專利名稱：Gps輔助數據發送方法和系統的制作方法
引用同時待審的臨時專利申請要求優先權本申請在要求優先權時根據35 U.S.C.§11(e)引用了Kari Pih1和Hannu Pirila于1999年5月7日提出的臨時專利申請60/133,062。本申請在要求優選權時還根據35 U.S.C.§11(e)引用了Kari Pih1和HannuPirila于1999年5月10日提出的臨時專利申請60/133,287。本申請包含這兩個同時待審的臨時專利申請所公開的內容完全是為了參考。
為了提高與獨立GPS相比的推算位置能力，移動終端除了要具有GPS接收機功能外，還要能訪問所謂的GPS輔助數據。在一個特定區域內，GPS輔助數據對于所有GPS兼容的移動終端都是相同的。最簡便的技術顯然是向這個特定區域內的所有GPS兼容移動終端廣播(也就是點對多點)GPS輔助數據。輔助數據并不是針對某個移動終端的，但卻能被多個GPS兼容移動終端所利用。GPS輔助數據由大量數據(大約500位/衛星)組成，這些數據需要從無線電信系統網絡傳送到GPS兼容移動終端。GPS輔助數據包含以下元素(A)多顆衛星(B)基準時間(C)基準位置(正服務基站收發信臺(BTS)位置(BTS))(D)衛星ID，天體位置推算表，時鐘校正，等等(E)可選的DGPS校正然而，目前的無線電信協議中，比如全球移動電信系統(或GSM)，點對多點的廣播信道(比如BCCH，SMSCB)的能力是有限的。因此，在實際中，在目前指定的點對多點廣播信道中使用所要求的GPS輔助數據是很難或不可能的。
本發明的目標和優點本發明的第一個目標和優點是提供了一項改進的信號技術，可以使GPS輔助數據傳送到移動終端。
本發明的第二個目標和優點是提供了一項改進的信號技術，可以通過點對點信號協議把GPS輔助數據發送到移動終端上，作為點對多點(廣播)協議的替代。
本發明還有一個目標和優點，是和獨立GPS相比，當移動終端在無線網絡中激活時，改善了它在開電自檢階段性能，并且改善了GPS總的精確度。
本發明講述了一種方法，就是GPS輔助數據是如何被傳送到GPS兼容的移動終端上的。接收這種數據的移動臺，再結合接收到的GPS信號，就可以準確地計算它們自己的位置。應用本發明的一個例子是它在全球移動電信系統(GSM)第2階段中的應用，添加了位置服務(LCS)協議，但是這項重要的應用只不過是本發明眾多可以利用的優點中的一項。
發明者已經意識到GPS輔助數據的特性之一是它的壽命相對較長(大約2小時)，這項特性可以在網絡輔助的移動終端GPS(NAMT-GPS)系統中加以利用。對于這種長壽命的數據，建立點對多點的廣播信道是沒有必要的，也會浪費系統資源。事實上GPS輔助數據通過點對點信號協議傳送到GPS兼容的移動終端是最好的，最好使用已經確定的點對點信號協議和消息類型。GPS輔助數據的長壽命使得無線網絡能利用下列示例性GSM過程，將GPS輔助數據從網絡傳送到移動終端IMSI(國際移動用戶身份碼)附加，正常位置更新，定期位置更新。
依照本發明的原理，在向移動終端發送GPS輔助數據時，無須建立或應用點對多點的廣播信道。事實上在向GPS兼容的移動終端傳送GPS輔助數據時，使用的是點對點的方式，例如已經確定的IMSI附加和位置更新過程。在這種方式中，由于沒有為此而要求提供廣播信道，網絡的負載并不會受到不利影響。
根據本發明，網絡輔助的移動終端GPS系統包括多個GPS兼容移動終端，每個終端具有一個收發器，還包括一套無線電信網絡，網絡中至少擁有一個基站收發器，用來向單個GPS兼容的移動臺傳輸GPS輔助數據，傳輸過程使用點對點信號協議。此處說明性的具體實施例中，點對點信號協議至少包含一個IMSI(國際移動用戶身份)附加，一個正常位置更新或者一個定期位置更新信號協議。
發明詳細方案
圖1和圖2結合起來解釋說明適合使用本發明的無線移動終端10(例如，蜂窩無線電話或個人通信器，但不限于此)。移動終端10包括天線12，它用來與基站(BS)或基站收發臺30之間收發信號。BS30是無線網絡32的一部分，后者通常包括一個移動交換中心(MSC)或者類似的系統，它為移動終端10通話時提供陸線干線連接。在本發明中，網絡32或包含或可以訪問或能計算GPS輔助數據34。例子中，GPS輔助數據34可以在正服務移動位置中心(SMLC)里被確定下來，SMLC既可以位于網絡和交換子系統(NSS)，也可以位于基站子系統(BSS)。要實現本發明的功能，GPS輔助數據34始于或位于網絡32的哪個部分并不重要。網絡32通常包含移動交換中心(MSC)33這個網絡組件。
移動終端10是GPS兼容的，因為它要么包含一個GPS接收器23，要么與之相連接，此外還包含一個調制器(MOD)14A，一個傳送器14，一個接收器16，一個解調器(DEMOD)16A，還有一個控制器18，控制器是用來分別向傳送器14發送或從接收器16接收信號的。這些信號中包括與適用的無線網絡或系統的空中接口標準相一致的信號信息，通常還包括用戶語音和/或用戶數據。本發明假定所使用的空中接口標準具有從網絡32向移動終端10點對點傳輸消息的能力。
控制器18還應包括執行移動終端上語音和邏輯函數所需的電路。例子中，控制器18的組成部分有一個數字信號處理器裝置，一個微處理器設備，各種模數轉換器，數模轉換器，還有其他必要的電路。根據移動終端上的控制和信號處理函數各自的功能，把它們分配到上述設備中。
用戶接口包括一個常規的耳機或揚聲器17，一個常規的麥克風19，一個顯示屏20，還有一個用戶輸入設備，它通常是一個鍵盤22，所有這些都與控制器18連接。鍵盤22包括通常的數字(0-9)和與之相關的鍵(#，*)22a，以及其他一些用來操作移動終端10的鍵22b。移動終端10上通常還有一塊電池26來為各個電路供電，維持移動終端的運轉。
移動終端10還具有各種存儲器，圖中集中表示為存儲器24。在移動終端使用期間，存儲器里存放著控制器(8)要用到的各種常量和變量。例如，存儲器24里存儲著各種系統參數值及移動終端特有的信息，比如號碼指配模組(NAM)。掌握控制器18運行的操作程序也存儲在存儲器24(通常是ROM設備)里。
根據本發明的描述，存儲器24里還有一部分是24A，24A用來存儲通過點對點信號協議從網絡32接收到的GPS輔助數據，比如在下面的把GPS輔助數據從網絡32傳送到移動終端10的示例GSM過程中接收GPS輔助數據IMSI附加，正常位置更新，或定期位置更新。
應該注意的是，IMSI附加、正常位置更新、定期位置更新的最初用途，是當移動臺10進入網絡、改變位置區或在網絡中定期更新存在信息時，用來通知網絡32。通常這是針對MSC/VLR完成的，盡管一個MSC/VLR可能包含不止一個位置區。使用的標識碼是位置區標識(LAI)。如果由于某些原因移動臺10沒有以實時方式進行定期位置更新，MSC/VLR將會刪除移動臺10的注冊信息。
根據本發明的描述，當移動臺10請求一個信道用于位置更新時，它向網絡32請求的是“繼續程序”。這意味著如果先執行的是位置更新，那么除非移動臺10發出請求，否則MSC33不會關閉該連接。有關這一方面引用的例子有GSM 04.08，第10.5.3.5部分，位置更新類型，以及表10.65/GSM 04.08位置更新類型信息元素，其中指定了繼續請求(FOR)位編碼。
如果有多個點對點消息需要將GPS輔助數據傳遞到移動臺10，那么由在低層消息協議中建好的消息段程序進行處理。
通過接收諸如IMSI附加等中的移動臺級別等信息，以及在呼叫初始化期間，網絡32能知道某個特定的移動臺10是否是GPS兼容的。例子里，在移動臺級別3(參見GSM 04.08，第10.5.1.7部分)中可以了解移動臺10的性能，級別3中有幾個編碼位，用來表明移動臺10是否支持移動臺輔助的GPS，或基于移動臺的GPS，或具有常規的GPS能力。
在示例實施例中，移動終端10包括GPS接收器23。GPS接收器23與存儲的GPS輔助數據一起根據從GPS衛星36上接收到的傳輸內容計算出移動終端10所在的位置。如圖2所示，至少還有另一個GPS兼容的移動終端10也通過點對點的傳輸方式從網絡32接收GPS輔助數據。
總之，由于GPS輔助數據相對較大(例如，500位/衛星)，再加上GPS輔助數據相對較長的壽命，發明者意識到如果提供點對多點(廣播)信道，用以從網絡32向GPS兼容移動終端10傳輸GPS輔助數據，是不現實的或者至少是浪費系統資源的。也就是說，由于GPS輔助數據的長壽命，從網絡32向移動終端10傳遞這種數據時，可以使用諸如普通的IMSI附加和位置更新程序，通過點對點的方式傳輸。這種方法的好處是網絡32的性能不會受到有害的影響，并且不用新建特別的信號管理機制。
本發明克服的困難之一，是對于GPS輔助數據34，不必在移動終端10和網絡32之間建立額外的點對點連接，因為利用諸如IMSI附加和位置更新的點對點連接，就能達到同樣的最終效果。
本發明的另一個優點是，把GPS輔助數據從網絡32向GPS兼容的移動終端10傳遞時，有可能實現基于網絡輔助移動終端的GPS系統，而無需專門指定點對多點的廣播信道。
而且，向GPS兼容移動終端10傳送的GPS輔助數據也不必做出變動，因為利用IMSI附加和位置更新信號對網絡32的點對點連接，提供了傳輸能滿足期望精確度的GPS輔助數據的所有帶寬。
現在看圖3，其中所示的是根據本發明的一種方法的流程。在步驟A中，移動臺10利用附加服務請求GPS輔助數據，附加服務優先使用的是移動臺始呼位置請求(MO-LR)。請求是向網絡32提出的，比如向移動交換中心(MSC)33這個網絡構件提出(參見圖1)。在步驟B中，MSC33檢驗用戶業務文檔，查看移動臺10是否有權接收GPS位置服務。假設檢驗通過，那么在步驟C中，MSC33請求服務移動位置中心(SMLC)向移動臺10傳送所請求的GPS輔助數據，本例中假設SMLC是圖1中的單元34。在步驟D中，SMLC34利用RRLP協議向移動臺10發送GPS輔助數據，然后通知MSC33，說明所請求的GPS輔助數據已經發送完畢。之后MSC33產生必要的帳單報告，并且通知移動臺10，聲明已經完成了附加服務。
通過繼續程序，位置更新請求之后的MO-LR可能用來請求GPS輔助數據，繼續程序例如在GSM 04.08中指定。注意，比如在4.4.1部分中的位置更新程序，4.4.2部分中的定期更新和4.4.3部分中的IMSI附加程序，以及前面提到的10.5.3.5部分中的位置更新類型，還有表10.65/GSM 04.08中的位置更新類型信息元素，均為FOR位指定了編碼。
要注意的是，對于LCS應用，可以在移動終端里實現本發明，作為基于移動終端的/移動終端輔助的EOTD/GPS位置方法的一部分。
雖然本發明的原理是在特定GSM實施例中說明的，但那些本領域的技術人員應該意識到本發明的原理同樣適用于TDMA系統的其他類型，以及多訪問系統的其他類型，比如CDMA和寬帶CDMA(WCDMA)系統。因此，雖然本發明針對優選實施例進行詳細說明和描述，但本領域的技術人員應該清楚，在不超出本發明的范圍和宗旨的前提下，可以對其細節和形式進行各種修改。
權利要求
1.一個網絡輔助的移動終端GPS系統，包括多個GPS兼容移動終端，每個包含一個收發器；以及一個無線電信網絡，其中至少包括一個基站收發器，用來向所述多個GPS兼容移動臺中的某個傳送GPS輔助數據，傳送過程使用的是點對點信號協議。
2.根據權利要求1的系統，其中的點對點信號協議至少包含IMSI(國際移動用戶身份碼)附加，以及正常位置更新或定期位置更新信號協議中的一個。
3.根據權利要求1的系統，其中GPS輔助數據的壽命大于1小時。
4.向移動臺提供GPS輔助數據的方法，包括以下的步驟由移動臺提出對GPS輔助數據的請求；利用至少一個點對點消息，從無線網絡向移動臺傳送所請求的GPS輔助數據。
5.向移動臺提供GPS輔助數據的方法，包括以下步驟在位置更新之后，繼續請求掛起時，使用移動臺始呼位置請求，由移動臺提出對GPS輔助數據的請求；利用繼續程序，通過點對點的方式，向移動臺傳遞所請求的GPS輔助數據。
6.根據權利要求5的方法，其中位置更新是IMSI(國際移動用戶身份碼)附加、正常位置更新、或者定期位置更新中的一種。
全文摘要
網絡輔助的移動終端GPS系統包括多個GPS兼容移動終端(10)和一個無線電信網絡(32),其中每個終端擁有一個收發器,而無線電信網絡(32)則至少擁有一個基站收發器(30),用來向各個GPS兼容移動臺傳送GPS輔助數據,傳送過程使用的是點對點信號協議。在說明實施例中,點對點信號協議至少包含IMSI(國際移動用戶身份碼)附加、正常位置更新或定期位置更新信號協議中的一個。
文檔編號G01S5/00GK1363190SQ00807251
公開日2002年8月7日 申請日期2000年5月2日 優先權日1999年5月7日
發明者卡里·皮爾, 漢紐·佩里拉 申請人:諾基亞移動電話有限公司