专利名称：用于具有定位能力的用户单元的辅助技术的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及定位系统，且更具体来说涉及无线通信系统的移动用户单元所用定位辅助信息的计算。
背景技术：
全球定位系统(GPS)是一种设计用于在全世界几乎任何地方提供位置信息的卫星导航系统。GPS由美国国防部开发，且当前包括一由二十四颗作业卫星组成的群集。其他类型的卫星定位系统包括广域差分系统(WAAS)、由俄罗斯联邦部署的全球导航卫星系统，及由欧洲联盟策划的伽利略系统。
人们已设计出各种接收器来解码从定位卫星发射的信号以用于测定各个接收器在地球表面上或靠近地球表面的位置的目的。为了解密所述信号并计算最终位置，所述接收器从在其所视线内的特定卫星获取信号并随后测量和跟踪所接收的信号且从所述信号中恢复导航数据。
通过准确地测量距三个不同卫星的距离，所述接收器能够对其位置进行三角测量，例如求解纬度、经度和高度。所述接收器通过测量每一信号从各个卫星运行到达所述接收器所花费的时间来测量其距不同卫星的距离。通常，使用来自第4颗卫星的测量来帮助消除时间测量误差，例如由所述接收器中的计时电路的不准确性所产生的误差。在某些情况下，可将来自少于三颗卫星的信号与地面信号结合使用以对所述接收器的位置进行三角测量，尤其是当额外卫星的可见度受到限制时。
人们已将GPS接收器构建在无线通信系统用户单元内，以允许用户单元的使用者利用GPS定位能力。用户单元一般是指最终用户使用的移动无线装置，例如移动无线电话。
传统的GPS接收器可花费数分钟来搜寻和识别在所述接收器视线内的卫星。然后，在识别这些卫星后，GPS接收器可计算其位置。为了加快无线通信系统的用户单元内的GPS接收器识别其视线内的卫星所花费的时间，人们已开发出GPS辅助技术。具体来说，可使用在所述无线通信系统中探测的信号产生对所述用户单元的位置的粗略估计。然后，可将GPS辅助信息发送给所述用户单元，以允许所述用户单元更快地识别在其GPS接收器视线内的卫星。举例而言，在码分多址(CDMA)系统中，使用对来自CDMA系统中基站的信号的测量来计算GPS辅助信息。在CDMA中，使用基站信号的测量来提供GPS辅助的过程被称作高级前向链路三角测量法(AFLT)。
GPS辅助技术能够极大地加快用户单元使用GPS识别其位置所花费的时间。当使用位置识别来帮助第一响应者服务(例如，“911”第一响应者服务)以快速精确定位用户单元的位置，从而能够将救助派遣到那个位置时，这一点尤其重要。GPS辅助技术还能改善接收器在某些其中GPS定位技术在没有辅助的情况下可能会失效(例如楼房内部)的位置中计算位置解法的能力。
发明内容
在一实施例中，本发明提供一种方法，其包括从无线通信系统的用户单元接收信息。所述信息表示所述无线通信系统中的用户单元所探测的信号。所述方法进一步包括将怀疑所述用户单元所在的区域划分成复数个扇区，及依据所述信息给所述扇区记分。各个扇区的记分表示所述用户位于所述各个扇区内的可能性，其中较高的记分一般表示所述用户单元位于一扇区内的较高概率。
在另一实施例中，本发明提供一种方法，其包括从无线通信系统的用户单元接收信息。所述信息表示所述无线通信系统中的用户单元所探测的信号。所述方法进一步包括依据所述信息识别所述用户单元的两个或两个以上可能的位置；及依据所述两个或两个以上可能的位置将位置辅助信息发送至所述用户单元。
各种实施例均涉及多个方法、一执行所述方法的位置确定实体(PDE)及在某些情况下一执行本文中所述各种方法的用户单元。在某些情况下，本文所述技术可以软件形式构建在PDE或用户单元内。因此，本发明还涵盖计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含当被执行时实施本文所述一种或多种技术的计算机可读指令。
本发明的一个或多个实施例的细节陈述于随附图纸和下文详细说明中。从详细说明和图纸及从权利要求书中将明显看出本发明的其他特征、目标和优点。
图1是一图解说明包括一卫星定位系统和一无线通信系统的本发明例示性系统的方框图。
图2是一根据本发明一实施例的用户单元的方框图。
图3是一根据本发明一实施例的位置确定实体(PDE)的方框图。
图4是一图解说明根据本发明一实施例的技术的流程图。
图5是一图解说明实施本文所述各种技术的概念图。
图6是图解说明根据本发明一实施例的技术的另一流程图。
图7是图解说明实施本文所述各种技术的另一概念图。
图8是一从用户单元角度图解说明定位技术的流程图。
具体实施例方式
总体来说，本发明涉及多种用于产生可供无线通信系统的用户单元使用的位置辅助信息的技术。所述用户单元包括一接收器，所述接收器从定位系统卫星接收信号以计算其在地球表面上的位置。另外，所述用户单元包括一从无线通信系统的一个或多个基站接收信号的接收器。
所述用户单元探测与无线通信系统的基站相关联的信号并将表示所探测信号的信息发送给一位置确定实体(PDE)。所述PDE可耦接至一个或多个基站。所述PDE使用用户单元发送的信息产生返回给用户单元的位置辅助信息。所述用户单元然后使用所述位置辅助信息加快使用一卫星定位系统的定位卫星识别其位置的过程。
根据本发明，PDE实施多种技术，所述技术能够改善位置辅助信息并由此改善用户单元使用定位卫星快速且准确地识别其位置的能力。具体来说，所述PDE从用户单元接收表示无线通信系统中用户单元所探测信号的信息，并随后将怀疑用户单元所在的区域划分成复数个扇区。所述PDE依据从所述用户单元接收的信息给所述扇区记分。各个扇区的记分表示所述用户单元位于所述各个扇区内的可能性。举例而言，较高的记分一般表示所述用户单元位于一扇区内的较高概率。
如果需要，所述PDE可以迭代方式将高记分扇区细分为其他扇区(即子扇区)，直至一个或多个相对小的扇区被识别为所述用户单元位置的可能的候选者。此外，所述PDE实施针对与所述用户单元相关联的复数个假设计时误差中每一个计时误差给不同扇面记分的技术。换句话说，所述PDE实施针对不同的可能计时误差的记分技术，以找到一个或多个与所接收信号相关的扇区及所述用户单元的一估计计时误差。一旦将一个或多个扇区识别为所述用户单元位置的可能的候选者，所述PDE将位置辅助信息至发送所述用户单元，例如应该位于所述用户单元视线内的定位卫星的简短清单。然后，所述用户单元可使用从所述定位卫星探测到的信号识别其位置。
下文更详细说明的技术可显著改善精确定位无线通信系统的用户单元的位置的能力。具体来说，所述技术能够加快用户单元使用全球定位系统(GPS)识别其位置所花费的时间，在使用所述位置识别来帮助第一响应者服务(例如，“911”第一响应者服务)时，这一点尤其重要。所述技术还可在其中定位技术在无所述辅助的情况下可能会失效的位置(例如楼房内部)改善接收器计算位置解法的能力。此外，本文所述技术还能改善传统的辅助技术，尤其是在利用中继器中继基站所发送信号的无线通信系统中。在许多情况下，从所述PDE发送给用户单元的位置辅助信息是基于所述用户单元的两个或两个以上可能的位置。
图1是一图解说明包括一卫星定位系统4和一无线通信系统6的例示性系统2的方框图。举例而言，卫星定位系统4可包括由美国国防部开发的全球定位系统(GPS)。或者，卫星定位系统4可包括广域差分系统(WAAS)、由俄罗斯联邦部署的全球导航卫星系统(GLONASS)、由欧洲联盟策划的伽利略系统或类似系统。在任何情况下，卫星定位系统4均包括复数个卫星5A-5C(统称为卫星5)，所述卫星绕地球轨道旋转并发送地球表面上或靠近地球表面的定位接收器可接收的信号。虽然出于简明目的图1中显示3颗卫星5，但当前的GPS包括24颗卫星。卫星5发送定位信号7A-7C(统称为定位信号7)，无线通信系统6的用户单元10可使用这些定位信号对其在地球表面上或靠近地球表面的位置进行三角测量。
在无线通信系统6中，基站12A-12D(统称为基站12)提供对各个用户单元10的网络存取。虽然仅显示一单个用户单元10，但系统6通常支持大量的此类单元。用户单元10一般是指最终用户使用的移动无线装置，例如移动无线电话。基站12一般是固定设备，其以无线方式与用户单元10进行通信以给用户单元10提供对一有线通信网络的存取。举例而言，基站12可在用户单元与一公共交换电话网络(PSTN)之间提供一接口，以便能够往来于用户单元10选路投送电话呼叫。或者或另外，基站12可耦接至一基于分组的网络以传输基于分组的话音信息或基于分组的数据。
无线通信系统6还可包括一个或多个中继器14。中继器14可安装在无线通信系统6中以扩展与一个或多个基站(例如图1实例中的基站12C)相关联的网络覆盖。中继器14一般是指从一个或多个基站12接收信号并将大致相同的信号重新传输至用户单元10的网络装置。举例而言，中继器14可从基站12C接收信号15C并中继信号15(所中继的信号被标记为15C’)，以扩展基站12C的网络覆盖。中继器14可以是单向的(即中继从基站12C或用户单元10接收的信号)，或者是双向的(即中继从基站12C和用户单元10二者接收的信号)。在某些情况下，中继器14可(例如)通过光纤链路、铜线或类似线路连线至基站12C。在其他情况下，中继器14完全是无线的，如图1中所图解说明。无线中继器14通常接收信号、放大所述信号及随后将经放大的信号重新传输至用户单元10(或基站12C)。
中继器通常被以为是用于扩展或改善网络覆盖的有成本效益的机构。具体来说，中继器的使用可有效地拓宽与一既定基站相关联的地理覆盖面积。此外，构建中继器的费用可显著低于增加额外基站的费用。然而，在无线通信系统中构建中继器会提出许多挑战和潜在的困难。具体来说，中继器可降低传统位置辅助信息的准确性。出于此原因及其他原因，人们希望改善在无线通信系统6中产生位置辅助信息的技术。
如本文中所述，定位辅助技术可加快用户单元10使用卫星定位系统4识别其位置所花费的时间。而且，当使用位置识别来帮助第一响应者服务(例如，“911”第一响应者服务)时，这一点尤其重要。为了产生位置辅助信息，系统6包括1个或多个位置确定实体(PDE)16。PDE 16是指如下网络设备其接收用户单元10所发送的输入并使用所述输入产生返回至用户单元10的位置辅助信息。PDE 16一般维持有无线通信系统6的拓扑记录以及卫星定位系统4的各卫星5的位置记录。PDE 16(例如)通过基站12D从用户单元10接收信号，处理所述信号以产生位置辅助信息，及将所述位置辅助信息返回至用户单元(例如，通过基站12D)。
根据本发明，PDE 16实施多种技术，所述技术能够改善位置辅助信息的准确性，并因此改善用户单元10使用卫星定位系统4的定位卫星5快速且准确地识别其位置的能力。具体来说，PDE 16从用户单元10接收表示无线通信系统6中的用户单元10所探测的信号15A-15D(统称为信号15)的信息。然后，PED 16将怀疑用户单元10所在的区域划分成复数个扇区。举例而言，PDE 16可假设用户单元10大致在基站12D附近，例如其中基站12D是为用户单元10提供服务的当前基站。
在将怀疑用户单元10所在的区域划分成复数个扇区后，PDE 16依据从用户单元10接收的表示所探测信号15的信息给所述扇区记分。一特定扇区的记分表示用户单元10位于所述特定扇区内的可能性。如果需要，PDE可进一步以迭代方式将高记分扇区细分为其他扇区(例如子扇区)，直至一个或多个相对小的扇区被识别为用户单元10位置的可能的候选者。此外，PDE 16可实施针对与用户单元10相关联的复数个假设计时误差的每一个误差给不同扇区记分的技术。换句话说，PDE 16实施针对用户单元10的不同的可能计时误差的记分技术，以找出一个或多个与用户单元10所识别的已接收信号及用户单元10的估计计时误差相关的扇区。计时误差是指用户单元10的内部时钟相对于系统6的系统时间其也可对应于系统4的系统时间)的时间差。在任何情况下，一旦将一个或多个扇区识别为用户单元10位置的可能的候选者，PDE 16即刻将位置辅助信息(例如，应该在用户单元10的视线内的定位卫星6的简短清单)发送至用户单元10。然后，用户单元10可使用从定位卫星6探测到的信号7识别其位置。
图2是根据本发明所公开的一实施例的用户单元10的方框图。用户单元10通常包括一移动无线电话。然而，用户单元10也可构建在任何各种各样的其他便携式计算装置中，例如台式或便携式计算机、个人数字助理(PDA)、交互式电视、无线数据终端、无线数据收集装置、或任何其他的无线装置。用户单元10的所图解说明的组件具体是指那些根据本发明教示使用的组件。还存在用于其他功能(例如信号编码和解调)的诸多其他组件。然而，为简明起见，未图解说明该些额外的组件。
用户单元10包括一耦接至接收器/发射器22的天线21以用于从基站12或中继器14接收信号15。用户单元10的天线21还耦接至GPS接收器23以用于从卫星定位系统4(例如GPS系统或类似系统)的卫星5接收定位信号7。或者，可使用单独的天线(未显示)来接收定位信号7和基站信号15。
接收器/发射器22和GPS接收器23可集成为一单个组件，或可包括单独的组件，如图2中所图解说明。模拟-数字转换器(ADC)24将接收器/发射器22所接收的信号转换成数字信号以供控制单元28随后处理之用。同样，模拟-数字转换器(ADC)26将GPS接收器23所接收的信号转换成数字信号以供控制单元28随后处理之用。ADC 24和26可以是单独的组件或是一个共用组件，即用于两个接收器的信号ADC。在控制单元28中对信号进行处理之后，数字-模拟转换器(DAC)25将控制单元28所发送的信号转换成模拟信号以供接收器/发射器24传输之用。
根据本发明，控制单元28检查接收器/发射器22所接收的输入信号以识别从不同的毗邻基站12接收到的信号15(图1)。控制单元28可包括一执行软件模块的数字信号处理器(DSP)、一可编程微处理器、或多个分立式硬件组件。同样，控制单元28可构建在硬件、软件、固件的任何组合中、一个或多个可编程微处理器中、数字信号处理器或类似装置中。如果用户单元10以软件形式实施这些技术，则可将一存储器或其他计算机可读媒体(未显示)耦接至控制单元28以存储装载至控制单元28内供执行的软件指令。
在任何情况下，控制单元28探测信号15并随后产生表示与基站12相关联的所探测信号15的信息。举例而言，控制单元28可扫描所接收的信号以检查在相对于系统时间的规定相位偏移处是否存在信号(例如导频符号)。然后，控制单元28将所产生的表示与毗邻基站12相关联的所探测信号15的信息转发至接收器/发射器22以供(例如)通过基站12D(图1)传输至PDE 16。根据本发明，PDE 16使用用户单元10所探测的信息产生位置辅助信息。
与基站12相关联的信号15可直接来自基站12，或者另一选择是，一个或多个信号15可来自(例如)与基站12C相关联的中继器14。此外，在探测信号15过程中，控制单元28可探测距系统时间的偏移。距系统时间的偏移通常用在扩频系统中以区别不同的基站12。或者，控制单元28可从所接收的信号(例如，从各个信号15的开销通道获得)中识别网络识别(ID)代码。在一个其中无线通信系统6包括一CDMA系统的实例中，控制单元28检查所接收的信号15并在CDMA系统所规定的可能的伪随机噪声(PN)偏移内搜寻导频符号。如果在一特定PN偏移处探测到导频符号，则控制单元28识别导频符号的存在并将识别所述特定PN偏移的信息转发至PDE 16。以此方式，控制单元28可用于识别相对极接近于用户单元15的基站12。
图3是根据本发明一实施例的位置确定实体(PDE)16的方框图。根据本发明，PDE16使用从用户单元10接收的信息产生位置辅助信息。具体来说，如下文更详细概述的那样，PDE 16执行一算法，所述算法将怀疑用户单元10所在的区域划分成复数个扇区，并依据从用户单元10接收的信息给所述扇区记分，其中各个扇区的记分表示用户单元10位于所述各个扇区内的可能性。
并且，PDE 16可以迭代方式将高记分扇区细分为其他扇区(例如子扇区)，直至一个或多个相对小的扇区被识别为用户单元10位置的可能的候选者。在一个实施例中，PDE 16实施针对与用户单元16相关联的复数个假设计时误差中的每一个误差给不同扇区记分的技术。一旦识别出一个或多个可能包含用户单元10的扇区，PDE 16即刻产生包括(例如)可能位于用户单元10视线内的卫星5的一清单在内的位置辅助信息。PDE 16将所述位置辅助信息发送至用户单元10，以使用户单元10能够非常快速地对其位置进行三角测量。
在所图解说明的图3的实例中，PDE 16可包括一接收器/发射器32以(例如)通过基站12D从用户单元10接收信息。ADC 24将所接收的信号转换成数字信号，并将所述数字信号转发至实施本文中所述各种技术的处理器36。处理器36存取出于方便产生位置辅助信号目的而存储的信息。举例而言，处理器36存取GPS信息37、网络拓扑信息38、及用户单元信息39。用户单元信息39是指如上文所述由用户单元10识别和发送的信息。网络拓扑信息38包括靠近用户单元10的基站的一年鉴并可从用户单元10接收或作为无线通信网络6的拓扑的总体映像维持在PDE 16内。另外，网络拓扑信息38还可包括网络6中的其他装置(例如中继器或类似装置)的映像。换句话说，无线通信网络6的拓扑的映像可识别网络6中的基站以及中继器或其他装置。GPS信息36是指表示卫星定位系统4的各卫星5的位置的信息，其可由PDE 16(例如)通过接收信号7来进行测量，或可由(例如)某一外部源存储和更新。
处理器36可包括一执行软件模块的数字信号处理器(DSP)、一可编程微处理器、或多个分立式硬件组件。此外，处理器36可构建在硬件、软件、固件的任一组合中、一个或多个可编程微处理器中、数字信号处理器或类似装置中。如果PDE 16以软件方式实施这些技术，则可将一存储器或计算机可读媒体(未显示)耦接至处理器36以存储装载至处理器36内供在PDE 16内执行的软件指令。
根据本发明，PDE 16实施多种技术，所述技术能够改善位置辅助信息的准确性并因此改善用户单元10使用定位卫星5快速且准确识别其位置的能力。PDE 16从用户单元10接收表示无线通信系统6中用户单元10所探测信号15的信息。处理器36存储从用户单元10接收的信息作为用户单元信息39。PDE 16的处理器36存取界定怀疑用户单元10所在区域的网络拓扑信息38，并将所述区域划分成复数个扇区。举例而言，怀疑用户单元10所在的区域可对应于基站12C(其对应于为用户单元10服务的当前基站)周围的总区域。
处理器36给从怀疑用户单元10所在的区域划分出的每一扇区记分。同样，各个扇区的记分表示所述用户位于所述各个扇区内的可能性。如下文中更详细概述的那样，所述记分可基于各种因素。总体来说，处理器36依据与用户单元信息39的相关性给所述扇区记分。如果需要，处理器36然后可以迭代方式将高记分扇区细分为其他扇区(例如子扇区)，直至一个或多个相对小的扇区被识别为用户单元10位置的可能的候选者。
处理器36通常实施针对与用户单元10相关联的复数个假设计时误差中的每一个误差给不同扇区记分的技术。换句话说，处理器36实施针对不同的可能的计时误差的记分技术，以找到一个或多个与用户单元10所探测信号15相关的扇区及用户单元10的估计计时误差。计时误差是指用户单元10的一内部时钟相对于系统6的系统时间(其还可对应于系统4的系统时间)的时间差。根据本发明，处理器36估计一时间误差值并基于所估计的计时误差计算不同扇区的记分。较高的记分一般表示所述用户单元位于一扇区内的较高概率。然后，处理器36以迭代方式估计其他计时误差值，并基于其他所估计的计时误差计算不同扇区的记分。
为了估计所述计时误差，处理器36可计算用户单元10的当前服务基站的计时误差。针对当前服务基站测得的计时误差应提供计时误差的相对准确估计或至少一相对接近的开始点。可将后续的计时误差估计选择为大于和小于针对当前服务基站所测得的计时误差的计时误差。还可从当前服务基站附近的其他基站计算后续的计时误差估计。
一旦针对所估计的计时误差其中之一将一个或多个扇区识别为用户单元位置的可能的候选者，处理器36致使PDE 16将位置辅助信息(例如，应该在用户单元10视线内的定位卫星5的简短清单)发送至用户单元10。具体来说，处理器36将位置辅助信息转发至DAC 35，由DAC 35将数字信号转换成模拟信号。也可在数字-模拟转换之前实施定位辅助信息的调制或编码。然后，接收器/发射器32(例如)通过基站12C将位置辅助信息传输至用户单元10。举例而言，接收器/发射器32可在一载波信号上对位置辅助信息进行编码并还可使用诸如CDMA、TDMA、FDMA等技术或另一无线通信技术。一旦接收到所述位置辅助信息，用户单元10能够非常快速地识别其位置。
本文中所述技术能够显著地改善精确定位无线通信系统6中用户单元10的位置的能力。所述技术还可改善接收器在定位技术在无所述辅助的情况下可能会失效的位置(例如楼房内部)中计算一位置解法的能力。此外，本文中所述技术能够改善传统辅助技术，尤其是在利用中继器来中继基站所发送信号的无线通信系统中。在许多情况下，从PDE 16发送至用户单元10的位置辅助信息是基于两个或两个以上可能的位置，即两个或两个以上被PDE 16识别为用户单元10位置的可能的侯选者的扇区。
PDE的处理器36所实施的给怀疑用户单元10所在的不同扇区记分的记分系统可基于多个因素。总体来说，给所述扇区记分包括当用户单元10所发送的一个或多个所探测信号与一个或多个靠近一既定扇区的基站相关时，增加所述既定扇区的一既定记分。换句话说，如果期待来自靠近既定扇区的一个或多个基站的信号与所探测信号相匹配，则应产生一高记分。可在相对基础上对记分进行比较以识别高记分，或可将记分与一个或多个阈值进行比较，以识别哪些记分高至足以表示用户单元10的可能的位置。在后一种情况下，可将所述阈值编程在PDE 16内以用于与所计算的记分进行比较。
在某些情况下，扇区的记分可包括一考虑中继器的存在的过程。举例而言，给所述扇区记分可包括当一中继器与所述扇区相关联时，以例如通过增加或减小当一中继器与一扇区相关联时记分的方式修改一既定扇区的既定记分。或者，所述过程可包括识别具有高记分的所述扇区的第一子集；及通过基于一个或多个扇区是所述无线通信系统中一中继器的位置的判定从所述第一子集中移除所述一个或多个扇区识别所述扇区的第二子集。在再其他的情况下，如果认为一不同的扇区包含一中继器，可增加其他扇区的记分。
概念上，在选择与用户单元10相关联的计时误差后，基站12的信号可表示为经过各扇区的圆圈。图5图解说明在一既定计时误差处与基站55A-55E的信号56A-56E相关联的概念性圆圈的一实例，而图7图解说明两个不同的所估计计时误差的与基站75的信号相关联的概念性圆圈72A-72D，73A-73D的一实例。下文更详细地论述图5和图7。
根据本发明，如果圆圈经过一既定扇区，可影响一扇区的记分，即如果一圆圈经过所述扇区，则增加所述扇区的记分。另外，如果一圆圈仅包含一个扇区，可影响记分。在某些情况下，如果一基站信号已经过一中继器，则可在所述基站信号内调制一记号或水印。也可使用对中继器记号的探测来实施所述记分。另外，在此过程中可使用统计性计算，例如对一既定扇区处的不同基站信号的最小平方残数计算。在某些实施例中，所述记分技术可将中继器作为信号源对侍，即在所述记分期间将其如同或类似于一基站对待。
图4是一图解说明根据本发明一实施例的技术的流程图。在阐述图4过程中，将参考图5。如图所示，在图4中，PDE 16接收用户单元10发送的表示用户单元10所探测信号56A-56E的信息(41)。用户单元10从基站55A-55E探测的基站信号56可对应于一个或多个基站12(图1)。每一基站55的例示性PN偏移均标记在图5所图解说明的各个基站的下面。
PDE 16估计怀疑用户单元所在的一区域50(42)，且将所怀疑的区域划分成多个扇区(43)。在图5中，将所述扇区图解说明为复数个形成一格栅的方形区域。或者，所述扇区可采取任何几何形状。从计算观点来讲，圆形扇区可能特别有用。举例而言，使用呈重叠圆圈状的扇区在计算上可较为简单。在此情况下，可使用圆圈半径加或减扇区半径对信号源与扇区中心之间距离的简单比较。
怀疑用户单元10所在的区域50可以当前或最后一个与用户单元10相关联的服务基站55(例如基站55A，其可对应于基站12D(图1))为中心。所述区域的大小可依据用户单元10从基站55A-55E控测的基站信号56的收集而不同。另外，由于已知用户单元10正与所述服务基站进行通信，因此时间的长度也可影响所选择的区域。所述区域的大小应大至足以包含在用户单元10的测量集合中发现的所有信号56的发射器，且应包含可能与服务基站进行通信的所有区域。
PDE 16将所怀疑的区域划分成多个扇区(43)且给所述扇区记分(44)。举例而言，扇区57A和57B可基于与所测量的基站信号56的相关性获得高记分。在识别扇区57A和57B后，PDE 16可基于所述高记分将位置辅助信息发送至用户单元10(45)。举例而言，位置辅助信息可与覆盖扇区57A和57B的一宽广区域相关，或可与复数个与每一扇区57A和57B相关联的较小区域相关。
如果需要，PDE可进一步将高记分扇区57A和57B细分为更小的扇区(例如子扇区)，如图5中所图解说明。然后，可对所述更小扇区实施记分过程。在图5所图解说明的实例中，每一扇区57A和57B的左上手方的子扇区可因所预期信号与所探测信号之间的相关性而获得相对于其他子扇区的高记分。在此情况下，PDE 16可基于所述高记分子扇区(即每一扇区57A、57B的左上手方子扇区)将位置辅助信息发送至用户单元10。还可实施进一步细划分成甚至更小的扇区，例如将子扇区划分成子子扇区等。值得注意的是，所述位置辅助信息可基于对用户单元的两个或两个以上位置(即两个或两个以上不同扇区)的识别。举例而言，所述位置辅助信息可与覆盖所有高记分扇区、子扇区、子子扇区等的宽广区域相关，或可与复数个与每一扇区、子扇区或子子扇区相关联的更小区域相关。
换句话说，将区域50划分成一粗格栅，并基于所述解法位于所述扇区内的可能性赋予所述格栅的每一扇区一记分。将具有高记分的扇区自身细划分成一较细的格栅，并以与所述第一迭代相同的方式赋予每一子扇区一记分。所述过程可继续，直至达到一合理的小扇区大小。而且，可针对与所述用户单元相关联的复数个不同计时误差重复此过程。如果需要，一旦已识别一个或多个扇区，即可使用最小平方算法精确定位所述用户单元在所述扇区内的位置。
举例而言，在一CDMA系统中，假设一PN相位测量(tn)是视线(LOS)，则所述用户单元距一既定基站的距离(rn)由以下公式得出rn＝(tn+terr)c其中terr是计时误差，其由实际时间与用户单元10所知时间之间的差得出，而C是光的速度。项terr对于一既定集合内的所有测量值几乎是相同的。可从-max(tn)开始使用terr的取样值，以半个格栅大小(例如一扇区的半个大小)递增terr。围绕半径rn的每一可能的信号源划一个圆圈。可依据本文中所述各种标准给每一扇区记分。可将那些具有高记分的扇区划分成较小扇区，并针对那些较小扇区重复此过程。
所述细划分可继续，直至存在一明显的获胜者(即一扇区具有比其他扇区高的相对记分)，所述扇区大小足够小，或因细划分而在扇区记分中存在显著的下降。如果没有明显的获胜者，则所述算法可产生一组具有表示其相对可能是正确解法的记分的扇区。然后，可使用最小平方拟合求解给一特定扇区的记分提供LOS信号的PN和基站，以识别既定扇区内的一具体位置。
再次参照图5，信号55为一三个tn测量值集合界定半径rn的圆圈。在此实例中，存在用户单元10对PN1、7和10的测量。纵使PN1和7有多个候选信号源，由于多个圆圈55经过一共同区域，一会聚显现在左上手子扇区中的57A内。因此，PDE 16能够产生位置辅助信息，所述信息(例如)包括应该在扇区57A的左上手子扇区内的一用户单元视线内的卫星5。PDE 16将此位置辅助信息发送至用户单元10供用户单元用来三角测量其位置。如果扇区57B的左上手子扇区的记分表明用户单元10的存在的显著概率，也可使用扇区57B左上手子扇区产生位置辅助信息。
图6是图解说明根据本发明一实施例的技术的另一流程图。如图6中所示，PDE16接收从用户单元10发送的信息(61)，并估计怀疑用户单元10所在的区域(62)。然后，PDE 16将所述区域划分成复数个扇区(63)。
PDE 16选择与所述用户单元相关联的一假设计时误差(64)。为了选择一假设计时误差，PDE 16可计算用户单元10的当前服务基站的计时误差。针对当前服务基站测得的计时误差应提供对所述计时误差的相对准确的估计，或至少一相对接近的开始点。可选择所述计时误差的后续估计作为比针对当前服务基站测得的计时误差大和小的计时误差。也可从当前服务基站附近的其他基站计算所述计时误差的后续估计。
然后，PDE 16给所述区域内的每一个扇区记分(65)。PDE 16然后确定是否存在另一个应予以考虑的潜在的计时误差(66)。如果存在，PDE 16选择另一个与所述用户单元相关联的假设计时误差(64)并针对所述另一假设计时误差重复步骤65。
PDE 16然后识别高记分扇区(67)。如果希望对所述扇区进行另一划分迭代(68的“是”分支)，PDE 16细划分与高记分相关联的区域(69)并针对所述子扇区重复步骤64-69的过程。换句话说，PDE 16将高记分扇区划分成较小的扇区(即子扇区)，给所述较小的扇区记分(65)，并识别高记分扇区(67)。步骤64-69可重复，直至存在一明显的获胜者(即，一扇区具有一甚高于其他扇区的记分)，所述扇区大小变得足够小，或因细划分而在扇区记分中存在显著的下降。此时，另一迭代是不必要的(69的“否”分支)。
况且，此时，应将一个或多个扇区识别为用户单元10的位置可能的候选扇区。如果需要，可使用统计性计算进一步精确定位每一可能的候选扇区内用户单元10的可能位置。一旦PDE 16确定不需要所述扇区的额外划分迭代(68的“否”分支)，PDE 16依据其所产生的高记分将位置信息发送至用户单元10(70)。
图7是另一图解说明本文所述各种技术的实施的概念图。具体来说，图7图解说明在两个不同估计计时误差处与基站75A-75D的信号相关联的概念性圆圈72A-72D、73A-73D。基站75可对应于基站12(图1)。如图7中在概念上所图解说明的那样，所述扇区具有六角形状。每一基站75的PN偏移均标记在所述各个基站的旁边。
PDE 16实施本文中所述的技术，且在实施中将扇区77A、77B识别为高记分扇区。因此，扇区77A、77B被划分成较小的扇区(即子扇区)。PDE 16然后将子扇区78A、78B识别为高记分扇区并将子扇区78A、78B划分成更小的扇区(即子子扇区)。PDE16然后将子子扇区79A、79B识别为高记分扇区并依据高记分子子扇区79A、79B产生位置辅助信息。因此，发送至用户单元10的所述位置辅助信息是基于两个或两个以上可能的位置，例如与子子扇区79A、79B相关联的位置。这可能是由于具有相同PN偏移的两个基站75A、75D的存在。在与概念性圆圈72A-72D相关联的一第一计时偏移处，如圆圈72A、72B和72C经过扇区79A的事实所图解说明，所述信号会聚在扇区79A中。在与概念性圆圈73A-73D相关联的一第二计时偏移处，如圆圈72B、72C和72D经过扇区79B的事实所图解说明，所述信号会聚在扇区79B中。为了确保用户单元10能够识别其位置，基于两个可能的位置产生位置辅助信息。两个位置其中之一应该是正确的。举例而言，所述位置辅助信息可基于包含扇区79A和79B两者的一大的区域，或可基于多个单独包含与扇区79A和79B相关联的区域的小区域。
图8是一从用户单元10角度图解说明定位技术的流程图。如图8中所示，用户单元10探测与基站12相关联的信号(81)。举例而言，所达信号可直接来自基站12，或通过中继器14。用户单元10将表示所探测信号的信息发送至PDE 16(82)。举例而言，用户单元10可将基站12发送的导频信号的测量PN偏移发送至PDE 16。具体来说，用户单元10通过基站12D将此信息发送至PDE 16。
在PDE 16产生位置辅助信息后，如前文所述，用户单元10接收所述位置辅助信息(83)。根据本发明，所述位置辅助信息可基于用户单元10的两个或两个以上可能的位置。在某些情况下，所述位置辅助信息可识别所述用户单元的两个或两个以上可能的位置，而在其他情况下，所述位置辅助信息可识别基于所述两个或两个以上可能的位置识别的卫星。在任何情况下，用户单元10使用所述位置辅助信息(例如)通过三角测量从卫星5识别其位置。所述位置辅助信息可通过减少识别用户单元10视线内的卫星所花费的时间来加快三角测量。
本文所述的技术可以硬件、软件、固件或类似形式构建在用户单元或PDE内。例示性硬件构建方案包括数字信号处理器(DSP)内、专用集成电路(ASIC)内、现场可编程门阵列(FPGA)内、可编程装置内、专门设计的硬件组件内或上述装置的任何组合内的构建方案。
另外，可部分地或完全以软件形式实施本文所述的一种或多种技术。在此情况下，一计算机可读媒体可存储或以其他方式包含计算机可读指令(即程序代码)，这些计算机可读指令可由用户单元或PDE的处理器或DSP执行以实施上文所述的一种或多种技术。
举例而言，计算机可读媒体可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEROM)、快闪存储器或类似存储器。计算机可读媒体可耦接至用户单元10的控制单元28，或耦接至PDE16的处理器36。在这些情况下，控制单元28或处理器36可包括一执行存储在所述计算机可读媒体中的各种软件模块的处理器或DSP。
在不背离本发明精神和范围的前提下可做出多种其他修改。举例而言，虽然本文依据CDMA系统阐述了许多技术，但所述技术也适用于其他系统，例如时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、诸如组合使用TDMA和FDMA技术的全球移动通信系统(GSM)等系统、或类似系统。另外，虽然文中已将本发明的许多方面阐述为三维问题，即求解纬度、经度和计时误差，但人们可能希望调整所述技术以计及一第四维，即高度。举例而言，为计及高度，基站的信号可由球形而非圆圈表示。这些及其他实施例均归属于随附权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种方法，其包括从一无线通信系统的一用户单元接收信息，所述信息表示所述无线通信系统中所述用户单元所探测的信号；将怀疑所述用户单元所在的一区域划分成复数个扇区；及基于所述信息给所述扇区记分，其中一单独扇区的一记分表示所述用户单元位于所述单独扇区内的可能性。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括基于针对所述用户单元假设的复数个计时误差中每一个计时误差的所述信息给所述扇区记分。
3.如权利要求1所述的方法，其进一步包括识别具有高记分的所述扇区的一子集；及基于所述扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述位置辅助信息识别一组全球定位系统(GPS)卫星。
5.如权利要求1所述的方法，其进一步包括识别具有高记分的所述扇区的一子集；将具有高记分的所述扇区子集中的每一个扇区划分成子扇区；及基于所述信息给所述子扇区记分，其中一既定子扇区的记分表示所述用户单元位于所述既定扇区内的可能性。
6.如权利要求5所述的方法，其进一步包括识别具有高记分的所述子扇区的一子集；及基于所述子扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
7.如权利要求5所述的方法，其进一步包括识别具有高记分的所述子扇区的一子集；将所述子扇区子集中的每一个子扇区划分成子子扇区；给所述子子扇区记分；识别具有高记分的所述子子扇区的一子集；及基于所述子子扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述信息包括从所述用户单元探测的信号测得的相对于系统时间的相位偏移。
9.如权利要求1所述的方法，其进一步包括识别具有高记分的所述扇区的一第一子集；基于一个或多个扇区对应于所述无线通信系统中一中继器的位置的判定，通过从所述第一子集中移除所述一个或多个扇区来识别所述扇区的一第二子集；及基于所述扇区的所述第二子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
10.如权利要求1所述的方法，其中给所述扇区记分包括当一个或多个所探测信号与靠近所述既定扇区的一个或多个基站的预期信号相关时增加一既定扇区的记分。
11.如权利要求1所述的方法，其中给所述扇区记分包括当一中继器与所述既定扇区相关联时修改一既定扇区的既定记分。
12.一种方法，其包括从一无线通信系统的一用户单元接收信息，所述信息表示所述无线通信系统中所述用户单元所探测的信号；基于所述信息识别所述用户单元的两个或两个以上可能的位置；及基于所述两个或两个以上可能的位置将位置辅助信息发送至所述用户单元。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述位置辅助信息识别一组全球定位系统(GPS)卫星。
14.一种方法，其包括探测与一无线通信系统的基站相关联的信号；从一用户单元发送信息，所述信息表示所述探测的信号，及接收识别所述用户单元的两个或两个以上可能位置的位置辅助信息。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述位置辅助信息识别一组全球定位系统(GPS)卫星。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括使用来自所述GPS卫星组中的一个或多个卫星的信号识别所述用户单元的位置。
17.一种计算机可读媒体，其包括当在一位置确定实体(PDE)中执行时致使所述PDE进行以下操作的计算机可读指令将怀疑一无线通信系统的一用户单元所在的区域划分成复数个扇区；及基于从所述用户单元接收的信息给所述扇区记分，所述信息表示所述无线通信系统中所述用户单元所探测的信号，其中各个扇区的记分表示所述用户单元位于所述各个扇区内的可能性。
18.如权利要求17所述的计算机可读媒体，其进一步包括指令，所述指令致使所述PDE基于针对所述用户单元假设的复数个计时误差中每一个计时误差的所述信息给所述扇区记分。
19.如权利要求17所述的计算机可读媒体，其进一步包括致使所述PDE进行如下操作的指令识别具有高记分的所述扇区的一子集；及基于所述扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
20.如权利要求17所述的计算机可读媒体，其进一步包括致使所述PDE进行如下操作的指令识别具有高记分的所述扇区的一子集；将具有高记分的所述扇区子集中的每一个扇区划分成子扇区；及基于所述信息给所述子扇区记分，其中一既定子扇区的记分表示所述用户位于所述既定子扇区内的可能性。
21.如权利要求20所述的计算机可读媒体，其进一步包括致使所述PDE进行如下操作的指令识别具有高记分的所述子扇区的一子集；及基于所述子扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
22.如权利要求20所述的计算机可读媒体，其进一步包括致使所述PDE进行如下操作的指令识别具有高记分的所述子扇区的一子集；将所述子扇区子集中的每一个子扇区划分成子子扇区；给所述子子扇区记分；基于所述子子扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户。
23.如权利要求17所述的计算机可读媒体，其进一步包括指令，所述指令致使所述PDE在一个或多个所探测信号与靠近所述既定扇区的一个或多个基站相关时增加一既定扇区的既定记分。
24.如权利要求17所述的计算机可读媒体，其进一步包括指令，所述指令致使所述PDE在一中继器与一既定扇区相关联时修改所述既定扇区的既定记分。
25.一种无线通信系统的位置确定实体(PDE)，所述PDE包括一接收器，其从所述无线通信系统的一用户单元接收信息，所述信息表示所述无线通信系统中所述用户单元所探测的信号；及一处理器，其将怀疑所述用户单元所在的区域划分成复数个扇区并基于所述信息给所述子扇区记分，其中一单独扇区的一记分表示所述用户位于所述单独扇区内的可能性。
26.如权利要求25所述的PDE，其中所述处理器基于针对所述用户单元假设的复数个计时误差中每一个计时误差的所述信息给所述扇区记分。
27.如权利要求25所述的PDE，其中所述处理器识别具有高记分的所述扇区的一子集，所述PDE进一步包括一发射器以基于所述扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
28.如权利要求25所述的PDE，其中所述处理器识别具有高记分的所述扇区的一子集，将具有高记分的所述扇区子集中的每一个扇区划分成子扇区，及基于所述信息给所述子扇区记分，其中一既定子扇区的记分表示所述用户位于所述既定子扇区内的可能性。
29.如权利要求28所述的PDE，其中所述处理器识别具有高记分的所述子扇区的一子集，所述PDE进一步包括一发射器以基于所述子扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
30.如权利要求28所述的PDE，其中所述处理器识别具有高记分的所述子扇区的一子集，将所述子扇区子集中的每一个子扇区划分成子子扇区，给所述子子扇区记分，及识别具有高记分的所述子子扇区的一子集，所述PDE进一步包括一发射器以基于所述子子扇区的所述子集将位置辅助信息发送至所述用户单元。
31.如权利要求25所述的PDE，其中所述信息包括从所述用户单元所探测信号测得的相对于系统时间的相位偏移。
32.如权利要求28所述的PDE，其中所述处理器识别具有高记分的所述扇区的一第一子集，及基于一个或及多个扇区是所述无线通信系统中一中继器的位置的判定，通过从所述第一子集中移除所述一个或多个扇区来识别所述扇区的一第二子集。
33.如权利要求28所述的PDE，其中所述处理器通过当一个或多个所探测信号与靠近一既定扇区的一个或多个基站相关时增加所述既定扇区的既定记分的方式给所述扇区记分。
34.如权利要求28所述的PDE，其中所述处理器通过当一中继器与一既定扇区相关联时修改所述既定扇区的既定记分的方式给所述扇区记分。
35.一种设备，其包括用于从无线通信系统的用户单元接收信息的装置，所述信息表示所述无线通信系统中所述用户单元所探测的信号；及用于将怀疑所述用户单元所在的区域划分成复数个扇区的装置；及用于基于所述信息给所述扇区记分的构件，其中一单独扇区的一记分表示所述用户单元位于所述单独扇区内的可能性。
36.如权利要求35所述的设备，其进一步包括用于基于针对所述用户单元假设的复数个计时误差中每一个计时误差的所述信息给所述扇区记分的装置。
全文摘要
本发明涉及多种用于产生可由一无线通信系统的用户单元使用的位置辅助信息的技术。根据本发明，一(例如)可耦接至一个或多个基站的位置确定实体(PDE)实施多种技术，所述技术可改善位置辅助信息并因此改善所述用户使用定位卫星快速且准确识别其位置的能力。具体来说，PDE从所述用户单元接收表示无线通信系统中用户单元所探测信号的信息并将怀疑所述用户单元所处的区域划分成复数个扇区。PDE根据从所述用户单元接收的信息给所述扇区记分，其中一单独扇区的一记分表示所述用户位于所述各个扇区内的可能性。
文档编号H04W64/00GK1849839SQ200480025898
公开日2006年10月18日 申请日期2004年7月2日 优先权日2003年7月16日
发明者道格拉斯·A·格雷希特 申请人:高通股份有限公司