSAS)。MSAS衛星120-MT在日本上空保持對地靜止軌道，並提供諸如先前所討論的擴增資料。衛星飛行器120-QZ1、120-QZ2是准天頂衛星系統(QZSS)的部分。QZSS衛星120-QZ保持具有大致從日本延伸至澳大利亞的覆蓋區(地面航跡)的對地同步軌道。QZSS衛星飛行器120-QZ的軌道是已知的，因此可在覆蓋區內以國家為基礎確定其海拔和都卜勤特性。
行動設備140接收來自發射機130的表示地理區域的識別符。如先前所述，可使用不同的識別符且它們可具有不同的精確度。例如，世界時區識別符可僅指示位置(日本)位於地球的特定15°經度片帶內。另一態樣，國家碼或類似識別符可指示位置是日本或可能是日本列島中的一個。
通過使用該識別符，行動設備140擷取關於RNSS 120衛星飛行器的可用性的資訊。在日本的情形中，行動設備140確定除GNSS 110全球導航衛星之外MSAS和 QZSS衛星飛行器兩者是可用的。類似地，行動設備140可淘汰WAAS和EGNOS系統中的SV作為可能搜索的候選。
在確定一或多個區域性衛星系統的可用性之後，行動站140可對搜索SV作優先順平排列。例如，預期QZSS衛星120-QZ發射用於定位的GPS互操作信號以及QZSS覆蓋區內的GNSS衛星110-G的校正資料。類似地，QZSS衛星飛行器的軌道將是東京上空幾乎一直處在高傾斜度上的至少一個軌道。行動設備140可儲存此資訊和其他關於RNSS 120以及此特定SV的資訊，並且可使用其來對搜索定位信號作優先順序排列。
在區域性衛星系統的可用性之外，行動設備140可存取用其來限制對來自特定區域性衛星飛行器的信號的搜索的資訊。這可包括基於接收自發射機130的位置識別符來限制對QZSS衛星飛行器的都卜勤搜索。例如，來自QZSS衛星飛行器120-QZ的信號的都卜勤偏移是位置相關的。其在日本通常大約為±250m/s，但是在澳大利亞可達到±500m/s。在最差情形的場合中，QZSS都卜勤偏移約為±650m/s。因此，如果識別符指示日本為粗略位置，則對QZSS衛星飛行器120-QZ的搜索範圍可被約束於與大約±250m/s的都卜勤偏移相對應的頻率，以便顯著改善搜索時間。
應當認識到，本發明不限於特定地理區域或者特定區域性衛星系統。替代地，本發明的實施例寬泛地包括基於位置識別符確定RNSS系統的可用性並標識可用RNSS系統內的衛星飛行器。而且，應當理解，諸如虛擬亂數(PRN)碼和頻率通道號之類的衛星識別符可被用來標識區域性衛星系統內的特定SV。例如，頻率通道號可與使用分頻多工存取(FDMA)等技術傳送信號的Glonass之類的衛星系統聯用。關於可用RNSS系統及其衛星的資訊可被存取以改善搜索性能並提升定位。相應地，可明確地構想本發明的實施例可不受限地與現有或將來的區域性衛星系統一併使用。
圖2是行動設備140的實施例的功能方塊圖。如圖所示，行動設備140包括RF收發機220和衛星接收機260，這兩者皆被耦合至天線210。RF收發機220也被耦合至基帶處理器230。在接收路徑上，RF收發機220接收傳入RF信號並將其遞送給基帶處理器230。基帶處理器230從RF信號恢復資訊。例如，基帶處理器230除執行其他信號處理功能之外還可解調並解碼收到信號。在發射路徑上，基帶處理器230執行對接收自處理器240的資料的編碼和調制並將傳出RF信號遞送給RF收發機220。
在各個實施例中，處理器240從基帶處理器230恢復的資料獲得位置識別符。如先前所討論的，位置識別符可以是蜂巢基地台傳送的國家碼、世界時區資訊、網路位址、或者表示特定地理區域的類似資料。記憶體250儲存用於確定一或多個區域性衛星系統的可用性的資訊以及特定區域性衛星飛行器的識別符。另外，記憶體250可儲存特定位置處對區域性衛星飛行器的都卜勤搜索範圍。在一些實施例中，記憶體250包括非揮發性記憶元件，諸如快閃記憶體或電池供電靜態隨機存取記憶體(SRAM)器件。
圖3A-3B示出了諸如可用於提供關於區域性衛星系統中的衛星的資訊的示例性資料結構300。每個資料結構可包括個體資料元件的陣列，並且可被儲存在記憶體250中以供處理器240存取。例如，資料結構300可包括對應每個區域性衛星系統中的每個衛星的資料元件。在一些實施例中，記憶體250儲存若干不同的資料結構300，這些結構的每一個可根據一或多個位置識別符來索引，並且可由處理器240來更新。
資料結構300A包括與按Country_Code(國家_碼)310編組的區域性衛星系統中的衛星飛行器有關的示例性資訊。如圖所示，RNSS_ID 320、SV_Name(SV_名稱)330和SV_ID 340值可按照國家碼310提供給區域性衛星。在一個實施例中，國家碼310與諸如ITU E. 212(來自國際電信聯盟的建議212)中頒布的行動國家碼(MMC)列表相對應。RNSS_ID320與諸如WAAS、EGNOS、MSAS、QZSS等特定區域性衛星系統相對應。SV_Name 330是由RNSS_ID指示的RNSS內的特定衛星飛行器的名稱。SV_ID 340是諸如與被區域性衛星飛行器用來編碼其傳輸的虛擬亂數(PRN)相對應的PRN碼的識別符。軌道350指示衛星飛行器(SV_Name)是對地同步、對地靜止還是其他地球軌道。對於對地靜止軌道中的衛星飛行器，都卜勤範圍360可以是零或被忽略。否則，都卜勤搜索範圍360可指定一值用來限制國家碼310所指示的位置處對SV_Name 330的載波信號的搜索。
出於例示的目的，資料結構300A被示為具有對應國家碼208(法國)、441(日本)、和505(澳大利亞)的示例性資料元件。法國是在歐洲之內，因此與國家碼208相對應的RNSS_ID是EGNOS。在EGNOS區域性衛星系統內，衛星飛行器AOR-E、ARTEMIS和IND-W被標識為法國國內位置處的潜在可能的搜索候選。EGNOS衛星飛行器的虛擬亂數碼為分別120、124和126。如所指示的，這些衛星飛行器保持對地靜止軌道(GEOSTAT)，因此其都卜勤偏移通常很小。例如，與美國的WAAS衛星飛行器相關聯的都卜勤偏移可能是在約±40m/s的量級上(即，與衛星朝向/遠離接收機約±40m/s的相對速度相對應的頻率偏移)。因此，在一些實施例中，都卜勤搜索值零可被用於對地靜止區域性衛星飛行器。在其他實施例中，資料結構300可儲存每個地理位置處對每個區域性衛星飛行器的都卜勤偏移及/或都卜勤搜索範圍的更精確的測量值。
如先前所討論的，日本落在MSAS和QZSS區域性衛星系統的覆蓋區之內。因此，國家碼441包括與這兩個區域性衛星系統中的衛星飛行器有關的資訊。對應日本的示例性資料元件指示QZSS系統中的衛星飛行器QZS1的可用性。示例性資料元件還指示QZS1傳送的資料是用虛擬亂數碼183來編碼的，QZS1是處於對地同步(GEOSYNC)軌道中，以及對應日本內的位置的都卜勤搜索範圍約為±225m/s。
最後，包括對應國家碼501(澳大利亞)的示例性資料元件以進行比較。如所指示的，國家碼505也落在QZSS覆蓋區內，並且能夠接收來自使用虛擬亂數碼183的QZS1的衛星信號。然而，在澳大利亞，可能需要搜索更寬的頻率範圍來定位QZS1信號。因此，示例性資料元件指示對於國家碼505，衛星QZS1可能可用，並且對於此位置，都卜勤搜索範圍的恰適值約為±550m/s。
圖3B示出了諸如可被用於儲存與區域性衛星飛行器的可用性和身份有關的資訊的替換性資料結構300B。資料結構300B可被儲存在記憶體250中，並且在一些實施例中，可補充或替代資料結構300A。每個資料元件包括表示相應地理區域的Time_Zone(時區)欄位380。對於每個時區，如先前討論的那樣來標識區域性衛星系統(RNSS_ID)、衛星飛行器(SV_Name)和虛擬亂數。還提供了可見性指標(Visibility_Ndx 390)。由於世界時區代表地球的經度片帶(longitudinal slices)，因此衛星可見性在特定時區內會變化。
為了例示這一點，示出了對應時區UTC+01的示例性資料元件。UTC+01包括義大利和納米比亞兩者。雖然從歐洲(以及北非的局部地區)可看見EGNOS衛星，但是它們在非洲大陸上的其他地方並非可見的。因此，Visibility_Ndx 390提供了對在特定時區內的位置可以看見特定區域性衛星的可能性的指示。在此，Visibility_Ndx 390指示在UTC+01時區內的位置處接收來自衛星AOR-E的定位資料的60%的可能性。可見性指標可根據特定時區內與覆蓋區的可用性有關的人口、面積以及其他準則來確定。
儘管分開進行了討論，但是應當理解，資料結構300A、300B可被組合在單個資料結構中，且本發明的實施例可包括具有關於區域性衛星系統的位置專屬資訊的附加資料結構。例如，示例性資料結構可包括基於國家碼、時區、網路位址以及類似識別符的多個搜索關鍵字。而且，出於討論的目的，僅描繪了每個資料結構的一部分。在一些實施例中，資料結構300可結合基於相關位置的識別符的每個唯一性值儲存與每個RNSS系統及其衛星有關的資訊。
再次參看圖2，處理器240使用位置識別符來存取記憶體250中的資料結構(例如，300A、300B)。如果確定一或多個區域性衛星系統可用，則處理器240向定位處理器270提供關於其SV的資訊。除其他資訊之外，處理器240可向定位處理器270提供每個區域性SV的虛擬亂數碼(或其他衛星識別符)以及都卜勤搜索值，以幫助對編碼衛星信號的搜索。處理器240還可使得與RNSS及其SV有關的資訊被顯示在行動設備140的顯示幕上。在各個實施例中，處理器240顯示與位置識別符相對應的地圖，其上叠加了對地靜止SV的相對位置及/或對地同步SV的地面航跡的表示。
在一些實施例中，處理器240被配置成回應於區域性衛星系統中的改變更新資料結構300。例如，當區域性衛星飛行器被添加到特定RNSS或從其中移除時，處理器240可添加或移除與這些區域性SV相對應的資料元件。而且，如果區域性衛星系統的覆蓋區改變或者如果新的區域性衛星系統在特定位置處變得可用，則處理器240可相應地更新資料結構300內的資料元件。對資料結構300的更新可定期進行或者按需進行，從而使得行動設備140能夠保持當前資訊。
定位處理器270控制衛星接收機260的操作並確定行動設備140的位置。定位處理器270從處理器240接收諸如PRN碼和都卜勤搜索值等參數，並搜索在衛星接收機260上接收到的相應信號。在一些實施例中，定位處理器270將衛星信號與使用特定SV的PRN在本地產生的信號進行交互相關(cross-correlating)。由於PRN值對應於服務地理位置的區域性SV，因此找到信號的可能性增大，且行動設備140由此避免了針對不對其目前位置提供定位資料的區域性SV進行搜索。
另外，定位處理器270使得為了使用都卜勤搜索資料定位合意衛星信號而需要搜索的都卜勤的範圍最小化。例如，在使用GPS衛星的情況下，定位處理器270可能需要搜索與達±900m/s的都卜勤偏移相對應的載波頻率。即，定位處理器270可能需要將收到衛星信號與內部產生的不同碼偏移量上的PRN碼的版本、以及橫跨可能的都卜勤偏移的範圍的不同都卜勤偏移值進行相關(兩維搜索)。相關結果中的最大值與隨後可被用於確定接收機的位置的收到衛星信號的特定碼相相對應。初始搜索(「捕獲」)可能是非常耗時的，這取決於可為定位處理器270所用的資訊量。然而，如果知曉特定SV是處在對地靜止軌道上，則此附加頻率搜索可被簡化或省去(因為衛星朝向或遠離接收機的相對速度很小)。類似地，在對地同步SV的情況下，定位處理器270可將其搜索限制為基於都卜勤範圍360確定的位置特定的都卜勤範圍，後者顯著小於全球定位系統的搜索範圍。這樣，定位處理器270可使用對於位置恰適的PRN碼及/或其他衛星識別符以及最佳的都卜勤搜索參數來搜索區域性SV。
應當理解，本發明的實施例可基平諸如可從地面源獲得的近似地理位置來對衛星飛行器執行位置特定的搜索。執行此搜索無需附加資訊。具體地，無需首先獲得星曆、曆書或衛星時間資訊。通過搜索來自其被檢測到的概率較高的區域性衛星飛行器的信號並避免搜索已知為不可用的區域性衛星，效率得到了提升。而且，捕獲衛星信號所花的時間可通過使用與位置相關的都卜勤搜索範圍來縮減。具體地，由於所公開的技術減小(或排除)了都卜勤偏移搜索空間而無需當前曆書、星曆或其他時間相關衛星軌道資訊，因此其可在於冷啟動狀況下的捕獲時間方面提供相當的益處。例如，在特定實施例中，衛星接收機可在存取當前衛星軌道資訊(例如，當前星曆、曆書及/或諸如長期軌道資訊等其他軌道資訊)之前使用有限的都卜勤搜索範圍(即，比GNSS衛星的最小都卜勤搜索範圍小)來獲得與區域性衛星飛行器相關聯的位置資訊。
圖4是示出了用於無線設備的示例性定位方法400的流程圖。定位方法400可由諸如處理器240及/或定位處理器270的處理器執行。在框410，在無線設備上接收第一信號。在一些實施例中，第一信號是具有表示地理位置的識別符的地面信號。識別符可例如充當無線設備所處的區域的粗略指示符。
在框420，識別符是從第一信號獲得的。此後，在框430，識別符被用來確定區域性衛星系統在第一位置處的可用性。這可涉及例如確定第一位置是否在諸如WAAS、EGNOS、MSAS和QZSS等一或多個區域性衛星系統的覆蓋區內。如果第一位置在一或多個區域性衛星系統的覆蓋區內，則擷取關於特定衛星飛行器的資訊。在框440，可從記憶體或其他可為無線設備存取的儲存擷取被確定為在第一位置可用的區域性衛星飛行器的衛星識別符和都卜勤搜索範圍。在一些實施例中，關於區域性衛星的資訊被維護在無線設備的非揮發性記憶體中。
在框450，在衛星接收機上接收包括來自一或多個衛星飛行器的信號的第二信號，並且使用從記憶體擷取的資訊來對區域性衛星飛行器執行搜索。此搜索可包括在無線設備處使用特定區域性衛星飛行器的PRN碼產生參考信號並將參考信號與從衛星接收機獲得的信號進行交互相關以獲得位置資訊。都卜勤搜索範圍可限制用參考信號進行搜索的頻率。這樣，執行對服務第一位置的那些區域性衛星飛行器的有目的搜索，並且該搜索空間是根據第一位置來確定的。另外，對區域性衛星的基於位置的搜索可與對全球定位衛星的搜索並行地執行，以進一步提升搜索性能。
在框460，無線設備的位置是使用從衛星信號獲得資訊確定的。例如，可根據公知技術來確定位置，其中相關被用於確定多個衛星飛行器的收到信號的碼相(code phase)，而這些碼相被用於確定衛星與接收機之間的距離，後者進而可被用於確定位置。在諸如QZSS系統情形等一些實例中，區域性衛星飛行器可單獨提供足以為無線設備獲得位置鎖定的定位資料。在其他情形中，區域性衛星飛行器可僅提供用來對從全球衛星飛行器獲得的定位資訊進行補充的校正資料。在一些實施例中，一或多個衛星信號可與附加資訊聯用以獲得無線設備的位置；例如，地面源的飛行時間或往返延遲資訊可與衛星信號聯用以進行位置確定。
結合本文所公開的實施例描述的各個說明性邏輯區塊、模組、以及電路可用通用處理器、數位信號處理器(DSP)、精簡指令集電腦(RISC)處理器、專用積體電路(ASIC)、現場可程式閘陣列(FPGA)或其他可程式邏輯器件、個別閘或電晶體邏輯、個別的硬體元件、或其設計成執行本文中描述的功能的任何組合來實現或執行。通用處理器可以是微處理器，但在替換方案中，處理器可以是任何處理器、控制器、微控制器、或狀態機。處理器還可以被實現為計算設備的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協作的一個或更多個微處理器、或任何其他此類配置。
軟體模組可駐留在RAM記憶體、快閃記憶體、非揮發性記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EPROM記憶體、暫存器、硬碟、可移除磁碟、CD-ROM、或本領域中所知的任何其他形式的儲存媒體。示例性儲存媒體耦合到處理器以使得該處理器能從/向該儲存媒體讀取和寫入資訊。在替換方案中，儲存媒體可以被整合到處理器。
結合本文所公開的實施例描述的方法、過程或演算法的步驟可直接在硬體中、在由處理器執行的軟體模組中、或在這兩者的組合中體現。方法或過程中的各個步驟或動作可以所示次序執行，或者可以另一次序執行。此外，一個或以上過程或方法步驟可被省略，或者一個或以上過程或方法步驟可被添加到這些方法和過程中。加入的步驟、方塊、或動作可被添加在這些方法和過程的開始、結束、或居於現有要素之間。
提供了以上對所公開的實施例的描述是為了使得本領域任何技藝人士皆能夠製作或使用本公開。對這些實施例的各種修改容易為本領域一般技藝人士所顯見，並且在此所定義的普適原理可被應用於其他實施例而不會脫離本公開的精神或範圍。因而，本公開並非意在被限定於本文中所示出的實施例，而是應當被授予與本文中所公開的原理和新穎性特徵相一致的最廣義的範圍。
120．．．區域性衛星系統(RNSS)
110．．．全球導航衛星系統(GNSS)
130．．．發射機
140．．．行動設備
220．．．RF收發機
230．．．基帶處理器
260．．．衛星接收機
270．．．定位處理器
240．．．處理器
250．．．記憶體
圖1A是包括全球導航衛星系統和區域性衛星系統的通訊系統的實施例的高階方塊圖。
圖1B示出了包括全球導航衛星系統和與特定地理區域有關的兩個區域性衛星系統的通訊系統的又一實施例。
圖2是諸如可與圖1A-1B的通訊系統聯用的行動設備的功能方塊圖。
圖3A-3B示出了用於儲存關於區域性衛星系統的資訊的示例性資料結構。
圖4是示出了用於與無線設備聯用的定位方法的一個實施例的流程圖。
結合附圖理解以下闡述的具體說明，本公開的實施例的特徵、目標和優勢將變得更加顯而易見，在附圖中，相似的要素具有相似的附圖標記。
120．．．區域性衛星系統(RNSS)
110．．．全球導航衛星系統(GNSS)
130．．．發射機
140．．．行動設備

Claims (41)

  1. 一種用於一無線設備的定位方法，包括以下步驟：接收一第一信號；從該第一信號獲得一表示一第一位置的識別符；至少部分地基於該識別符，識別一區域性衛星系統，該區域性衛星系統服務一特定地理區域，該特定地理區域包含：該第一位置，其中該區域性衛星系統包含：至少一衛星飛行器，該區域性衛星飛行器包含：一對地靜止或對地同步軌道；擷取與該至少一個衛星飛行器相關聯的資訊；接收一第二信號；基於該擷取的資訊，處理該第二信號以獲得該至少一個衛星飛行器的一第一衛星信號資訊；以及至少部分地基於該第一衛星信號資訊來確定該無線設備的一位置。
  2. 如請求項1之方法，其中該識別符包括一與該第一位置相對應的國家碼。
  3. 如請求項1之方法，其中接收該第一信號之步驟進一步包括從一蜂巢基地台接收一信號。
  4. 如請求項1之方法，其中處理該第二信號以獲得該第 一衛星信號資訊之步驟包括在存取當前衛星軌道資訊之前使用一有限的都卜勤搜索範圍處理該第二信號。
  5. 如請求項1之方法，其中該識別符包括該第一位置的一世界時區。
  6. 如請求項1之方法，其中該第一識別符包括該無線設備的一網路位址的至少一部分。
  7. 如請求項1之方法，其中還包括更新與該至少一個衛星飛行器相關聯的資訊。
  8. 如請求項1之方法，其中擷取與該至少一個衛星飛行器相關聯的該資訊之步驟還包括存取該無線設備的非揮發性儲存中的資料。
  9. 如請求項1之方法，其中與該至少一個衛星飛行器相關聯的該資訊包括用於編碼該第一衛星信號的虛擬亂數碼(PRN)。
  10. 如請求項9之方法，其中處理該第二信號之步驟包括：使用該虛擬亂數碼產生一參考信號；以及將該第二信號與該參考信號進行交互相關。
  11. 如請求項1之方法，其中與該至少一個衛星飛行器相關聯的該資訊包括與該第一位置相對應的一都卜勤搜索範圍，並且其中處理該第二信號之步驟包括基於該都卜勤搜索範圍而搜索該至少一個衛星飛行器的一載波。
  12. 如請求項1之方法，其中該區域性衛星系統是從包括以下各項的群組中選擇的：廣域擴增系統(WAAS)、歐洲對地靜止導航覆蓋服務(EGNOS)、基於MTSAT衛星擴增系統(MSAS)、准天頂衛星系統(QZSS)、GPS輔助Geo擴增導航(GAGAN)、和印度區域性導航衛星系統(IRNSS)系統。
  13. 如請求項1之方法，其中還包括：在獲得該第一衛星信號資訊的同時，處理該第二信號以獲得一第二衛星飛行器的第二衛星信號資訊，其中該第二衛星飛行器是全球導航衛星系統(GNSS)的部分。
  14. 如請求項13之方法，其中該全球導航衛星系統是從包括GPS、GLONASS、GALILEO和COMPASS系統的群組中選擇的。
  15. 如請求項1之方法，其中還包括：確定該至少一個衛星飛行器的一軌道類型；以及 如果該軌道類型被確定為對地同步，則擷取與該至少一個衛星飛行器相對應的一都卜勤搜索範圍；以及其中處理該第二信號之步驟包括基於該都卜勤搜索範圍而限制對該第一衛星信號的一搜索。
  16. 如請求項1之方法，其中該第一位置是准天頂衛星系統(QZSS)的覆蓋區內的國家，該方法還包括：針對於該識別符所標識的該國家而擷取與該至少一個衛星飛行器相對應的一都卜勤搜索範圍；以及基於該都卜勤搜索範圍而限制對該第一衛星信號的一搜索。
  17. 一種用於執行定位的無線設備，包括：一第一接收機，配置成接收具有表示一第一位置的第一一識別符的一資訊承載信號；一第二接收機，配置成從一區域性衛星系統接收多個衛星信號，該區域性衛星系統服務一特定地理區域，該特定地理區域包含：該第一位置；一處理器，配置成從該資訊承載信號獲得該第一識別符，以及使用該第一識別符來從該無線設備的記憶體擷取該第二識別符；至少部分地基於該第一識別符，識別該區域性衛星系統；使用用於作為該區域性衛星系統的部分的衛星飛行器的第二識別符來處理該等衛星信號的至少一者，以獲得該第一 衛星信號資訊；及使用該第一衛星信號資訊來決定該無線設備的一位置。
  18. 如請求項17之無線設備，其中該第二識別符與作為在其覆蓋區內具有該第一位置的至少一個區域性衛星系統的部分的衛星飛行器相關聯。
  19. 如請求項17之無線設備，其中該第一接收機從一蜂巢基地台接收該資訊承載信號。
  20. 如請求項19之無線設備，其中該第一識別符包括一與該蜂巢基地台相關聯的國家碼。
  21. 如請求項17之無線設備，其中該第一識別符包括該第一位置的一世界時區。
  22. 如請求項17之無線設備，其中該第一識別符包括該無線設備的網路位址的一部分，並且該處理器被配置成基於該網路位址的該部分從該記憶體擷取該第二識別符。
  23. 如請求項17之無線設備，其中該第一識別符包括一國家碼，並且該處理器被配置成基於該國家碼從該記憶體擷取該第二識別符。
  24. 如請求項17之無線設備，其中該記憶體包括一非揮發性記憶體，並且該第二識別符被儲存在該非揮發性記憶體中。
  25. 如請求項17之無線設備，其中該處理器被配置成更新該記憶體中的該第一和第二識別符。
  26. 如請求項17之無線設備，其中該第二識別符包括作為該區域性衛星系統的部分的該衛星飛行器的至少一個虛擬亂數(PRN)碼。
  27. 如請求項26之無線設備，其中該第二接收機被配置成使用該至少一個虛擬亂數產生一參考信號，並將該多個衛星信號的該至少一個與該參考信號進行交互相關。
  28. 如請求項17之無線設備，其中該處理器使用該第一識別符來擷取與該第一位置相對應的一都卜勤搜索範圍，並且該第二接收機基於該都卜勤搜索範圍而搜索該多個衛星信號的該至少一個的載波。
  29. 如請求項17之無線設備，其中該區域性衛星系統是從包括以下各項的群組中選擇的：廣域擴增系統(WAAS)、歐洲對地靜止導航覆蓋服務(EGNOS)、基於MTSAT衛星擴增系統(MSAS)、准天頂衛星系統(QZSS)、GPS輔助Geo 擴增導航(GAGAN)系統、和印度區域性導航衛星系統(IRNSS)系統。
  30. 如請求項17之無線設備，其中該第二接收機使用第三識別符接收來自全球導航衛星系統(GNSS)的信號，並且使用該第二識別符並行地接收該多個衛星信號中的該至少之一。
  31. 如請求項30之無線設備，其中該全球衛星定位系統是從包括GPS、GLONASS、GALILEO和COMPASS系統的群組中選擇的。
  32. 如請求項17之無線設備，其中該處理器確定該衛星飛行器的一軌道類型，該衛星飛行器作為該區域性衛星系統的一部分，並且如果該軌道類型是對地同步，則從該記憶體擷取一都卜勤搜索範圍，並且其中該第二接收機基於該都卜勤搜索範圍而限制對該多個衛星信號中的該至少一個的載波頻率的搜索。
  33. 如請求項17之無線設備，其中該第一識別符表示一國家，而該區域性衛星系統是准天頂衛星系統(QZSS)，該處理器被配置成擷取與該QZSS衛星飛行器以及該識別符所指示的該國家相對應的都卜勤搜索範圍，並且其中該第二接收機基於該都卜勤搜索範圍而限制對該多個衛星信號中的 該至少一個的載波頻率的搜索。
  34. 一種用於行動設備的定位方法，包括以下步驟：在該行動設備的一記憶體中維護與區域性衛星系統的衛星飛行器相關聯的資訊；接收來自一蜂巢基地台的一地面信號；從該地面信號獲得表示一第一位置的一識別符；至少部分地基於該識別符，識別一第一區域性衛星系統，該區域性衛星系統服務一特定地理區域，該特定地理區域包含：該第一位置；使用該識別符確定該第一區域性衛星系統在該第一位置處的一可用性；如果該第一區域性衛星系統在該第一位置處可用，則從該記憶體擷取與該第一區域性衛星系統的一第一衛星飛行器相對應的一虛擬亂數碼；接收一第二信號；使用該虛擬亂數碼處理該第二信號以獲得第一衛星信號資訊；以及至少部分地基於該第一衛星信號資訊來確定該行動設備的一位置。
  35. 如請求項34之定位方法，其中處理該第二信號以獲得該第一衛星信號資訊之步驟包括在存取當前衛星軌道資訊之前使用有限的都卜勤搜索範圍處理該第二信號。
  36. 如請求項34之定位方法，其中還包括：從該記憶體擷取在該第一位置處與該第一衛星飛行器相對應的一都卜勤搜索範圍，以及其中處理該第二信號之步驟包括基於該都卜勤搜索範圍而搜索該第一衛星飛行器的載波。
  37. 如請求項34之定位方法，其中還包括：如果該第一區域性衛星系統在該第一位置處可用，則顯示與該第一區域性衛星系統相關聯的資訊。
  38. 如請求項34之定位方法，其中還包括：在獲得該第一衛星信號資訊的同時，處理該第二信號以獲得一第二衛星飛行器的第二衛星信號資訊，其中該第二衛星飛行器是一全球導航衛星系統(GNSS)的部分。
  39. 如請求項34之定位方法，其中該第一位置在准天頂衛星系統(QZSS)系統的覆蓋區內，該方法還包括：確定與該第一衛星飛行器和該第一位置相關聯的一都卜勤搜索範圍。
  40. 一種使用用於定位一無線設備之位置的一或多條指令來編碼的電腦可讀取媒體，該一條或多條指令包括在由一或多個處理器執行時使該一或多個處理器執行以下步驟的指令： 從該第一信號獲得表示一第一位置的一識別符；至少部分地基於該識別符，識別一區域性衛星系統，該區域性衛星系統服務一特定地理區域，該特定地理區域包含：該第一位置，其中該區域性衛星系統包含：至少一衛星飛行器，該區域性衛星飛行器包含：一對地靜止或對地同步軌道；擷取與該至少一個衛星飛行器相關聯的資訊；基於該擷取的資訊，處理接收到的一第二信號以獲得：該至少一個衛星飛行器的第一衛星信號資訊；以及至少部分地基於該第一衛星信號資訊來確定該無線設備的一位置。
  41. 一種用於執行定位的無線設備，包括：用於接收具有表示一第一位置的一第一識別符的一資訊承載信號的構件；用於至少部分地基於該識別符而識別一區域性衛星系統的構件，該區域性衛星系統服務一特定地理區域，該特定地理區域包含：該第一位置，其中該區域性衛星系統包含：至少一衛星飛行器，該區域性衛星飛行器包含：一對地靜止或對地同步軌道；用於從一區域性衛星系統接收多個衛星信號的構件，該區域性衛星系統服務一特定地理區域，該特定地理區域包含：該第一位置； 用於從該資訊承載信號獲得該第一識別符以及使用該第一識別符來從該無線設備的儲存裝置擷取該第二識別符的構件；用於至少部分地基於該第一識別符而識別該區域性衛星系統的構件；使用用於作為該區域性衛星系統的部分的衛星飛行器的第二識別符來處理該等衛星信號的至少一者以獲得該第一衛星信號資訊的構件；及用於使用該第一衛星訊號資訊來確定該無線設備的一位置的構件。
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