CN1334925A - 在一个宽带码分多址网络中提供gps辅助数据 - Google Patents
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Abstract
一种方法,用于通过一个WCDMA无线通信网络(10)提供微分GPS(DGPS)辅助数据(58,59),以便于移动通信设备(12,20)的定位。该方法包括通过一个专用物理数据信道(DPDCH)和/或专用物理控制信道(DPCCH)提供微分GPS(DGPS)辅助数据。移动通信终端有一个集成GPS接收机,并可包含蜂窝式或PCS电话手柄,一个移动计算机,PDA等。本发明有助于提供一种机制,用来提供DGPS辅助数据,以使移动通信设备的定位精度达到大约5米。
Description
发明领域
本发明有关无线通信网络，具体地，有关宽带码分多址(WCDMA)第三代(3G)网络中的移动定位。
发明背景
无线通信网络包括持续发展的固定无线和蜂窝式移动通信网络。存在有几种可用的技术可以用来提供包括CDMA，TDMA，GSM，AMPS和D-AMPS在内的无线通信。这些网络在整个世界持续发展。当前，全世界的许多设备提供者正在建造不同的系统并且一般通过标准化小组工作，以确保不同系统的公用性和互通性。
随着无线通信网络进入下世纪，一种新型的称为宽带码分多址(WCDMA)第三代(3G)的无线网络正在发展。这些第三代无线系统正在慢慢成为FPLMN的实现。
我们希望能提供移动用户在无线网络中的位置。当前，这一问题的实现是基于到达时间差(TDOA)技术，它可以使定位精度降到大约18m。尽管这一精度对于一些应用来说已经足够了，并且在当前的网络中能够实现这一精度，但在有些情况下，要求更精确地定位移动用户。一种改进的移动定位方法还能减少网络中所要求的用于定位的额外的容量。现在，仍在对标准委员会所商议的技术进行发展，以确定怎样更好地定位一个移动站，尤其是在基于WCDMA的3G网络中。
发明概述
本发明的技术优点在于提供了这样一种方法，在一个WCDMA系统中，通过专用物理数据信道(DPDCH)，和/或专用物理控制信道(DPCCH)提供微分GPS辅助数据。通过在这些信道上提供微分GPS辅助数据，一个基于WCDMA的3G网络中的具有一个GPS接收机的移动站可以将移动站的定位精度精确到大约5m。
移动用户终端可以包含一个移动蜂窝式移动站，例如一个PCS或蜂窝电话，不过，也可以包括一个计算机，或一个PDA。
本发明中的移动通信终端包括同一个辅助无线通信网络交换无线通信的机制，还包括通过一个诸如DPDCH或DPCCH之类的专用物理信道接收微分GPS辅助数据的装置。移动通信终端还包括GPS接收机中的电路和软件，以便以更高的分辨率确定移动通信终端的位置，该位置是该GPS辅助数据的函数。
附图简述
图1是一个无线通信网络的方块图，包括一个第三代系统的WCDMA无线网络；
图2是本发明方法的流程图，通过一个WCDMA载波上的DPDCH或DPCCH提供微分GPS(DGPS)辅助数据，以支持网络中一个移动站的微分GPS定位；
图3是通过DPCCH提供微分GPS辅助数据的格式的方块图；
图4是本发明的另一个实例的方块图，通过DPDCH提供微分GPS辅助数据。
最佳实施例的描述
图1例证了如本发明推荐实例的一个通信网络10的方块图。通信网络10最好包括一个无线电话网，该网包括一个始发移动站12，它通过一个RF通信链路与一个辅助WCDMA始发网络14耦接。始发移动站12最好是一个包含一个无线移动站的无线通信设备。始发WCDMA网络14与一个传输网络或通信链路16耦接，它可以包含一个公共交换电话网(PSTN)，不过，也可由其他网络组成，如果希望的话，可以包含一个光纤网。传输网络16在始发网络14和终端网络18之间接口并传输电信号，包括数字化语音呼叫。终端网络18可以与始发网络14相同或不同，并可包含AMPS，D-AMPS，TDMA，GSM和IS-95网络。举例来说，终端网络18被描述为一个WCDMA网络。终端网络18通过一个RF链路与一个终端移动站20耦接并为其服务，终端移动站20可由一个固定或移动站组成，例如一个无线蜂窝或PCS用户。无线站和网络可以有编译码器，为在传输网络16上传输的数字信号提供编码和译码。
始发WCDMA网络14包括一个基收发站(PTS)30，它通过一个射频(PF)链路，为始发移动或固定站12服务。每个BTS30都为多个站12服务，此处，为了简化和示意的目的，仅示出了一个站12。始发网络14还包括一个无线网络控制器(RNC)32和一个网络交换系统(NSS)34。有时，将BTS和RNC共同称为一个基交换站(BSS)。RNC32在BTS30和NSS34之间接口语音呼叫，这里，RNC32一般为多个BTS30服务，为例证本发明，此处，只示出了一个BTS30。类似地，NSS34为多个RNC32服务，为例证本发明，此处，只示出了一个RNC32。NSS34包括一个原始位置寄存器(HLR)，一个移动定位节点，和一个访问位置寄存器(VLR)，它包括并储存当前始发网络14所服务的站12的各种信息。
终端网络18包括一个DTS40，它服务于终端站20，一般地，它服务于多个站20。终端网络还包括一个RNC42和NSS44。终端网络18可以按照与始发网络14相同的操作协议操作，即，他们都是WCDMA网络，或者，终端网络18可以与始发网络14不同，即，始发网络是WCDMA，而终端网络可以基于AMPS，D-AMPS，GSM，TDMA或IS-95协议。NSS44包括一个HLR，和一个VLR，该VLR用于保存终端网络18当前正在服务的所有站20的信息登记。一个参考GPS接收机46向相应的网络14和网络18提供GPS辅助数据定位信息，供本发明的始发移动站12使用。
传输网络16最好是一个PSTN。始发NSS34和终端NSS44在其上交换数字语音数据，这些数据最好以脉冲带码调制(PCM)格式编码，并以大约64kbps的速率发射。尽管PCM是一种推荐编码格式，但按照本发明，也可使用其它的编码格式。同样地，本发明也可使用不同于64kbps的其它速率。一般，数字语音数据可以以始发网络14和终端网络18都兼容并支持的任何格式在传输网络16上传输。
现参照图2，这里示出了从参考GPS接收机46通过传输网络16向用户终端12提供微分GPS(DGPS)辅助数据的消息流程图。如52所示，DGPS辅助数据是由网络10的一个节点(例如BTS32)，经空气接口，通过专用物理数据信道(DPDCH)，或专用物理控制信道(DPCCH)，连续地向用户终端12提供的。
在54，示出了RNC/核心网络34发射的一个定位请求消息，该消息启动用户终端12的定位。该消息作为定位请求消息56由BTS/节点B32向用户终端12正向传递。
在58，用户终端12具有一个集成GPS接收机，它处理网络10提供的DGPS辅助数据以确定用户终端10的位置，或辅助用户终端的定位操作，该操作是按照本行业熟知的技术，利用GPS卫星信息执行的。该微分GPS辅助数据可以加速从GPS卫星(未示出)搜索先有信息的过程，以确定用户终端12的位置，其分辨率大约为5米。用户终端12在定位响应消息58中向BTS/节点B32提供用户终端12的当前位置，该消息在定位响应消息59中被传送给RNC/核心网络34。随后，可以根据需要继续通过空气接口在DPDCH或DPCCH上提供DGPS辅助数据，以供将来使用。
用户终端12可由许多移动通信设备组成，包括PCS和蜂窝式移动电话，配有合适的远程访问电路的计算机，和PDA等。这样，本发明中不存在对特定类型的移动用户终端12的限制。还有，本发明的所说的是通过一个WCDMA上的DPDCH或DPCCH(两者或任选其一)提供特定类型的微分GPS辅助数据，以将定位精度下降到大约5米。WCDMA端用户终端的集成微分GPS接收机可被集成到设备中，例如，嵌入在移动站的手柄中，或一个附件中。另外，一个外部PC或PDA可以配有一个集成微分GPS接收机，用作一个非常精确的地图工具，用于舰队管理等。
现参照图3，其中示出了在专用物理控制信道(DPCCH)上向移动用户12提供DGPS辅助数据的一种通信格式的方块图。如图所示，DPCCH的一个数据包60包含一个时隙，该时隙有一个大约0.625毫秒的时间帧。该数据包60包含一个标题(由N个包含引导的位组成)，一个传输帧指示器(TFI)，和一个传输功率控制(TPC)。这一数据一般用于控制上行链路上移动站12的功率。
该数据包60由62中所示的一个帧的若干时隙中的一个时隙组成，这些时隙一共有大约10毫秒的帧时间。帧62由多个帧中的一个组成，这多个帧一起组成一个大约720毫秒的超帧。
仍参照图3，DGPS辅助数据一般由帧62中的大约5个时隙60组成。不过，随着标准的发展，提供DGPS辅助数据所需的时隙数可以增加或减少，在本发明中，不对提供DGPS辅助数据所需的时隙数和长度进行限制。
现参照图4，这里示出了本发明的另一个实例，此处，DGPS数据是在专用物理控制信道(DPDCH)70上提供的。每个信息包70都是由若干个时隙中的一个时隙构成的，这若干个时隙形成一个帧72。这些时隙一起构成若干个帧72中的一个帧，而若干个帧72构成一个超帧74。在该实例中，DGPS辅助数据在大约4或5个时隙70中提供，不过，本发明中，对信息格式不加限制。
在本发明中，通过一个WCDMA 3G无线通信网络的DPDCH和/或DPCCH，向一个移动用户提供微分GPS辅助数据，以协助定位移动用户，以此，来获得技术上的改进。本发明提供了一个机制，便于移动通信终端12实现，定位精度为大约5米。用户终端12配有一个集成微分GPS接收机，以便于移动设备12同WCDMA网络10的通信。另外，用户终端12配有电路和软件，以便利用DGPS辅助数据实现移动设备12的定位。本发明包含一个供应数据的机制，以便在3G WCDMA系统中提供非常精确的地图工具，舰队管理等。
尽管以上已参照具体的推荐实例描述了本发明，但本技术专业人士可通过以上介绍认识到，可以对本发明进行改动。因此，所附的权利要求尽可能广泛，以包含所有的这类改动。
Claims (20)
1.在无线通信网络中，向移动用户终端提供GPS辅助数据的一种方法，该方法包括以下步骤：
(a)通过一个专用物理数据信道(DPDCH)，从所述无线通信网络的一个系统节点向所述移动用户终端提供微分GPS辅助数据；和
(b)所述移动用户终端在所述DPDCH上接收所述微分GPS辅助数据，以确定所述移动用户终端的位置。
2.如权利要求1的方法，其中，所述无线通信网络包括一个宽带码分多址(WCDMA)网络。
3.如权利要求2的方法，其中，所述移动用户终端包括一个无线移动电话。
4.如权利要求2的方法，其中，所述移动用户终端包括一个计算机。
5.如权利要求2的方法，其中，所述移动用户终端包括一个PDA。
6.在一个无线通信网络中，向移动用户终端提供GPS辅助数据的一种方法，该方法包括以下步骤：
(a)通过一个专用物理控制信道(DPCCH)，从所述无线通信网络的一个系统节点向所述移动用户终端提供微分GPS辅助数据；和
(c)所述移动用户终端在所述DPCCH上接收所述微分GPS辅助数据，以确定所述移动用户终端的位置。
7.如权利要求6的方法，其中，所述无线通信网络包括一个宽带码分多址(WCDMA)网络。
8.如权利要求7的方法，其中，所述移动用户终端包括一个无线移动电话。
9.如权利要求7的方法，其中，所述移动用户终端包括一个计算机。
10.如权利要求7的方法，其中，所述移动用户终端包括一个PDA。
11.一个移动通信终端，包括：
一种交换装置，用于同一个辅助无线通信网络交换通信，和
一种装置，用于通过一个专用物理数据信道(DPDCH)接收微分GPS辅助数据，并作为所述微分GPS辅助数据的函数，确定所述移动通信终端的位置。
12.如权利要求11的移动通信终端，其中，所述无线通信网络包括一个宽带码分多址(WCDMA)网络，所述交换装置适合于同所述WCDMA网络通信。
13.如权利要求12的移动通信终端，其中，所述终端包括一个无线移动电话。
14.如权利要求12的移动通信终端，其中，所述终端包括一个计算机。
15.如权利要求12的移动通信终端，其中，所述终端包括一个PDA。
16.一个移动通信终端，包括：
一种交换装置，用于同一个辅助无线通信网络交换通信，和
一种装置，用于通过一个专用物理控制信道(DPCCH)接收微分GPS辅助数据，并作为所述微分GPS辅助数据的函数，确定所述移动通信终端的位置。
17.如权利要求16的移动通信终端，其中，所述无线通信网络包括一个宽带码分多址(WCDMA)网络，所述交换装置适合于同所述WCDMA网络通信。
18.如权利要求17的移动通信终端，其中，所述终端包括一个无线移动电话。
19.如权利要求12的移动通信终端，其中，所述终端包括一个计算机。
20.如权利要求12的移动通信终端，其中，所述终端包括一个PDA。
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