用于蜂窝电话系统的简化全球定位系统接收机码偏搜索空间技术方案

位于蜂窝电话网络基站上的一个全球定位系统（ＧＰＳ）接收机确定基站的位置并获得ＧＰＳ星历表和定时信息，如果可使用。一个服务器使用所获得的信息计算由ＧＰＳ接收机使用的辅助信息。该基站发射辅助信息给ＧＰＳ接收机，该接收机位于正在基站服务区内工作的蜂窝电话内。该蜂窝电话ＧＰＳ接收机使用辅助信息确定蜂窝电话的位置并将位置信息通过蜂窝电话和基站发射给蜂窝电话网络。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术一般涉及用于在全球定位系统接收机中减少码偏搜索空间(code shift search space)的一种方法和设备，更具体地涉及在全球定位系统接收机中减少码偏搜索空间，该接收机连接到工作在蜂窝电话系统中的蜂窝移动站。有关技术说明在不久的将来，希望并可能强制所安装的蜂窝电话系统能确定在蜂窝电话系统中工作的蜂窝电话的地理位置。为满足该要求已经提出在蜂窝电话上装备全球定位系统(GPS)接收机用于确定蜂窝电话的位置。可是，GPS接收机很贵，增加蜂窝电话的尺寸，并消耗可用于蜂窝电话的有限电池能量。另外，GPS接收机在建筑内或其它区域中不能有效工作，那里由于阻挡、衰落、反射等使GPS卫星的发射被减弱。一般已知通过去掉GPS接收机用于获得通常通过对GPS卫星信号解调所获得的辅助信息的一些功能，使GPS接收机能够制造得较小，较便宜，和提高电源效率。替代解调GPS卫星信号，而使用另一个装置为GPS接收机提供所需要的辅助信息。该辅助信息包括各种信息，例如GPS接收机当前可视范围内的GPS卫星历表(ephemeris)，所列出GPS卫星的多普勒频移，和每个所列出GPS卫星的星历表数据。去掉GPS接收机解调GPS卫星信号的需要也允许GPS接收机在较长时间段内集中GPS卫星信号以允许接收由于阻挡被减弱的信号。可是，为计算GPS接收机的辅助信息，必须知道GPS接收机的大致位置。另外，在计算辅助信息中所使用的位置越接近实际位置，由GPS接收机所要执行的最后位置搜索越小。例如，知道如果给出辅助信息计算位置的GPS接收机在GPS接收机实际位置的一百英里半径内，GPS接收机不需要测量到GPS卫星的实际距离，而是，只需要为每个距离计量几分之一毫秒。这将必要的距离测量极大地简化为寻找对于一毫秒码周期的相对码偏位置(code shift position)位置。可是，为此GPS接收机仍必须对所有用于位置求解的GPS卫星搜索所有一千零二十三个码偏位置。通过快速傅立叶变换和快速反傅立叶变换相关器的组合能够执行码偏搜索以同时搜索所有码偏位置。在书本中公开了寻找周期序列码偏位置的技术，例如由Oppenheim和Shafer所著的“数字信号处理”。尽管这种方案比直接相关有更高的计算效率，但是计算强度仍然需要额外功能并消耗有限的电池电源。另外，由于有向移动单元传送有助于它搜索GPS卫星距离信息的可能，该方法则变得计算效率低，因为这占用了搜索许多不可能的码偏位置的计算周期。另一个搜索所有一千零二十三个码偏位置的方案是建立专用硬件同时搜索多个码偏位置。可是，至今硬件专用方案还不能同时搜索比码偏位置的一小部分更多，因此需要多个搜索和延长了时间延迟。因此，专利技术一种减少需要由GPS接收机执行的码偏搜索空间的方法和设备是有利的，并从而减少GPS接收机确定位置所需要的功能和时间。另外，专利技术一种GPS接收机获得确定位置的辅助信息的方法和设备是有利的。专利技术概述本专利技术包括一个全功能的全球定位系统(GPS)接收机，位于基站或远端位置上，并通过通信链路与基站连接。全功能GPS接收机获得GPS星历表和定时信息并将这些信息传送到服务器。另一个方式，该服务器能够通过蜂窝电话网络从数据服务中获得星历表数据，避免在基站安放GPS接收机的需要。该服务器然后处理这些信息计算出辅助信息，由位于工作在基站服务区内蜂窝电话内和与之连接的简化功能移动GPS接收机使用。根据远端单元的请求或作为广播消息周期地进行，该基站将辅助信息发射到蜂窝电话GPS接收机。在蜂窝电话中的GPS接收机然后使用这些辅助信息搜索来自GPS卫星信号内所有适合码的码偏位置。根据所计量出的码偏位置计算表示蜂窝电话地理位置的伪距。该蜂窝电话然后将伪距发送给蜂窝电话网络，和蜂窝电话网络计算蜂窝电话的地理位置。另一个方面，蜂窝电话确定其地理位置，使用根据提供给它的星历表数据所推导出的GPS星历表，和将地理位置坐标发送给蜂窝电话网络。附图简介通过结合附图和参照下列详细说明可以更完整地理解本专利技术的方法和设备，其中附图说明图1是本专利技术优选实施例的功能方框图；图2图示多个GPS卫星和一个已知和未知位置，说明了预计码偏位置的实例；图3说明对位于蜂窝电话内简化功能的GPS接收机传送时间基准；和图4是实现本专利技术的优选方法的流程图。实施例详细说明现在参照图1说明本专利技术优选实施例的功能方框图。位于蜂窝电话网络110小区场地(cell site)120中蜂窝电话基站120服务于蜂窝电话140。该小区场地120被分成第一扇区130，第二扇区132，和第三扇区134，如图1所示蜂窝电话140位于第一扇区130内。该蜂窝电话140也包括接收来自多个GPS卫星160GPS卫星发射的简化功能GPS接收机150。简化功能GPS接收机150不包括解调GPS卫星160信号和确定辅助信息的功能。而是，从另一个来源向简化功能GPS接收机提供确定位置必要的辅助信息，和也减少了要搜索的多普勒频移范围。当在发现码偏位置时刻与GPS卫星160位置合并时，本专利技术利用天线辐射图覆盖区内的已知位置补充辅助信息，该覆盖区将要搜索的码偏位置范围从一千零二十三减少到一千零二十三的一小部分。这一小部分与蜂窝电话140的实际位置与已知位置之间的距离成正比。该一小部分为从已知位置到蜂窝电话140的几英里数量级距离除以一百八十六英里；一百八十六英里是对应一毫秒的GPS卫星160信号飞行时间的距离。该一小部分进一步由时间基准的精确度决定。在优选实施例中，已知位置是基站100的位置，或另一个方式为蜂窝电话所位于的扇区130中心200。如果时间基准也由基站100传送，所有码偏搜索被减少到一千零二十三的一小部分。如果，另一方面，时间基准不由基站100传送，则搜索对于第一GPS卫星160所有可能的一千零二十三个码偏位置，和只搜索其余GPS卫星160的一千零二十三个码偏位置的一小部分。如同前面所述，在基站100覆盖区内的已知位置被用于计算辅助信息。该位置能够通过包括使用位于基站100或计算辅助信息的服务器上的GPS接收机180的任何方法确定。该基站100获得并周期地更新与GPS卫星160当前状态有关的GPS星历表信息。在优选实施例中，由基站100通过蜂窝电话网络110从数据服务器190获得GPS星历表信息。另一个方式，由位于基站100或服务器170上的GPS接收机180直接接收来自GPS卫星160的发射而获得该信息。将来，当附属GPS有关系统称为“广域增强系统”Wide Area Augmentation System(WAAS)投入使用时，位于基站100或服务器170上的GPS接收机也能够获得差分校正信息。该差分校正信息允许GPS接收机以更高精度计算其位置。位于基站100或远端位置的服务器170使用从GPS接收机180或数据服务器190获得的信息计算辅助信息，该辅助信息随后被传送到基站100并被发射到位于蜂窝电话140内的简化功能GPS接收机150。该辅助信息包括基站100可视范围内的GPS卫星160列表，所列每个GPS卫星160的多普勒校正，和基于基站100位置统一时间坐标时间的每个所列GPS卫星160的码偏位置。如果小区场地120被分成多个扇区和基站100能够确定蜂窝电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，用于减少工作在蜂窝电话网络内的简化功能全球定位接收机码偏搜索，包括：装置，用于获得全球定位系统星历表信息；一个服务器，用于根据已知位置和星历表信息计算辅助信息；和装置，用于传送辅助信息给简化功能移动全球定位接收机。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小WO坎普，K赞吉，R拉梅斯，
申请(专利权)人：艾利森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]