專利名稱：在無線電網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器輔助定位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及定位，更具體的說，涉及在無線電網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器輔助定位技術(shù)。
背景技術(shù)：
全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機一般是通過計算從多個GPS(或NAVSTAR)衛(wèi)星同時發(fā)射信號所到達的相對時間來確定它們的位置的。這些衛(wèi)星發(fā)射衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以及時鐘時序中的數(shù)據(jù)，作為發(fā)射信息的一部分，常被稱之為“星歷表”數(shù)據(jù)。搜索和采集GPS信號，讀取多個衛(wèi)星的星歷表的數(shù)據(jù)，以及從這下數(shù)據(jù)中計算接收機位置的處理過程一般很費時，通常需要幾分鐘。在許多情況下，這漫長的處理時間是難以接收的，此外，也極大限制了在微小型便攜式應(yīng)用鐘的電池壽命。
目前GPS接收機的另一種限制是它的成功使用只限制于多個衛(wèi)星在視野中清晰可見、無任何障礙以及能適當(dāng)?shù)囟ㄎ桓哔|(zhì)量的天線以接收該信號的情況。因此，它們一般不能應(yīng)用于便攜式、整體安裝的應(yīng)用、存在著許多樹葉或建筑物(例如，城市通道)遮擋的區(qū)域，以及在建筑物中的應(yīng)用。
這一問題的一種已知的解決方法是與GPS接收機集成在一起的蜂窩式電話的使用。在移動GPS單元或客戶和與第二蜂窩式單元和計算機處理器或服務(wù)器有關(guān)的第二固定GPS接收機之間建立蜂窩式連接。移動GPS接收機以此作為有效衛(wèi)星信號的簡單映象的參考。也就是說，移動GPS接收機記錄在它的視野中盡可能多的多個有效衛(wèi)星信號的簡短持續(xù)過程。正如以上所討論的，這些信號可能會衰減和破碎成零碎的信號，這是由于移動GPS接收機可以接近于建筑物或樹葉，等等的位置原因。
根據(jù)在美國專利6,131,067中所披露的一種已知的方法，這些零碎的信號可以數(shù)字化，并通過蜂窩式連接，從客戶發(fā)送至第二GPS接收機和服務(wù)器。第二GPS接收機也同時記錄在它自己的天線視野范圍內(nèi)的GPS衛(wèi)星信號，它的天線是固定安裝的天線且處于它能接收來自有效衛(wèi)星的暢通無阻的發(fā)射。隨后，與第二GPS接收機有關(guān)的服務(wù)器進行兩個接收機的信號比較。通過對來自移動GPS接收機的零碎信號和第二GPS接收機所接受到的完整信號的分析，服務(wù)器能基本上“填滿空白”并完成在移動GPS接收機上所能接收到的信號。服務(wù)器隨后進行這些信號的重建，并使用已知的方法來精確地確定移動GPS接收機的位置。
由第二GPS接收機或基站所提供輔助的量是非常重要的。它可以小到只是與發(fā)射與指定衛(wèi)星有關(guān)的存儲信息，或直至執(zhí)行如上所述的匹配處理和信號分析。然而，在所有情況中，服務(wù)器輔助定位技術(shù)需要蜂窩式連接的使用，或者使用某些其它專用發(fā)送媒介使得在客戶和服務(wù)器之間持續(xù)建立雙向通訊連接。在其它環(huán)境中，蜂窩式電話網(wǎng)絡(luò)并不是最有效的，但可以在各部分之間提供無線通訊。在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員都能理解到，無線通訊是采用信號發(fā)射機以所選擇的頻率來間歇發(fā)射，而任何接收機只要調(diào)諧至所選擇的頻率就能檢測到所發(fā)射的信號。當(dāng)發(fā)射機完成發(fā)射時，則所選擇的頻率對任何其它發(fā)射極都是有效的。因此，特殊的頻率和信道對任何發(fā)射機都是有效的。以上所討論的服務(wù)器輔助定位技術(shù)并不能在常規(guī)的雙向無線系統(tǒng)中實施，因為無線通訊不允許專用雙向通訊連接。因此，可以理解到，服務(wù)器輔助定位技術(shù)非常需要在雙向無線系統(tǒng)中使用。本發(fā)明提供了上述和其它優(yōu)點，并從以下詳細的描述和附圖中變得更加清晰。

發(fā)明內(nèi)容
服務(wù)器輔助檢測設(shè)備包括客戶全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機電路，它可以用于接收來自GPS衛(wèi)星的衛(wèi)星定位信號數(shù)據(jù)?？蛻鬐PS接收機所接收到的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)是不足以單獨建立客戶GPS接收機的位置。該客戶還需包括發(fā)射極，以發(fā)射衛(wèi)星數(shù)據(jù)?？蛻糨d波檢測模塊可用于檢測在所選擇射頻信道中的無線電通信業(yè)務(wù)。客戶發(fā)射使能模塊在RF信道中沒有檢測到無線通信量時使能客戶發(fā)射極。
服務(wù)器接收機接收來自客戶發(fā)射極的數(shù)據(jù)。與服務(wù)器接收機相耦合的服務(wù)器可以配置成能夠分析服務(wù)器接收機所接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。服務(wù)器使用所接受到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和其它附加衛(wèi)星數(shù)據(jù)，來產(chǎn)生與客戶GPS接收機的位置有關(guān)的位置信息。
位置信息可以遠程使用和返回到客戶單元。為了能將位置信息返回到客戶單元，系統(tǒng)還可以包括用于接收位置信息的客戶接收機和用于向客戶接收機發(fā)射位置信息。服務(wù)器單元還包括用于檢測在RF信道上的無線電通信業(yè)務(wù)的服務(wù)器載波檢測模塊和用于在沒有檢測到RF信道上的無線通信量時使能服務(wù)器發(fā)射機向客戶接收機發(fā)射位置信息的服務(wù)器發(fā)射使能模塊。在另一實施例中，客戶可以包括用于顯示位置信息的客戶用戶界面?？蛻粲脩艚缑孢€可以包括用于指示位置信息的局部地圖。
附圖簡述

圖1描述了本發(fā)明典型實施例的功能方框圖。
圖2是圖1所示客戶單元的部件的功能方框圖。
圖3是圖1所示基站的部件的功能方框圖。
圖4是本發(fā)明的操作流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明集中于使用雙向無線電建立全球定位的方法和裝置。為了便于說明，本發(fā)明采用客戶—服務(wù)器架構(gòu)的方式進行討論，其中，術(shù)語“客戶”是指集成于或相關(guān)于雙向無線電的系統(tǒng)部分并且是精確位置信息所必須的。術(shù)語“服務(wù)器”是指于服務(wù)器雙向無線電有關(guān)的系統(tǒng)部分并且該部分提供可以精確確定客戶位置的數(shù)據(jù)。
一般來說，雙向射頻通訊都已經(jīng)開發(fā)了一個非正式協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以用于管理在任意給定射頻(RF)信道上的通訊量。本文所使用的術(shù)語“信道”是指任意射頻。RF頻譜的某些部分是位于具有預(yù)定頻率的信道中。然而，本發(fā)明的原理并不限制于具有預(yù)定頻率的頻譜部分。因此，信道可以簡單只是用戶所選擇的任意頻率。
用戶，希望在指定信道上廣播的用戶，首先將接收機調(diào)諧到該指定信道上，以檢測在信道上存在的其它通訊信號量。在信道上沒有其它信號量的情況下，用戶可以按動一個按鈕，時常稱之為按動交談(PTT)按鈕，它使得在相同頻率的發(fā)射機工作，并且交談進入到拾聲器。用戶釋放該按鈕以停止發(fā)射機工作，并且靜聽信道上的響應(yīng)。第二個用戶，希望響應(yīng)的用戶，在響應(yīng)之前須完成相同的流程，首先聽取信道上的其它信號量，隨后按動PTT按鈕，以及響應(yīng)之后談話進入到拾聲器。在無線電信號量較重的區(qū)域內(nèi)，幾乎同時產(chǎn)生兩個或三個交談不是罕見的。在這類事件中，用戶A可能希望與用戶B進行交談，而用戶C可能希望與用戶D進行交談。用戶A可能向用戶B請教一個問題，但在用戶B響應(yīng)之前，用戶C可能在呼叫用戶D。根據(jù)所接收的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，用戶B在回答用戶A的問題之前，他必須等待直至在信道的信號量出現(xiàn)中斷。遵循該非正式協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的失敗就會導(dǎo)致兩個用戶(即，用戶B和用戶C)在同時發(fā)射。最終的影響可以使得任何用戶都不能在該信道上通信。
當(dāng)移動設(shè)備(例如，蜂窩式電話)使用蜂窩式連接或其它專用發(fā)射媒介來確定它的位置時，設(shè)備(即，客戶和服務(wù)器)都可以以它們連接在一起的方式來操作。即，蜂窩式網(wǎng)絡(luò)假定通過該專用信道客戶和服務(wù)器可以在沒有任何干擾下進行通信。在其它的無線系統(tǒng)(例如，碼分多址(CDMA)無線系統(tǒng))中，各個客戶單元都假定各自唯一的碼，使得每一個客戶單元都能有效地具有與基站連續(xù)專用通信的連接。相反，使用雙向無線電通信工作的設(shè)備必須與射頻信道即不是私有又不是專用的事實競爭。
在服務(wù)器輔助GPS定位系統(tǒng)的情況下，上述所討論的非正式的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不可能具有根據(jù)為蜂窩式通信所開發(fā)方法的功能。在服務(wù)器計算客戶的就能夠確位置的時間過程中，在客戶設(shè)備和服務(wù)器設(shè)備之間的連接上沒有通信。例如，在進行快照中需要一定的時間，在該過程中，客戶GPS接收機記錄來自局部衛(wèi)星的有效信號。對于服務(wù)器進行在建立客戶的位置中所需各個步驟來說，也需要許多秒甚至是分鐘的時間。客戶設(shè)備不能夠?qū)l(fā)射極保持在工作狀態(tài)，因為這種工作狀態(tài)妨礙了其它用戶在沒有影響的條件下在該信道上發(fā)射。此外，如果客戶設(shè)備持續(xù)保持在發(fā)射模式，則客戶設(shè)備也不可能接收到來自服務(wù)器設(shè)備的響應(yīng)數(shù)據(jù)。于是，常規(guī)的無線電系統(tǒng)只能在一個時間內(nèi)以一個方向發(fā)射，并且需要接收時要求發(fā)射設(shè)備能停止發(fā)射。在發(fā)射的這些中斷過程中，其它無線電信號量能夠中斷在客戶和服務(wù)器之間的連接。
圖1以功能方框圖的方式說明了根據(jù)本發(fā)明原理所構(gòu)成系統(tǒng)100的基本操作。客戶單元102包括與GPS天線相耦合的GPS接收機104和與無線電天線110相耦合的雙向無線電收發(fā)機108。
客戶單元102還包括客戶管理器116。術(shù)語“客戶管理器”只是為了簡便而使用的，并不是試圖建議由單個設(shè)備或部件來實施本文所討論實施的所有功能。相反，根據(jù)本發(fā)明的原理，該功能可以由單個設(shè)備或多個設(shè)備，結(jié)合硬件、軟件或固件(軟件硬件相結(jié)合)以及其相互組合的方式來實施。
服務(wù)器單元120包括與GPS天線124相耦合的GPS接收機122和與無線電天線128相耦合的雙向無線電收發(fā)機126。服務(wù)器單元120號包括服務(wù)器股力氣130。術(shù)語“服務(wù)器管理器”也是用于在非常廣的范圍內(nèi)表示多種功能，根據(jù)本發(fā)明的原理，它可以由單個設(shè)備，或多個設(shè)備來實施。
正如以上所提到的，術(shù)語“客戶”是指不能獨立確定它的精確位置的系統(tǒng)100部分，而術(shù)語“服務(wù)器”是指接收來自客戶的數(shù)據(jù)并使用客戶數(shù)據(jù)與獨立派生數(shù)據(jù)一起精確確定客戶設(shè)備的位置。
在典型實施例中，客戶單元102可以采用移動雙向無線電來實施，例如，可以由警察警官或消防隊員使用的。服務(wù)器單元120可以基站來實施，例如，警察或消防部分所使用的中央調(diào)度中心。然而，在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員都會理解到，客戶單元102可以在固定的位置上，而服務(wù)器單元120可以是移動單元。本發(fā)明可以簡單地只具有一個部件(即，客戶單元102)，它不能獨立地計算它自己的位置，但它可以向第二部件(即，服務(wù)器單元120)發(fā)射零碎或不完整的位置數(shù)據(jù)，以允許服務(wù)器單元計算出客戶單元的位置。
當(dāng)需要客戶單元102的位置時，采用類似于有關(guān)蜂窩式電話系統(tǒng)所討論的方式來確定其位置。即，客戶GPS接收機104采集一個或多個GPS衛(wèi)星通過衛(wèi)星連接的有效GPS衛(wèi)星發(fā)射。如果客戶單元102能夠與足夠數(shù)量的衛(wèi)星150建立衛(wèi)星連接152，則客戶單元就能夠使用常規(guī)GPS技術(shù)來確定它自己的位置。然而，本發(fā)明試圖在客戶單元102不能與足夠數(shù)量的衛(wèi)星150建立衛(wèi)星連接或者不能在足夠長的時間內(nèi)建立衛(wèi)星連接的情況下工作?？蛻魡卧?02只能采集到零碎或不完整的GPS數(shù)據(jù)，而不是完整組的GPS數(shù)據(jù)，故稱之為GPS數(shù)據(jù)的“快照”。術(shù)語“快照”用于表示搜尋來自衛(wèi)星150在GPS接收機104的視野范圍內(nèi)的衛(wèi)星信號并且記錄還不足以允許位置確定的零碎或不完整的GPS信號的工作。
采用管理雙向無線電接口的客戶管理器116和服務(wù)器管理器130，從快照中收集到的數(shù)據(jù)通過無線電發(fā)射156從客戶單元102發(fā)射到服務(wù)器單元120。服務(wù)器單元120將由客戶單元102所收集到的數(shù)據(jù)與由服務(wù)器GPS接收機122同時收集到的數(shù)據(jù)相比較，從而允許根據(jù)需要重新構(gòu)建零碎的數(shù)據(jù)。由服務(wù)器單元120來分析最終的信息，從而確定客戶單元102的位置。
客戶管理器116和服務(wù)器管理器136控制在客戶單元102和服務(wù)器單元120之間的數(shù)據(jù)流向。圖2更加詳細地顯示客戶單元102的功能模塊，而圖3敬愛你要說明了服務(wù)器單元120。
在圖2所說明的本發(fā)明一個實施例中，所說明的收發(fā)機108具有發(fā)射機200和接收機202的功能。在一個實施例中，收發(fā)機108可以與GPS接收機104一起集成在一個單元中。正如圖2所示，收發(fā)機108可以具有一個天線110，以及GPS接收機的第二天線106，或者它們可以共享單一天線(未顯示)。
也集成到同一單元的是客戶管理器116，它具有處理器204和存儲器206。處理器204可以由任何常規(guī)處理器件來實施，例如，微處理器，微控制器。專用集成電路，數(shù)字信號處理器，等等?？蛻舸鎯ζ?06可以包括隨機存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)，還可以包括非揮發(fā)性RAM?？蛻舸鎯ζ?06包含由CPU執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)，以執(zhí)行客戶單元102的許多功能。例如，客戶存儲器206可以提供包含載波檢測模塊208，發(fā)射使能模塊210和單元檢驗?zāi)K212的軟件或固件。
還可以包括根據(jù)應(yīng)用的特殊要求所配置的用戶界面模塊216。典型的用戶界面216可以包括諸如在手持或整體安裝的設(shè)備中使用的帶有小鍵盤的小型顯示器，或者諸如在機動車輛安裝單元中使用的帶有鍵盤的大的計算機顯示屏。如果客戶用戶界面216包括小型顯示器，例如，液晶顯示器(LCD)，則客戶用戶界面可以指示客戶單元102的位置，例如，緯度和經(jīng)度的坐標(biāo)。如果客戶216包括計算機顯示器，則還可以向用戶提供其它可選擇的數(shù)據(jù)。例如，另一種可能的用戶界面是采用指示與相鄰環(huán)境有關(guān)的客戶單元102位置的設(shè)施來圖形表示局部區(qū)域的地圖。
先前介紹的各種部件都與總線系統(tǒng)220相連接，該總線系統(tǒng)可以包含數(shù)據(jù)總線、地址總線、動力總線等。然而，出于簡化的考慮，各種總線采用圖2所示的總線系統(tǒng)來進行說明。每一個業(yè)內(nèi)的技術(shù)人士都會意識到在各種模塊之間的實際通訊連接都可以根據(jù)該結(jié)構(gòu)進行變化，并可以像在將模塊集成到單一器件的實施中集成電路中的導(dǎo)電路徑那樣簡單，或者可以是印刷電路板上的線徑，電子電纜，連接器，光纖電纜或任何其它用于提供在客戶單元102的模塊之間的可靠通訊的媒介。
圖3顯示了服務(wù)單元120的一種典型結(jié)構(gòu)?；镜母鞣N部件都可以或不可以集成在單一單元中。例如，服務(wù)單元120可以是一個集成系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，服務(wù)器的收發(fā)機126集成了GPS接收機122。服務(wù)收發(fā)機126可以具有一個天線128，而接收機122可以具有第二天線124(如圖3所示)，或者它們可以分享同一天線(未顯示)。服務(wù)器管理器130可以集成在服務(wù)器單元120，或者處于距離服務(wù)收發(fā)機126和GPS接收機122的相同位置上。在另一替代實施例中，一個遠程的處理器(未顯示)可以通過服務(wù)收發(fā)機126接收來自客戶單元102的零碎數(shù)據(jù)以及來自GPS接收器122的完整GPS數(shù)據(jù)，并進行運算。最終的位置信息可以再經(jīng)服務(wù)收發(fā)機126傳輸回客戶單元102。然而，上述所介紹的運算不需服務(wù)單元120來進行。在圖3對服務(wù)收發(fā)機126作了功能介紹，正如，RF發(fā)射機300以及RF接收器302。
服務(wù)管理器130執(zhí)行類似于在客戶單元102中的客戶管理器116的功能，并包含相似的部件，例如，服務(wù)處理器304及服務(wù)存儲器306。處理器304可以采用常規(guī)的處理器件來執(zhí)行，例如，微處理器，微控制器，專用集成電路，數(shù)字信號處理器，等等。客戶存儲器306可以包括隨機存貯器(RAM)、只讀存貯器(ROM)，以及還可以包括非易失性RAM?？蛻舸鎯ζ?06也包含處理器可以執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)服務(wù)器單元120的許多功能指令。例如，客戶存儲器306可以由包括載波檢測模塊308、發(fā)射極使能模塊310及基本識別模塊312的固件或軟件來提供。
用戶界面模塊316可以根據(jù)應(yīng)用的特殊需要進行設(shè)置。正如上文與客戶用戶界面216(見圖2)有關(guān)的介紹那樣，服務(wù)器用戶界面316可以包括顯示器和用戶輸入設(shè)備，例如，小鍵盤和鍵盤。為了簡潔，這些元件并沒有在圖3中作說明。然而，正如以上所介紹的，服務(wù)器用戶界面模塊316的顯示部分(未顯示)可以是簡單文字數(shù)字的顯示屏，以提供顯示客戶單元102的位置的數(shù)據(jù)；或者是計算機顯示屏，以提供其它的數(shù)據(jù)，例如，能與指示客戶單元與周圍環(huán)境有關(guān)的位置相重疊的地圖。
上文所介紹的各種部件都可以通過一個總線系統(tǒng)320相互耦合，該總線系統(tǒng)可以包括數(shù)據(jù)總線、控制總線、地址總線、電源總線，等等。然而，為了更簡潔，圖3所說明的各種總線系統(tǒng)如總線系統(tǒng)320。此外，僅僅是功能性地而不是結(jié)構(gòu)上介紹的總線系統(tǒng)320可以是幾種類型的連接器中的一種或幾種。因為服務(wù)單元120的各個部分都可以物理地遠離，連接器可根據(jù)特殊要求來選擇，并其中包含了電纜、光纜、網(wǎng)絡(luò)連接、因特網(wǎng)連接或其它用于建立各個部件之間所要求連接的裝置。
參照圖1-3，現(xiàn)在討論系統(tǒng)100的操作。當(dāng)需要客戶單元102的位置時，用戶初始化在客戶器用戶界面上進行位置詢問(見圖2)。為了響應(yīng)該位置詢問，GPS接收器104進行快照，并且在GPS接收機104使能執(zhí)行采集處理時，盡可能多地獲取在其視野范圍內(nèi)多個GPS衛(wèi)星150(見圖1)的發(fā)射片段。隨后，GPS接收機104對所發(fā)射的片段數(shù)字化，并將其收集到數(shù)據(jù)包中，再將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給用戶管理器116。
單元識別模塊212產(chǎn)生一個能識別特殊的客戶單元102的唯一ID碼，并將該ID附加在數(shù)據(jù)包中，于是，該數(shù)據(jù)包包含著碼和GPS接收機104的數(shù)字化信息。當(dāng)許多不同的客戶單元102在同一個地區(qū)運行時，這個唯一的ID碼就顯得特別有用。例如，系統(tǒng)100可以用于追蹤在城市內(nèi)的一輛飛馳著的出租車。該唯一的ID代碼可以區(qū)分出每一輛出租車。如果系統(tǒng)中只有一個客戶單元102時，那么就不再需要這個唯一的ID碼。
載波檢測模塊212(見圖2)探測無線電信道中的無線電通信業(yè)務(wù)。載波檢測模塊212使用已知的技術(shù)，例如，檢測具有大于預(yù)定閾值的能量量級的發(fā)射信號的RF頻道。如果在RF頻道上出現(xiàn)無線電通信業(yè)務(wù)，發(fā)射使能模塊210就會阻止發(fā)射器200的激活。從而可避免RF沖突以及所引起的干擾。如果在RF頻道上沒有出現(xiàn)無線電通信業(yè)務(wù)，發(fā)射使能模塊210就使發(fā)射器200經(jīng)無線電發(fā)射器156發(fā)射一個或更多的數(shù)據(jù)包給服務(wù)單元120(見圖1)。
參照圖3，服務(wù)單元120的接收器302接收所發(fā)射的數(shù)據(jù)包。服務(wù)單元識別器312識別客戶單元104的唯一的代碼，并且服務(wù)單元管理器130接受這一發(fā)射。服務(wù)處理器304提取該數(shù)據(jù)、并且執(zhí)行先前所討論的位置分析，以建立客戶單元104的精確位置。在本領(lǐng)域中，眾所周知，客戶單元104的位置處理可以使用與服務(wù)器GPS接收機122的GPS數(shù)據(jù)的快照數(shù)據(jù)。
服務(wù)處理器304可以使用通過無線電發(fā)射156來準(zhǔn)確地建立客戶單元104的位置(見圖1)。服務(wù)器處理器304產(chǎn)生與客戶單元102有關(guān)的位置信息。該位置信息可以數(shù)字化編程位置信息包。服務(wù)識別器模塊312隨后產(chǎn)生并附加識別客戶單元102的唯一代碼。
服務(wù)載波檢測模塊308檢測在射頻信道上的無線電通信業(yè)務(wù)。如果在RF信道上存在著無線電通信業(yè)務(wù)，則發(fā)射機使能模塊310就防止發(fā)射機300工作。這就避免了RF的碰撞以及所引起的干擾。如果在RF信道上沒有存在這無線電通信業(yè)務(wù)，則發(fā)射機使能模塊310就使能發(fā)射機300通過無線電發(fā)射156向客戶單元102發(fā)射位置信息(見圖1)。于是，系統(tǒng)100允許在客戶單元102和服務(wù)單元120之間通過無線電發(fā)射156交換信息。同時，系統(tǒng)100可以防止另一個客戶單元102或服務(wù)單元120的不注意的發(fā)射，這種發(fā)射在所選擇的RF信道中已經(jīng)存在著其它RF通信量時可能會產(chǎn)生發(fā)射干擾。
再參照圖2，客戶單元102的RF接收機202接收所發(fā)射的位置信息包?？蛻魡卧R別模塊212檢測唯一的ID碼，該碼可以識別作為區(qū)分客戶單元102的位置信息包；還能解碼從位置信息中提取的位置信息包?？蛻魡卧?02的位置出現(xiàn)在用戶界面216。
系統(tǒng)100的操作正如圖4的流程圖所說明，在開始400，至少有一個客戶單元102(見圖1)和一個服務(wù)單元120是有效的。在步驟402，發(fā)出確定客戶單元102位置的請求。在一例實施例中，正如以上所討論的，客戶單元102的用戶可以通過用戶界面216人工請求位置(見圖2)。然而，在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員都能意識到，許多不同的技術(shù)都可以用于請求客戶位置。例如，客戶102可以預(yù)定的時間間隔自動地產(chǎn)生客戶位置請求。在另一實施例中，客戶單元102可以周期性地產(chǎn)生客戶位置的請求，除非用戶具有通過用戶界面216所產(chǎn)生的最新人工請求。
在還有一例實施例中，服務(wù)單元120可以在步驟402請求客戶位置。在該實施例中，服務(wù)單元120可以通過無線電發(fā)射156發(fā)射位置請求(見圖1)。在該實施例中，客戶單元102可以自動地響應(yīng)由服務(wù)單元120所發(fā)射的請求或者可以提示用戶能通過用戶界面216來激活客戶位置的請求。如果客戶單元102能夠自動響應(yīng)，則客戶單元102的位置就可以對用戶所透明的方式來確定。
在步驟402，與客戶位置的整個特殊請求無關(guān)，在步驟440，客戶單元102通過采集零碎的GPS信號來響應(yīng)該請求。正如以上所討論的，零碎的GPS數(shù)據(jù)可簡單地稱之為客戶單元10難以獨立地確定它自己位置的不充分和不完整的GPS數(shù)據(jù)。
在步驟406，客戶載波檢測模塊208(見圖3)監(jiān)測在所選擇RF信道上的RF通信量。在決定410，客戶單元102確定RF信道是否有效。如果RF信道不是有效(即，在RF信道上已經(jīng)存在無線電通信業(yè)務(wù))的，則決定410的結(jié)果是NO。在這種情況下，客戶單元102就返回到步驟406，并繼續(xù)監(jiān)測RF通信量，直至RF信道有效。如果RF信道是有效的，則決定410的結(jié)果是YES。在這種情況下，在步驟412，發(fā)射機使能模塊210就使能發(fā)射極200，以允許通過雙向無線電發(fā)射156來發(fā)射數(shù)字化的零碎GPS數(shù)據(jù)。
在步驟414，服務(wù)器處理器304使用與服務(wù)器GPS接收機122所提供的數(shù)據(jù)一起發(fā)射的數(shù)據(jù)，來準(zhǔn)確地確定客戶單元102的位置。
一旦客戶102的位置被準(zhǔn)確地確定，則服務(wù)器單元120就通過無線電發(fā)射156向客戶單元102發(fā)回位置信息。在步驟416，服務(wù)器載波檢測模塊308(見圖3)校驗在所選擇RF信道上的RF通信量。在決定420，系統(tǒng)確定RF信道是否有效。如果RF信道無效(即，在RF信道上已經(jīng)存在著其它無線電通信業(yè)務(wù))，則決定的結(jié)果為NO。在這種情況下，服務(wù)單元120就返回至步驟416，并繼續(xù)監(jiān)測RF通信量，直至RF信道有效。如果RF信道是有效的，則決定420的結(jié)果是YES。在這種情況下，在步驟422，服務(wù)發(fā)射機使能模塊210就使能服務(wù)發(fā)射極200，以允許通過無線電發(fā)射156來發(fā)射服務(wù)單元120的位置信息。一旦位置信息已經(jīng)發(fā)射之后，處理就在424結(jié)束。
這樣，系統(tǒng)100提供了服務(wù)器輔助技術(shù)，適用于使用在客戶器單元102和服務(wù)器單元120之間的射頻連接準(zhǔn)確地確定客戶的位置。
本領(lǐng)域的技術(shù)人士都會意識到，在上述所討論的背景下可以有其它一些變型?？蛻魡卧?02的位置請求可以起源于客戶單元102或服務(wù)單元120，在這種情況下，服務(wù)單元120就與所附加的唯一識別碼一起發(fā)射位置請求。具有所對應(yīng)ID碼的客戶單元102就通過快照來響應(yīng)，并且處理就依照上述討論所繼續(xù)，除非在服務(wù)器的用戶界面316上出現(xiàn)位置信息。如果服務(wù)器單元120初始化位置請求，就可以不需要提供客戶單元102的位置。在該實例中，就不需要執(zhí)行如圖4所示的處理416-422的步驟。
根據(jù)本發(fā)明原理，以及在上述各種實施例中，所討論的設(shè)備在許多應(yīng)用中都是非常有用的。例如，可以對出租車和送報者所攜帶的客戶單元進行編程，使之能自動進行快照，并以時間間隔來發(fā)射數(shù)據(jù)包，提供具有實時準(zhǔn)確位置信息的收報機。
對警察和其他搶救人員所攜帶的客戶單元也可以進行編程，使之能以周期性地進行快照，并存儲數(shù)據(jù)。在搶救的事件中，用戶可以發(fā)射最新快照的數(shù)據(jù)。這就消除了與快照流程有關(guān)的時間延遲，也能夠提供在該單元正處于GPS衛(wèi)星發(fā)身的完全陰影狀態(tài)(例如，在建筑物內(nèi))的重要信息。
很顯然，對本領(lǐng)域的技術(shù)人士來說，可以有許多適用于本發(fā)明的應(yīng)用，這些應(yīng)用都需要上述所討論的實施例的變化，并且這些變化可以認為在本發(fā)明的精神內(nèi)所包含的。
權(quán)利要求
1.一種服務(wù)器輔助位置檢測系統(tǒng)，其特征在于，它包括客戶全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器電路，用于接收來自GPS衛(wèi)星的第一組衛(wèi)星定位信號數(shù)據(jù)，所述第一組數(shù)據(jù)不足以獨立地建立客戶GPS接收機的位置；客戶發(fā)射機，用于發(fā)射第一組數(shù)據(jù)；客戶載波檢測模塊，用于檢測在射頻(RF)信道上的無線電通信業(yè)務(wù)；客戶發(fā)射使能模塊，用于在檢測到RF信道上不存在無線電通信業(yè)務(wù)時，啟用所述客戶發(fā)射機；服務(wù)器接收機，用于接收來自客戶發(fā)射機的第一組數(shù)據(jù)；以及服務(wù)器，它與服務(wù)接收機相耦合，并用來服務(wù)器接收機所接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行分析，所述服務(wù)器使用第一組數(shù)據(jù)和其它衛(wèi)星定位信號數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生與客戶GPS接收機的位置相關(guān)的位置信息。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還進一步包括其它GPS接收機電路，所述電路與所述服務(wù)器有關(guān)，以產(chǎn)生其它衛(wèi)星定位信號數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還進一步包括客戶識別模塊，用于產(chǎn)生識別客戶發(fā)射機的唯一代碼。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還進一步包括客戶處理器，其中，所述客戶載波檢測模塊和所述客戶發(fā)射使能模塊包含一系列由客戶處理器所執(zhí)行的程序指令。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還進一步包括服務(wù)器用戶界面模塊，它包括用于顯示位置信息的顯示屏和鍵盤。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述服務(wù)器用戶界面模塊包括用于指示位置信息的局部地圖的表示。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還進一步包括客戶接收機，用于接收位置信息；服務(wù)器發(fā)射機，用于向所述客戶接收機發(fā)射位置信息；服務(wù)器載波檢測模塊，用于檢測在RF信道上的無線電通信業(yè)務(wù)；以及服務(wù)器發(fā)射使能模塊，用于在RF信道上沒有檢測到無線電通信業(yè)務(wù)時，啟用所述服務(wù)器發(fā)射機，從而向所述客戶接收機發(fā)射位置信息。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，還進一步包括客戶用戶界面，它包括用于顯示位置信息的顯示器。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述客戶用戶界面進一步包括用于指示位置信息的局部地圖的表示。
10.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，還進一步包括基站處理器，其中，所述基站載波檢測模塊和基站發(fā)射使能模塊都包含由基站處理器所執(zhí)行的一系列程序指令。
11.一種服務(wù)器輔助位置檢測的方法，其特征在于，所述方法包括請求客戶單元的位置；根據(jù)所述位置請求，檢測在所述客戶單元處的多個衛(wèi)星全球定位信號；采集多個衛(wèi)星信號的片段；通過雙向無線電向服務(wù)器單元發(fā)射代表所采集的衛(wèi)星信號的數(shù)據(jù)包；通過分析所述衛(wèi)星信號的片段來確定所述客戶單元的位置；在用戶界面上顯示客戶單元的位置。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，向所述基站發(fā)送數(shù)據(jù)包包括觀察所選擇的射頻(RF)信道，以檢測在所選擇RF信道上所存在著的無線電通信業(yè)務(wù)；以及在不存在已有無線電通信業(yè)務(wù)的情況下，在所選擇的RF信道上，將所述數(shù)據(jù)包從所述客戶單元發(fā)送到所述服務(wù)器單元。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還進一步包括將識別數(shù)據(jù)添加到所發(fā)送的數(shù)據(jù)包上，所述識別數(shù)據(jù)提供所述客戶單元的唯一標(biāo)識。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還進一步包括觀察所選擇的射頻(RF)信道，以檢測在所選擇的RF信道上所存在著的無線電通信業(yè)務(wù)；以及在不存在無線電通信業(yè)務(wù)的情況下，在所選RF信道上將所述位置信息從所述服務(wù)器單元發(fā)送到所述客戶單元。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述位置請求起源于所述客戶單元，所述方法進一步包括通過雙向無線電向所述客戶單元發(fā)送代表所述位置的數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，向所述客戶單元發(fā)送所述位置數(shù)據(jù)包括將所述位置數(shù)據(jù)編成位置信息包；觀察所選擇的無線電(RF)信道，以檢測在所選擇的RF信道上所存在著的無線電通信業(yè)務(wù)；以及在不存在無線電通信業(yè)務(wù)的情況下，在所選擇的RF信道上，將所述位置信息包從所述服務(wù)器單元發(fā)送到所述客戶單元。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還進一步包括將識別數(shù)據(jù)添加到所述位置信息包上，所述識別數(shù)據(jù)提供了所述客戶單元的唯一標(biāo)識。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，檢測在所述客戶單元處的多個衛(wèi)星全球定位信號，并采集在接收到位置請求之前出現(xiàn)的信號片段。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，檢測在所述客戶單元處的多個衛(wèi)星全球定位信號并采集信號片段是定期進行的，并且其中，在接收請求步驟后將數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述服務(wù)器包含發(fā)射最新的數(shù)據(jù)包。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述用戶界面是所述客戶單元的一部分，并且顯示所述客戶單元的位置包括在顯示器上顯示所述位置。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還進一步包括顯示局部地圖，并且在所述局部地圖上顯示所述客戶單元的位置。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的原理，客戶單元(102)包括客戶GPS接收機(104)，它與雙向無線電收發(fā)機(108)和管理器(116)集成在一起，以達到執(zhí)行服務(wù)器輔助全球定位固定的目的，除非是在位置或狀態(tài)都使得輔助固定是不可能或不現(xiàn)實的情況下。也提供了包括與第二雙向無線電收發(fā)機(126)和服務(wù)管理器(130)有關(guān)的服務(wù)器單元(120)。第一和第二管理器(116和130)具有通信管理的功能，各自都包括用于檢測RF信道通信量的模塊和使能收發(fā)機(108和126)的發(fā)射機部分的模塊。該系統(tǒng)也可以提供了識別代碼，它可以與從客戶單元發(fā)送至基站的數(shù)據(jù)一起發(fā)送，以識別客戶單元。
文檔編號G01S19/25GK1556930SQ02806174
公開日2004年12月22日 申請日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月9日
發(fā)明者C·韋比爾, C 韋比爾 申請人:高通股份有限公司