專利名稱：在gps衛(wèi)星不可見區(qū)中使用gps和位置檢測器來確定終端位置的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星不可見區(qū)中使用GPS終端和多個位置檢測器(LD)來定位GPS終端的方法和系統(tǒng)；更具體地，本發(fā)明涉及一種GPS終端定位方法和系統(tǒng)，其中，允許每個LD發(fā)送多個LD導(dǎo)頻信號，從而從GPS衛(wèi)星不可見區(qū)中分離出可接收到LD導(dǎo)頻信號的LD導(dǎo)頻信號接收區(qū)，所述多個LD導(dǎo)頻信號是通過將預(yù)設(shè)的偏移量分別施加到在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中預(yù)先確定的定位偽噪聲碼而產(chǎn)生的。
背景技術(shù)：
隨著以萬維網(wǎng)為代表的互聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)開始得到關(guān)注，互聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)從包括社會、經(jīng)濟和政治視角的所有視角都給人類生活帶來了巨大變化?；ヂ?lián)網(wǎng)目前被視為日常生活的端口，從而無法想像沒有互聯(lián)網(wǎng)的生活。因此，超級高速公路通信網(wǎng)絡(luò)大行其道，從而在更好的環(huán)境下提供各種通信服務(wù)。
此外，為了提供能夠克服空間限制的通信服務(wù)，近來多個公司已開發(fā)出與無線互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)。無線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)指的是通過移動通信網(wǎng)絡(luò)提供互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的服務(wù)。無線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)是由個人終端的使用而產(chǎn)生的增強型個性化服務(wù)，因此，其是一種可基于用戶的移動性向用戶提供特定信息的服務(wù)。特別地，各種無線互連網(wǎng)服務(wù)中的基于位置的服務(wù)(LBS)受到了關(guān)注。
LBS指的是用于確定諸如蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)和筆記本個人計算機(PC)的各種便攜式終端的位置并提供與所確定的位置相關(guān)的附加信息的通信服務(wù)。由于移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、便攜式終端技術(shù)、信息處理技術(shù)(諸如地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和智能傳輸系統(tǒng)(ITS))、各種內(nèi)容相關(guān)的技術(shù)已逐漸整合，所以LBS有望創(chuàng)造爆炸性的需求。
為了使用這種LBS，必須確定無線通信終端的位置。用于確定無線通信終端的位置的技術(shù)被稱為位置確定技術(shù)(PDT)，該技術(shù)分為基于網(wǎng)絡(luò)型技術(shù)，其中使用基站接收信號；和基于手持機型技術(shù)，其中使用GPS信號。近來，已開發(fā)出混合型技術(shù)，其中將兩種類型的技術(shù)組合以增強定位精度。
基于網(wǎng)絡(luò)型技術(shù)的優(yōu)點在于，由于不需要在傳統(tǒng)蜂窩電話中增加新的模塊，所以無需開發(fā)新蜂窩電話的附加成本，而其缺點在于低精度，取決于無線基站的小區(qū)(cell)大小或者位置確定方案，其定位誤差達到大致500米至幾千米。因此，目前采用使用GPS信號的手持機型技術(shù)，通過進行無線通信來確定位置。
圖1是示意性地示出了使用GPS的GPS終端定位系統(tǒng)100的框圖。
使用GPS的終端定位系統(tǒng)100包括GPS衛(wèi)星群110、移動通信終端120、基站收發(fā)站(BTS)130、基站控制器(BSC)140、移動交換中心(MSC)150和位置確定實體(PDE)160。
GPS是通過使用在大約20000公里的高度繞地球運行的24顆GPS衛(wèi)星110來確定世界上任何部分的位置的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS使用1.5GHz波段的無線電波并具有控制中心(諸如地面上的控制站)，來收集從GPS衛(wèi)星發(fā)送的信息并且用于使與GPS衛(wèi)星群110進行通信的信號同步。
GPS衛(wèi)星群110用于檢測GPS中的各移動通信終端120的位置。GPS衛(wèi)星群110設(shè)置有24顆衛(wèi)星，用于通過載波向移動通信終端120連續(xù)地發(fā)送計算移動通信終端120的位置所需的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，其中21顆衛(wèi)星用于執(zhí)行導(dǎo)航處理，而提供3顆衛(wèi)星作為額外的衛(wèi)星。
通常，使用三角測量(triangulation)法，通過使用GPS來確定具體位置。為了使用GPS來確定位置，至少需要四顆GPS衛(wèi)星110，其中三顆衛(wèi)星執(zhí)行三角測量而另一顆衛(wèi)星用作測量定時誤差的觀測衛(wèi)星。具體地，因為在GPS中已預(yù)先知道了三顆衛(wèi)星的各自位置，所以應(yīng)該測量衛(wèi)星和GPS接收器之間的距離，以執(zhí)行GPS接收器的定位處理。各個衛(wèi)星發(fā)送無線電波的發(fā)送時刻和GPS接收器接收到所發(fā)送的無線電波的接收時刻之間的間隔可以用來計算各衛(wèi)星和GPS接收器之間的距離?？梢詫⑷缟纤鲇嬎愠龅拈g隔稱為電波傳送間隔，將其乘以光速來計算各衛(wèi)星和GPS接收器之間的距離。
移動通信終端120包括GPS接收器等以從GPS衛(wèi)星110接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)。BTS 130、BSC 140和MSC 150執(zhí)行諸如GPS時鐘分配和GPS數(shù)據(jù)發(fā)送/接收的其他功能以及傳統(tǒng)的呼叫處理功能。
PDE 160從移動通信終端120接收諸如移動終端120的緯度和經(jīng)度坐標(biāo)的位置信息，計算移動通信終端120的位置，并將計算出的位置信息發(fā)送到提供各種基于位置的服務(wù)的基于位置的服務(wù)(LBS)平臺(未示出)。
這種使用GPS的定位方法的優(yōu)點在于，人人都可以自由地使用該方法，沒有用戶數(shù)量的限制，可以實時連續(xù)地執(zhí)行定位處理，并且可以進行具有相當(dāng)高精度的位置確定。
然而，因為位置確定路徑是多徑的并且可見的衛(wèi)星可能不足，所以GPS定位方法的缺點在于，存在對位置確定能力的限制，在市中心尤其如此。此外，在例如隧道或建筑內(nèi)或建筑的地下(沒有到達其中的無線電波)的無法看到任何衛(wèi)星的衛(wèi)星不可見區(qū)中，幾乎不可能進行位置確定，并且取決于從GPS接收器顯示的衛(wèi)星群，位置確定可能產(chǎn)生更大誤差。此外，作為GPS接收器第一次確定其位置所需的引導(dǎo)時間(lead time)的TTFF(首次固定時間)，有時花費大約幾分鐘至幾十分鐘或更久，這可能對基于位置的無線互聯(lián)網(wǎng)用戶造成不便。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種GPS終端定位方法和系統(tǒng)，其中，使各LD能夠發(fā)送多個LD導(dǎo)頻信號(所述LD導(dǎo)頻信號是通過將預(yù)設(shè)的偏移量分別施加到在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中預(yù)先確定的定位偽噪聲碼上而產(chǎn)生的)，從而從GPS衛(wèi)星不可見區(qū)中分離出在其可接收到LD導(dǎo)頻信號的LD導(dǎo)頻信號接收區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種在全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星不可見區(qū)中定位GPS終端的方法，其使用GPS終端；多個位置檢測器(LD)，用于分別施加和發(fā)送偏移量；位置確定實體(PDE)，用于控制GPS終端的位置確定；和LD映射服務(wù)器，其包括位置信息數(shù)據(jù)庫，所述方法包括以下步驟(a)使接收到定位請求的GPS終端獲得基站收發(fā)站或轉(zhuǎn)發(fā)器的基準導(dǎo)頻信號以及在LD處產(chǎn)生的LD導(dǎo)頻信號；(b)如果接收到的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號的強度不小于預(yù)定值，則將與所述基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到PDE；(c)根據(jù)發(fā)送到PDE的與所述基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息，計算基于碼片(chip)的偽噪聲碼的相位；(d)如果在步驟(c)計算出的偽噪聲碼的相位是為了位置確定而分配的定位偽噪聲碼之一的相位，則將所述偽噪聲碼的相位發(fā)送到LD映射服務(wù)器；以及(e)使用所述偽噪聲碼的相位獲得與所述GPS終端有關(guān)的位置信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星不可見區(qū)中的GPS終端定位系統(tǒng)，其包括多個位置檢測器(LD)，用于將預(yù)設(shè)的偏移量施加到在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中預(yù)先確定的定位偽噪聲碼上，以產(chǎn)生并發(fā)送LD導(dǎo)頻信號；GPS終端，如果接收到定位請求，則GPS終端獲取基站收發(fā)站和轉(zhuǎn)發(fā)器的基準導(dǎo)頻信號以及所述LD導(dǎo)頻信號，以及如果接收到的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號的強度不小于預(yù)定值，則GPS終端發(fā)送與所述基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息；位置確定實體(PDE)，用于根據(jù)從所述GPS終端接收到的與基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息來計算基于碼片的偽噪聲碼的相位，以及如果計算出的偽噪聲碼的相位是定位偽噪聲碼之一的相位，則發(fā)送計算出的偽噪聲碼的相位；和LD映射服務(wù)器，用于通過使用從PDE接收到的偽噪聲碼的相位來產(chǎn)生所述GPS終端的位置信息。


根據(jù)以下結(jié)合附圖給出的對優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的以上和其他目的和特征將變得顯而易見，在附圖中
圖1是示意性地示出了使用全球定位系統(tǒng)(GPS)的傳統(tǒng)GPS終端定位系統(tǒng)的框圖；圖2是示意性地示出了使用短偽噪聲碼對各個基站彼此進行區(qū)分的原理；圖3是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用GPS終端和多個位置檢測器(LD)的GPS終端定位系統(tǒng)的框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的為各個LD建立唯一標(biāo)識符的示例；以及圖5是示出了使用GPS終端和多個LD的GPS終端定位處理的流程圖。
具體實施例方式
在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。這里，在各個附圖中，相同的標(biāo)號表示相同的部分。此外，要注意的是，如果對已知部分或功能的詳細描述會使本發(fā)明的技術(shù)要點模糊，則將會省略對這些部分或功能的描述。
碼分多址(CDMA)移動通信使用沃爾什(Walsh)碼、長偽噪聲碼和短偽噪聲碼來進行信道分配、語音編碼和擴頻。Walsh碼是用來使移動通信終端能夠識別基站在正向信道中發(fā)送的各個信道的正交擴頻碼，而長偽噪聲碼用來使基站能夠識別反向信道中的各個用戶。此外，短偽噪聲碼用來使移動通信終端能夠識別各個基站。
圖2是一示意圖，其中短偽噪聲碼用來使得能夠識別各個基站。
短偽噪聲碼使用正交擴頻，并且在CDMA移動通信中，使用這種短偽噪聲碼的時間偏移量來彼此區(qū)分各個基站。因為在CDMA移動通信中每個基站及其相鄰基站都使用相同的頻率，所以可以使用短偽噪聲碼的偏移量來區(qū)分各基站與其相鄰基站。換言之，每個基站都具有基于世界時間坐標(biāo)(UTC)的碼產(chǎn)生定時，該碼產(chǎn)生定時在時間上與其相鄰基站的碼產(chǎn)生定時不同，從而可以將基站彼此區(qū)分開。如果兩個相鄰基站之間的偏移量(即時間位移)太小，則由于多徑衰減，無法有效地彼此區(qū)分這兩個相鄰基站。因此，在各基站與其相鄰基站之間必須有相當(dāng)大的偏移量。
如圖2所示，在相對于基準時間延遲了10×64個碼片的時刻產(chǎn)生第0基站中的短偽噪聲碼，而在相對于基準時間延遲了18×64個碼片的時刻產(chǎn)生第1基站中的短偽噪聲碼。這種短偽噪聲碼的產(chǎn)生時刻是指該短偽噪聲碼的偏移量，可以根據(jù)基站的不同的偏移量將它們彼此區(qū)分開。
通過正向信道的導(dǎo)頻信道連續(xù)地廣播短偽噪聲碼，而各終端在其中具有硬件(短偽噪聲碼產(chǎn)生器)，從而終端可以從基站接收與短偽噪聲碼相關(guān)的信號，并且產(chǎn)生并發(fā)送與包括在所接收到的信號中的短偽噪聲碼相同的短偽噪聲碼。短偽噪聲碼的產(chǎn)生周期對應(yīng)于大約26.67毫秒，并且其產(chǎn)生時鐘為1.2288Mcps(百萬碼片每秒)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用GPS終端和多個位置檢測器的終端定位系統(tǒng)的示意性框圖。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的終端定位系統(tǒng)可以包括GPS終端300、多個位置檢測器(LD)302、轉(zhuǎn)發(fā)器304、基站收發(fā)站(BTS)306、基站控制器(BSC)308、移動交換中心(MSC)310、信令傳送點(STP)312、位置確定實體(PDE)314、移動定位中心(MPC)316、LD映射服務(wù)器318、位置信息數(shù)據(jù)庫(DB)320和基于位置的服務(wù)(LBS)平臺322。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的GPS終端300如果接收到諸如搜索好友的定位請求就會開始通信。在此情況下，GPS終端300從BTS 306或轉(zhuǎn)發(fā)器304獲取基準導(dǎo)頻信號并獲取多個LD導(dǎo)頻信號，所述LD導(dǎo)頻信號為各個LD 302所固有。在此情況下，所述基準導(dǎo)頻信號或各個LD導(dǎo)頻信號的強度應(yīng)該不小于預(yù)定值，以被GPS終端300獲取，其中本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的預(yù)定值實質(zhì)上是導(dǎo)頻丟棄閾值(T_DROP)。在GPS終端300接收到其強度不小于T_DROP的基準導(dǎo)頻信號或各LD導(dǎo)頻信號之后，GPS終端300將與所接收到的基準導(dǎo)頻信號或所接收到的LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息通過BTS 306、BSC 308、MSC 310等發(fā)送到PDE 314。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的GPS終端300具有并入了被稱為“gpsOne”的GPS定位功能且安裝在MSM 3300(即，高通(Qualcomm)制造的CDMA調(diào)制解調(diào)器芯片)上的芯片，從而GPS終端300可以實現(xiàn)使用來自BTS 306或衛(wèi)星的GPS信號進行快速精確的位置確定以及使用CDAM自身進行數(shù)據(jù)通信。
另一方面，優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的GPS終端300從以下設(shè)備中選出個人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、個人通信服務(wù)(PCS)電話、手持式個人計算機(PC)、全球移動系統(tǒng)(GSM)電話、寬帶CDMA(W-CDMA)電話、演進一只是數(shù)據(jù)(EV-DO)電話、演進數(shù)據(jù)和語音(EV-DV)電話、移動寬帶系統(tǒng)(MBS)電話等。MBS電話指的是在爭論中或正在討論的第四代系統(tǒng)中使用的電話。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的各LD 302通過將預(yù)定的偏移量施加到在CDMA系統(tǒng)中預(yù)先確定的定位偽噪聲碼中來產(chǎn)生LD導(dǎo)頻信號，并將其發(fā)送。
為了使用用來彼此區(qū)分BTS 306的短偽噪聲碼的偏移量，從而在其中接收不到GPS信號的建筑內(nèi)確定位置，應(yīng)該在CDMA系統(tǒng)中預(yù)先確定幾個特定的偽噪聲碼。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的各LD 302將64個碼片內(nèi)的特定偏移量添加到在CDMA系統(tǒng)中預(yù)先確定的定位偽隨機碼中，然后將添加的結(jié)果作為LD導(dǎo)頻信號進行發(fā)送。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中接收到了LD導(dǎo)頻信號的幾個區(qū)域可以通過將添加了這種偏移量的LD導(dǎo)頻信號進行組合來區(qū)分，從而可以確定建筑中的位置。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的LD 302將為位置確定而預(yù)先確定的至少兩個偽噪聲碼選為定位偽噪聲碼，并將64個碼片內(nèi)的基于碼片的偏移量添加到各個定位偽噪聲碼中。之后，將描述為兩個位置偽噪聲分配偏移量的情形。
如果兩個定位偽噪聲碼是PN1和PN2，則通過向各個定位偽噪聲碼添加偏移量而獲得的兩個LD導(dǎo)頻信號可以分別被表示為PN1+偏移量1和PN2+偏移量2，其中PN1和PN2彼此不同。因為每個偽噪聲碼的最大變化對應(yīng)于64個碼片，所以偏移量1和偏移量2之間的差最多為128個碼片。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，偏移量1和偏移量2之間的差成為用于對幾個LD 302進行彼此區(qū)分的唯一標(biāo)識符(ID)，為了唯一地分配偏移量1和偏移量2之間的差，必須確定偏移量1和偏移量2的組合。此外，考慮到由多徑產(chǎn)生的衰減現(xiàn)象，偏移量1和偏移量2必須具有大于預(yù)設(shè)值的裕度。
同時，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的GPS終端300接收基準導(dǎo)頻信號和LD導(dǎo)頻信號，其中，轉(zhuǎn)發(fā)器304已通過BTS 306擴頻了基準導(dǎo)頻信號，LD導(dǎo)頻信號已經(jīng)由LD 302發(fā)送。因為從LD 302發(fā)送的LD導(dǎo)頻信號僅用于位置確定，所以用比實際用于呼叫通信的基準導(dǎo)頻信號弱的強度來發(fā)送LD導(dǎo)頻信號，以從活動集(active set)中排除LD導(dǎo)頻信號。換言之，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的從LD 302發(fā)送的LD導(dǎo)頻信號的強度不小于T_DROP，但是小于基準導(dǎo)頻信號的強度。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的各個LD 302，其與轉(zhuǎn)發(fā)器304相連接，從而將要在轉(zhuǎn)發(fā)器304中擴頻的基準導(dǎo)頻信號和從各LD 302發(fā)送來的LD導(dǎo)頻信號同時發(fā)送到GPS終端300。然而，也可以使根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的LD 302執(zhí)行擴頻功能，從而它可以安裝在遠離轉(zhuǎn)發(fā)器304的建筑等之內(nèi)。
如果BTS 306或GPS終端300接收到的信號非常弱，則根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的轉(zhuǎn)發(fā)器304提取該弱信號，用低噪聲放大器放大所提取的弱信號，并通過再放大天線再次發(fā)射經(jīng)放大的信號，從而支持發(fā)送/接收弱信號。如上所述，可以將根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的LD 302構(gòu)造為并入了這種轉(zhuǎn)發(fā)器304的功能的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的BTS 306是一種通過基帶信號處理、固定移動置換(fixed mobile substitution)、無線信號發(fā)送/接收等而與GPS終端300進行直接通信的網(wǎng)絡(luò)端點設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的BTS306將基準導(dǎo)頻信號以及為位置確定而建立的偽噪聲碼分別發(fā)送到轉(zhuǎn)發(fā)器304和LD 302，并將與從GPS終端300接收到的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到BSC 308。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的BSC 308控制BTS 306并執(zhí)行以下相關(guān)功能為GPS終端300分配/釋放RF(射頻)信道；控制GPS終端300和BTS 306之間的發(fā)送功率；單元間的軟/硬切換(handoff)決策；碼轉(zhuǎn)換/聲音編碼；GPS時鐘分配；對BTS 306的操作/維護等。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的BSC 308將與從BTS 306接收到的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到MSC 310。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于GPS終端300的定位系統(tǒng)支持同步和異步模式。同步模式下的BTS 306和BSC 308分別對應(yīng)于異步模式下的無線收發(fā)器子系統(tǒng)(RTS)和無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)不限于此，而是可包括不同于CDMA網(wǎng)絡(luò)的全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)，以及以后將會實現(xiàn)的第四代移動通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的MSC 310執(zhí)行能夠使移動通信網(wǎng)絡(luò)有效工作的管理功能以及對GPS終端300的呼叫請求的交換功能。換言之，MSC310執(zhí)行GPS終端300的基本和輔助業(yè)務(wù)處理、用戶的來電和去電處理、位置登記處理、切換處理、與其他網(wǎng)絡(luò)進行鏈接的功能等。IS-95A/B/C系統(tǒng)的MSC 310包括多個子系統(tǒng)，即接入交換子系統(tǒng)(ASS)，用于執(zhí)行分布式呼叫處理；互連網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(INS)，用于執(zhí)行集中式呼叫處理；中心控制子系統(tǒng)(CCS)，用于處理集中式操作和維護功能；位置登記子系統(tǒng)(LRS)，用于存儲和管理關(guān)于移動用戶的信息；等等。第三和第四代移動通信系統(tǒng)的MSC 310可包括異步傳輸模式(ATM)交換系統(tǒng)(未示出)，由于基于單元(cell)的包傳輸，ATM交換系統(tǒng)可以提高傳輸速率和平均線路占用率。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的MSC 310接收經(jīng)由BTS 306和BSC 308發(fā)送的與基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息，并將其發(fā)送到PDE 314。
STP 312是用于根據(jù)ITU-T(國際電信聯(lián)盟-電信標(biāo)準化部)的公共信道信令系統(tǒng)(CCSS)來對信令消息進行中繼和交換的信號中繼站。通過使用STP 312而構(gòu)建的信令網(wǎng)絡(luò)在異步模式下工作，其中，呼叫線路與信令鏈路不對應(yīng)。此外，可以通過具有呼叫線路的STP 312來發(fā)送各個信令，從而提高了經(jīng)濟效率和可靠性。此外，當(dāng)無法轉(zhuǎn)換或中繼信令消息時，STP 132可以用來將信令消息通知給另一MSC 310。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的PDE 314根據(jù)與經(jīng)由BTS 306、BSC 308和MSC 310發(fā)送的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息，來計算基于碼片的偽噪聲碼的相位。在此情況下，使用由臨時標(biāo)準(IS)-801-1協(xié)議定義的參數(shù)，來執(zhí)行將與從GPS終端300接收的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息上傳到PDE 314的過程。因為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的GPS終端300安裝有其中包括GPS定位功能的芯片，所以在IS-801-1協(xié)議下不僅不需要修改GPS終端300的軟件，而且不需要修改CDMA系統(tǒng)中的呼叫流程，從而使系統(tǒng)的應(yīng)用處理變得簡單。
當(dāng)使用這種IS-801-1技術(shù)標(biāo)準來執(zhí)行定位處理時，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的GPS終端300在與PDE 314相關(guān)的呼叫流程期間使用在IS-801-1標(biāo)準中定義的多個消息之中的“provide_pilot_phase_measurement(提供導(dǎo)頻相位測量)”消息，來將與基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到PDE 314。包括在“provide_pilot_phase_measurement”消息中的與基準導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息可以包括基準導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位、基準導(dǎo)頻信號的強度、相位的測量誤差等，而與LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息可以包括LD導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位、LD導(dǎo)頻信號的強度、測量誤差等。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的從GPS終端300發(fā)送來的基準導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位以及LD導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位是基于1/16個碼片進行測量和發(fā)送的。因此，PDE 314將基準導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位和LD導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位除以16，來計算基于碼片的偽噪聲碼的相位。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的PDE 314確定基于碼片計算的偽噪聲碼的相位是否是定位偽噪聲碼的相位，如果是，則PDE 314將計算出的偽噪聲碼相位發(fā)送到LD映射服務(wù)器318。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的MPC 316鏈接到PDE 314，從而MPC 316可以執(zhí)行路由功能，該路由功能用于將在PDE 314和LD映射服務(wù)器318中計算出的GPS終端300的位置信息等發(fā)送到提供多個基于位置的服務(wù)的多個LBS平臺322。LBS平臺322指的是一種用于向各種通信終端提供基于位置的服務(wù)的應(yīng)用服務(wù)器。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的LD映射服務(wù)器318使用從PDE 314接收的偽噪聲碼的相位，來產(chǎn)生與GPS終端300有關(guān)的位置信息。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的LD映射服務(wù)器318包括位置信息數(shù)據(jù)庫320，其中位置信息數(shù)據(jù)庫320將添加到在各LD 302中產(chǎn)生的多個LD導(dǎo)頻信號的偏移量的差存儲為數(shù)據(jù)庫，其中每個偏移量的差與其位置信息相對應(yīng)，該位置信息包括其對應(yīng)建筑的地址、名稱、樓層或其代表性店鋪。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的LD映射服務(wù)器318使用從PDE 314接收的偽噪聲碼的相位，從位置信息數(shù)據(jù)庫320中搜索與其相位差相對應(yīng)的LD302的唯一ID(標(biāo)識符)，并用與對應(yīng)建筑、地鐵等相關(guān)的建筑內(nèi)信息來處理該唯一ID，將經(jīng)處理的信息發(fā)送到PDE 314。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的建立各LD 302的唯一標(biāo)識符的示例。
如圖4所述，第一位置檢測器(LD1)發(fā)送PN510+10個碼片和PN512+20個碼片的LD導(dǎo)頻信號，而第二位置檢測器(LD2)發(fā)送PN510+10個碼片和PN512+30個碼片的LD導(dǎo)頻信號。PN510和PN512是在CDMA系統(tǒng)中預(yù)先確定的定位偽噪聲碼，而10個碼片、20個碼片和30個碼片是在LD 302中施加的偏移量。LD1的唯一ID具有10個碼片的相位差，即20個碼片-10個碼片，而LD2的唯一ID具有20個碼片的相位差，即30個碼片-10個碼片。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，為各個位置檢測器302唯一地建立這種標(biāo)識符，從而每個建筑、地鐵站等都會設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的對應(yīng)位置檢測器302，因此，可以在衛(wèi)星不可見區(qū)中搜索位置。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的使用GPS終端和多個位置檢測器的GPS終端定位處理的流程圖。
首先，如果接收到諸如好友搜索服務(wù)的定位請求，則GPS終端300能夠開始與基于位置的系統(tǒng)(LBS)的通信。在步驟S500，GPS終端300獲得BTS 306或轉(zhuǎn)發(fā)器304的基準導(dǎo)頻信號以及從LD 302產(chǎn)生的LD導(dǎo)頻信號。
在步驟S502，確定在GPS終端300中獲得的基準導(dǎo)頻信號或各LD導(dǎo)頻信號是否小于T_DROP。在步驟S504，通過使用IS-801-1消息中的“Provide_Pilot_Phase_Measurement”消息，將與不小于T_DROP的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到PDE 314。所發(fā)送的與各個導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息包括所接收的導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位、所接收的導(dǎo)頻信號的強度、在相位測量中獲得的測量誤差等。根據(jù)CDMA技術(shù)標(biāo)準的偽噪聲碼在0個碼片到32767.9357個碼片(大約32768個碼片)的范圍內(nèi)。因為各個CDMA BTS使用彼此隔開了64個碼片的偽噪聲碼的相位，所以偽噪聲碼總計在1到512的范圍內(nèi)。因為GPS終端300基于1/16個碼片來測量和發(fā)送各個導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位，所以用0到524288(32768×16)范圍內(nèi)的值來發(fā)送導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位。因此，為了使用所發(fā)送的偽隨機碼的相位來計算基于碼片的偽噪聲碼的相位，必須將發(fā)送的偽噪聲碼的相位除以16，并且為了獲得其對應(yīng)的偽噪聲碼，必須將已經(jīng)除以16的偽噪聲碼的相位再除以64。
在步驟S506，PDE 314根據(jù)使用“Provide_Pilot_Phase_Measurement”消息而接收的與基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息，來計算基于碼片的偽噪聲碼的相位。如上所述，通過將所接收的偽噪聲碼的相位除以16可以獲得基于碼片的偽噪聲碼的相位。
在步驟S508，PDE 314確定是否存在這樣的為位置確定而分配的定位偽噪聲碼的相位，其與各所計算出的基于碼片的偽噪聲碼的相位相同。如果存在相同的定位偽噪聲碼的相位，則在步驟S510，PDE 314將該定位偽噪聲碼的相位發(fā)送到具有位置信息數(shù)據(jù)庫320的LD映射服務(wù)器318。
在步驟S512，LD映射服務(wù)器318使用從PDE 314接收到的偽噪聲碼的相位，從位置信息數(shù)據(jù)庫320中搜索與這種偽噪聲碼的相位之間的差相對應(yīng)的LD 302的唯一ID，并用與對應(yīng)的建筑、地鐵等相關(guān)的建筑內(nèi)信息來處理該唯一ID，將經(jīng)處理的信息發(fā)送到PDE 314。位置信息數(shù)據(jù)庫320存儲有添加到由LD 302產(chǎn)生的多個LD導(dǎo)頻信號的各個偏移量差，其中所述各個偏移量差對應(yīng)于包括對應(yīng)的建筑地址、名稱、樓層號或代表性店鋪的位置信息，從而可以在衛(wèi)星不可見區(qū)中搜索位置。
如上所述，因為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的GPS終端300包括并入了稱為“gpsOne”的GPS定位功能的芯片，所以根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的GPS終端300可以用來以使用GPS衛(wèi)星(未示出)的輔助全球定位系統(tǒng)(A-GPS)算法或者傳統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(C-GPS)算法來進行位置確定。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，GPS終端300基于接收的GPS衛(wèi)星信息用A-GPS算法或C-GPS算法來進行位置確定，如果無法執(zhí)行上述位置確定，則GPS終端300可以通過如圖5所示的S500至S512的過程來進行位置確定。在根據(jù)這種實施例的系統(tǒng)中，還包括另一GPS衛(wèi)星(未示出)，用于向GPS終端300發(fā)送使用A-GPS算法或C-GPS算法計算GPS終端300的位置所需的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，即使在接收不到GPS信號或者GPS信號太弱從而難以確定用戶的精確位置的內(nèi)部空間或地下，也可以檢測移動通信終端的位置，而無需諸如GPS系統(tǒng)的額外系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的優(yōu)點是通過在內(nèi)部空間的期望位置處安裝另外的LD，能夠有效地實現(xiàn)諸如樓層差別的不重要位置確定以及通過其的基于位置的服務(wù)。
同時，如果從本發(fā)明的LD發(fā)送的信號是強度不小于T_DROP的電場信號，則GPS終端可以檢測到該信號以進行位置確定，從而允許縮小位置檢測器模塊的尺寸。
雖然本發(fā)明是參照優(yōu)選實施例顯示和描述的，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行各種改變和變型。
權(quán)利要求
1.一種使用以下設(shè)備在全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星不可見區(qū)中定位GPS終端的方法GPS終端；多個位置檢測器(LD)，用于分別施加和發(fā)送偏移量；位置確定實體(PDE)，用于控制GPS終端的位置確定；和LD映射服務(wù)器，其包括位置信息數(shù)據(jù)庫，所述方法包括以下步驟(a)使接收到定位請求的GPS終端獲得基站收發(fā)站或轉(zhuǎn)發(fā)器的基準導(dǎo)頻信號以及在LD處產(chǎn)生的LD導(dǎo)頻信號；(b)如果接收到的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號的強度不小于預(yù)定值，則將與所述基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到PDE；(c)根據(jù)發(fā)送到PDE的與所述基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息，計算基于碼片的偽噪聲碼的相位；(d)如果在步驟(c)計算出的偽噪聲碼的相位是為位置確定而分配的定位偽噪聲碼之一的相位，則將所述偽噪聲碼的相位發(fā)送到LD映射服務(wù)器；以及(e)使用所述偽噪聲碼的相位獲得與所述GPS終端有關(guān)的位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述定位偽噪聲碼是在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中預(yù)先確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，預(yù)先確定至少兩個定位偽噪聲碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過將偏移量施加到所述定位偽噪聲碼上而產(chǎn)生LD導(dǎo)頻信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個偏移量都不大于64個碼片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，如果預(yù)先確定了兩個定位偽噪聲碼，則要添加到LD導(dǎo)頻信號中的各偏移量之間的差不大于128個碼片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，要添加到由各個LD產(chǎn)生的LD導(dǎo)頻信號中的各偏移量之間的差對應(yīng)于用于將所述各LD與其他LD相區(qū)分的唯一標(biāo)識符。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，以比基準導(dǎo)頻信號的強度低的強度發(fā)送LD導(dǎo)頻信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)，GPS終端使用由臨時標(biāo)準(IS)-801-1標(biāo)準定義的“Provide_Pilot_Phase_Measurement”消息，將與基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到PDE。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)，所述預(yù)定值為T_DROP。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)，從GPS終端發(fā)送的與基準導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息是基準導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位、基準導(dǎo)頻信號的強度以及偽噪聲碼的相位的測量誤差中的至少一個。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從GPS終端發(fā)送的與LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息是各LD導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位、各LD導(dǎo)頻信號的強度以及偽噪聲碼的相位的測量誤差中的至少一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，基于1/16個碼片來測量和發(fā)送所述相位。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述位置信息數(shù)據(jù)庫中，要添加到由各LD產(chǎn)生的LD導(dǎo)頻信號中的各偏移量之間的差對應(yīng)于位置信息，該位置信息包括對應(yīng)建筑的地址、名稱、樓層或代表性店鋪。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述GPS終端包括個人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、個人通信服務(wù)(PCS)電話、手持式個人計算機(PC)、全球移動系統(tǒng)(GSM)電話、寬帶CDMA(W-CDMA)電話、演進-只有數(shù)據(jù)(EV-DO)電話、演進數(shù)據(jù)和語音(EV-DV)電話以及移動寬帶系統(tǒng)(MBS)電話。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，PDE通過使用從GPS終端接收的GPS衛(wèi)星信息用A-GPS算法進行位置確定，如果無法進行該位置確定，則執(zhí)行步驟(a)至(e)。
17.一種在全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星不可見區(qū)中定位GPS終端的系統(tǒng)，其包括多個位置檢測器(LD)，用于將預(yù)設(shè)偏移量施加到在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中預(yù)先確定的定位偽噪聲碼上，以產(chǎn)生并發(fā)送LD導(dǎo)頻信號；GPS終端，如果接收到定位請求，則該GPS終端獲取基站收發(fā)站或轉(zhuǎn)發(fā)器的基準導(dǎo)頻信號并獲取所述LD導(dǎo)頻信號，以及如果接收到的基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號的強度不小于預(yù)定值，則GPS終端發(fā)送與所述基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息；位置確定實體(PDE)，用于根據(jù)從所述GPS終端接收到的與基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息來計算基于碼片的偽噪聲碼的相位，以及如果計算出的偽噪聲碼的相位是定位偽噪聲碼之一的相位，則發(fā)送計算出的偽噪聲碼的相位；和LD映射服務(wù)器，用于通過使用從PDE接收到的偽噪聲碼的相位來產(chǎn)生所述GPS終端的位置信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，預(yù)先確定至少兩個定位偽噪聲碼。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，每個偏移量都不大于64個碼片。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，如果預(yù)先確定了兩個定位偽噪聲碼，則要添加到LD導(dǎo)頻信號中的各偏移量之間的差不大于128個碼片。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，要添加到由各個LD產(chǎn)生的LD導(dǎo)頻信號中的各偏移量之間的差對應(yīng)于用于將所述各LD與其他LD相區(qū)分的唯一標(biāo)識符。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，以比基準導(dǎo)頻信號的強度低的強度發(fā)送LD導(dǎo)頻信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，GPS終端使用由臨時標(biāo)準(IS)-801-1標(biāo)準定義的“Provide_Pilot_Phase_Measurement”消息，將與基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到PDE。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定值為T_DROP。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，從GPS終端發(fā)送的與基準導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息是基準導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位、基準導(dǎo)頻信號的強度以及偽噪聲碼的相位的測量誤差中的至少一個。
26.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，從GPS終端發(fā)送的與LD導(dǎo)頻信號的信息是各LD導(dǎo)頻信號的偽噪聲碼的相位、各LD導(dǎo)頻信號的強度以及偽噪聲碼的相位的測量誤差中的至少一個。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的系統(tǒng)，其中，基于1/16個碼片來測量和發(fā)送所述相位。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，LD映射服務(wù)器包括位置信息數(shù)據(jù)庫，在該位置信息數(shù)據(jù)庫中，要添加到由各LD產(chǎn)生的LD導(dǎo)頻信號中的各偏移量之間的差對應(yīng)于位置信息，該位置信息包括對應(yīng)建筑的地址、名稱、樓層或代表性店鋪。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述GPS終端包括個人數(shù)字助(PDA)、蜂窩電話、個人通信服務(wù)(PCS)電話、手持式個人計算機(PC)、全球移動系統(tǒng)(GSM)電話、寬帶CDMA(W-CDMA)電話、演進-只有數(shù)據(jù)(EV-DO)電話、演進數(shù)據(jù)和語音(EV-DV)電話以及移動寬帶系統(tǒng)(MBS)電話。
30.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括GPS衛(wèi)星，用于向GPS終端發(fā)送使用A-GPS算法或C-GPS算法來計算GPS終端的位置所需的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種通過使用映射服務(wù)器，包括移動終端、位置檢測器、PDE和數(shù)據(jù)庫而在GPS衛(wèi)星不可見區(qū)中尋找GPS終端的位置的方法，所述方法包括以下步驟(a)獲得基站或轉(zhuǎn)發(fā)器的基準導(dǎo)頻信號以及來自位置檢測器的LD導(dǎo)頻信號；(b)如果確定出所述基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號的強度大于預(yù)定值，則將與所述基準導(dǎo)頻信號或LD導(dǎo)頻信號有關(guān)的信息發(fā)送到PDE；(c)根據(jù)PSMM計算每碼片的偽噪聲碼的相位值；(d)如果在步驟(c)計算出的偽噪聲碼的相位值被確定為是用于位置檢測的偽噪聲碼的相位值，則將所述偽噪聲碼的相位值發(fā)送到LD映射服務(wù)器；以及(e)使用在步驟(d)發(fā)送的偽噪聲碼的相位值來獲得所述GPS終端的位置信息。
文檔編號G01S19/48GK1906498SQ200480040656
公開日2007年1月31日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者韓圭永, 任鐘太, 莘星浩, 李載文, 全相春, 趙成敏 申請人:Sk電信有限公社