Title:
System und Verfahren zum Unterstützen einer Positionsbestimmung in einem Positionsbestimmungssystem
Kind Code:
T5


Abstract:

System zum Bestimmen einer Position einer Kommunikationsvorrichtung, wobei das System aufweist:
erste Daten, die zumindest eine selektive Unsicherheit bezüglich eines Positionsreferenzpunktes darstellen; und
einen Positionsbestimmungsempfänger, wobei der Positionsbestimmungsempfänger die ersten Daten zum Unterstützen einer Positionsbestimmung der Kommunikationsvorrichtung verwendet.




Inventors:
KORNELUK JOSE E (US)
DRAWERT BRUCE M (US)
HAYEK CHARBEL E (US)
MARKWELL JEFFREY S (US)
Application Number:
DE10393398T
Publication Date:
09/15/2005
Filing Date:
09/30/2003
Assignee:
MOTOROLA INC (US)



Foreign References:
6188351
20020102992
Attorney, Agent or Firm:
Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro (Freising)
Claims:
1. System zum Bestimmen einer Position einer Kommunikationsvorrichtung, wobei das System aufweist:
erste Daten, die zumindest eine selektive Unsicherheit bezüglich eines Positionsreferenzpunktes darstellen; und
einen Positionsbestimmungsempfänger, wobei der Positionsbestimmungsempfänger die ersten Daten zum Unterstützen einer Positionsbestimmung der Kommunikationsvorrichtung verwendet.

2. System nach Anspruch 1, wobei der Positionsreferenzpunkt die physikalische Position einer Netzwerkdienststelle darstellt, die mit der Kommunikationsvorrichtung in Kommunikation steht.

3. System nach Anspruch 2, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit zumindest teilweise auf einen Zeitvorlaufwert für die Kommunikationsvorrichtung, die mit der Netzwerkdienststelle kommuniziert, basiert.

4. System nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit zumindest teilweise auf einer Signalstärke eines von der Kommunikationsvorrichtung empfangenen Signals basiert.

5. System nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsvorrichtung zumindest ein Mobilfunktelefon, ein Zwei-Weg-Pager, einen PDA oder ein Funksprechgerät aufweist.

6. System nach Anspruch 2, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit einem Abschnitt eines Bereichs repräsentiert, der durch die Netzwerkdienststelle bedient wird.

7. System nach Anspruchs 2, wobei die Netzwerkdienststelle eine drahtlose Netzwerkdienststelle aufweist.

8. System nach Anspruch 7, wobei die drahtlose Netzwerkdienststelle eine Zellenbasisstation aufweist.

9. System nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit einen ungefähren Abstand von der Kommunikationsvorrichtung zu den Positionsreferenzpunkt repräsentiert.

10. System nach Anspruch 1, wobei zumindest eine selektive Unsicherheit eine Vielzahl von selektiven Unsicherheiten aufweist.

11. System nach Anspruch 10, wobei jeder der selektiven Unsicherheiten einen ungefähren Abstandsbereich von den Positionsreferenzpunkten repräsentiert.

12. System nach Anspruch 10, wobei jeder der selektiven Unsicherheiten einen Abschnitt eines Bereichs repräsentiert, der durch eine Netzwerkdienststelle bedient wird.

13. System nach Anspruch 10, wobei die Vereinigung der selektiven Unsicherheiten einen physikalischen Bereich aufweist, der durch die Netzwerkdienststelle bedient wird.

14. System nach Anspruch 1, wobei der Positionsbestimmungsempfänger einen Satellitenpositionsbestimmungsempfänger aufweist.

15. System nach Anspruch 14, wobei der Satellitenpositionsbestimmungsempfänger zumindest die ersten Daten zum Adaptieren von Empfänger Parametern verwendet, um die Positionsbestimmung zu unterstützen.

16. System nach Anspruch 15, wobei die Adapierten Empfängerparameter zumindest eine Einstellung der Korrelator-Bandbreite in den Satellitenpositionsbestimmungsempfänger aufweist.

17. Verfahren zum Bestimmen einer Position einer Kommunikationsvorrichtung aufweisend:
Empfangen von ersten Daten, die zumindest eine selektive Unsicherheit bezüglich eines Positionsreferenzpunktes repräsentierten; und
Bestimmen einer Position der Kommunikationsvorrichtung basierend auf zumindest einen Teil der ersten Daten.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Positionsreferenzpunkt die physikalische Position einer Netzwerkdienststelle, die mit der Kommunikationsvorrichtung in Kommunikation steht, repräsentiert.

19. Verfahren nach Anspruch 18, das ferner ein Erzeugen der zumindest einen selektiven Unsicherheit zumindest teilweise basierend auf einem Zeitvorlaufswert für die mit der Netzwerkdienststelle kommunizierenden Kommunikationsvorrichtung aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 17, daß ferner ein Erzeugen der zumindest einer selektiven Unsicherheit zumindest teilweise basierend auf einer Signalstärke eines von der Kommunikationsvorrichtung empfangenen Signals aufweist.

21. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Kommunikationsvorrichtung zumindest ein Mobilfunktelefon, einen Zwei-Wege-Pager, einen PDA oder ein Funksprechgerät aufweist.

22. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit einen Abschnitt eines Flächenbereichs repräsentiert, der durch die Netzwerkdienststelle bedient wird.

23. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Netzwerkdienststelle eine drahtlose Netzwerkdienststelle aufweist.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die drahtlose Netzwerkdienststelle eine Zellenbasisstation aufweist.

25. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit einen ungefähren Abstand von der Kommunikationsvorrichtung zu dem Positionsreferenzpunkt repräsentiert.

26. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit eine Vielzahl von selektiven Unsicherheiten aufweist.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei jede der selektiven Unsicherheiten einen ungefähren Abstandsbereich von dem Positionsreferenzpunkt repräsentiert.

28. Verfahren nach Anspruch 26, wobei jede der selektiven Unsicherheiten einen Abschnitt eines Bereichs repräsentiert, der durch eine Netzwerkdienststelle bedient wird.

29. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Vereinigung der selektiven Unsicherheiten einen physikalischen Bereich aufweisen, der durch eine Netzwerkdienststelle bedient wird.

30. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Kommunikationsvorrichtung einen Positionsbestimmungsempfänger aufweist.

31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei der Positionsbestimmungsempfänger einem Satellitenpositionsbestimmungsempfänger aufweist.

32. Verfahren nach Anspruch 31, daß ferner ein Adaptieren von Parametern in dem Satellitenpositionsbestimmungsempfänger basierend auf zumindest den ersten Daten zum Unterstützen der Positionsbestimmmung aufweist.

33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei der Schritt eines Adaptieren von Parametern in dem Satellitenpositionsbestimmungsempfänger zumindest ein Einstellen der Korrelator-Bandbreite in den Satellitenpositionsbestimmungsempfänger aufweist.

34. System zum Bestimmen einer Position einer Kommunikationsvorrichtung, wobei das System aufweist:
eine Verarbeitungseinrichtung, wobei die Verarbeitungseinrichtung zumindest erste Daten generiert, die zumindest eine selektive Unsicherheit bezüglich eines Positionsreferenzpunktes repräsentieren; und
eine Positionsbestimmungsempfängereinrichtung, wobei die Positionsbestimmungsempfängereinrichtung zum Bestimmen einer Position der Kommunikationsvorrichtung zumindest die ersten Daten verwendet.

35. System nach Anspruch 34, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit zumindest teilweise auf einem Zeitvorlaufswert für die Kommunikationsvorrichtung basiert, die mit einem Basisstationssystem kommuniziert.

36. System nach Anspruch 34, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit zumindest teilweise auf einer Signalstärke eines von der Kommunikationsvorrichtung empfangenen Signal basiert.

37. System nach Anspruch 34, wobei die Positionsbestimmungsempfängereinrichtung einen Satellitenpositionsbestimmungsempfänger aufweist.

38. System nach Anspruch 37, wobei der Satellitenpositionsbestimmungsempfänger die ersten Daten zum Adaptierten von Empfängerparametern verwendet, um die Positionsbestimmung zu unterstützen.

39. System nach Anspruch 38, wobei die adaptierten Empfängerparameter zumindest eine Einstellung der Korrelator-Bandbreite in dem Satellitenpositionsbestimmungsempfänger aufweisen.

40. Basisstationssystem zum Unterstützen bei der Bestimmung einer Position einer Kommunikationsvorrichtung, wobei das System aufweist:
einen Prozessor, wobei der Prozessor erste Daten generiert, die zumindest eine selektive Unsicherheit bei der Position der Kommunikationsvorrichtung bezüglich eines Positionsreferenzpunktes repräsentieren; und
einen Transmitter, der zum Kommunizieren mit der Kommunikationsvorrichtung konfiguriert ist, wobei die ersten Daten zum Unterstützen einer Positionsbestimmung der Kommunikationsvorrichtung verwendet werden.

41. System nach Anspruch 40, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit zumindest zum Teil auf einem Zeitvorlaufswert der Kommunikationsvorrichtung basiert, die mit dem Basisstationssystem kommuniziert.

42. System nach Anspruch 40, wobei die zumindest eine selektive Unsicherheit zumindest zum Teil auf einer Signalstärke eines durch das Basisstationssystem von der Kommunikationsvorrichtung empfangenen Signals basiert.

43. System nach Anspruch 40, wobei der Positionsreferenzpunkt eine physikalische Position des Basisstationssystems repräsentiert.

44. System nach Anspruch 40, wobei die Kommunikationsvorrichtung zumindest ein Mobilfunktelefon, einen Zwei-Wege-Pager, einen PDA oder ein Funksprechgerät aufweist.

Description:
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Nachrichtentechnik und insbesondere Techniken zum Unterstützen von Positionsberechnungen in einer kombinierten Kommunikations/Positionsbestimmungsvorrichtung, wie etwa einem Mobilfunktelefon oder anderen Nachrichtenvorrichtungen, die mit GPS oder anderen Lokalisierungsdiensten ausgerüstet sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Einige Mobilfunktelefone und andere Kommunikationsvorrichtungen besitzen nunmehr die Fähigkeit ihren Ort zu bestimmen. Zahlreiche Anwendungen für diese ortssensitiven Kommunikationsvorrichtungen wurden vorgeschlagen. Vorgeschlagene Anwendungen für diese Technologie enthalten verbesserte Notfallantwort, ortsspezifische Werbung, Verfolgung von Autos oder anderen Flotten oder Vermögensgegenstände sowie andere Anwendungen.

Viele der Nachrichtenvorrichtungen, die mit einer Positionierungsbestimmungstechnologie ausgerüstet sind, verwenden satellitengestützte Positionierungssysteme wie ein globales satellitengestütztes Positionierungssystem (Global Positioning Satellite = GPS). Diese satellitengestützte Positionierungssysteme arbeiten typischerweise durch Empfang von synchronisierten Funksignalen von verschiedenen Satelliten. Einer oder mehrere Korrelatoren untersuchen anschließend die Signale auf das Vorhandensein von einem oder mehreren Identifizierungscodierungen. Diese Identifizierungscodierungen, im Fall von GPS als Gold-Codes bekannt, bestehen aus pseudozufälligen Zahlen. Typischerweise entspricht jeder Gold-Code einen Satelliten in dem Satellitennetzwerk und dient zum eindeutigen Identifizieren des Satelliten. Das Erfassen des Vorhandenseins eines Gold-Codes in einem Funksignal verifiziert, dass das empfangene Signal tatsächlich ein Satellitensignal ist und gibt an, welcher Satellit die Übertragung veranlasst hat. Dieser Prozess des Erhaltens eines Signals, Verifizieren der Signalgültigkeit, und Bestimmen welcher Satellit das Signal gesendet hat, ist als Signalerfassung bzs. Signalakquisition bekannt.

Nachdem eines oder mehrere Satellitensignale erfasst worden sind, führt das Satellitenpositionierungssystem typischerweise dynamische Justierungen durch, wie beispielsweise Justierungen der lokalen Zeitreferenz, um ein stark korreliertes Signal zu erhalten. Dieses Verfahren wird als Verfolgung bzw. Tracking bezeichnet.

Jedes der Satellitensignale enthält Information über die Zeit, zu dem das Signal ausgesendet wurde, bekannt als die Ephemeridendaten, ebenso wie Information über die Position des Satelliten. Aus diesen Daten ist das Satellitenpositionierungssystem in der Lage, seinen Abstand zu jedem Satelliten zu berechnen. Das Satellitenpositionierungssystem benutzt anschließend eine Art der Triangulation zum Bestimmen seiner eigenen Position.

Herkömmlich kann das Verfahren zur Signalerfassung, Verfolgung und Positionsberechnung langwierig sein und oftmals einige Minuten in Anspruch nehmen. Diese lange Verarbeitungszeit ist jedoch unerwünscht und bei Anwendungen wie einer Notfallantwort kann sie unakzeptabel lang sein. Verschiedene Techniken sind bei Mobilfunktelefonen und anderen Kommunikationsvorrichtungen verwendet worden, um die Verarbeitungszeit zu verringern. Oftmals werden auch noch andere Informationen als die Satellitenephemeridendaten für den Satellitenempfänger vorgesehen. Diese Daten, bekannt als Hilfsinformation, sehen tatsächliche oder ungefähre bzw. geschätzte Information vor, die zum Beschleunigen oder Verbessern der Lokalisierungsfähigkeit des Empfängers verwendet werden kann, welcher die Satellitenpositionierungssignale verfolgt.

Zahlreiche Techniken zum Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Satellitenpositionierungssystemen in Kommunikationsvorrichtungen verringern die Zeit, die zum Abschließen der Signalerfassungsstufe erforderlich ist. Beispielsweise kann die Kommunikationsvorrichtung einen Almanach verwenden, der eine Schätzung einer Satellitenposition zu einer bestimmten Zeit enthält. Die Kenntnis der geschätzten Position des Satelliten ermöglicht der Kommunikationsvorrichtung die Signalausgabe von dem Satelliten oder anderen Quellen schneller zu lokalisieren. Des weiteren können die Satellitenpositionsdaten in dem Almanach zum Berechnen oder Abschätzen der Dopplerverschiebung des Satellitensignals verwendet werden. Die Kenntnis der Dopplerverschiebung des Signals ermöglicht der Kommunikationsvorrichtung die Frequenz des Satellitensignals schneller zu erfassen, wobei die Dauer der Erfassungsphase verringert wird. Die geschätzte oder angenäherte Position des Satelliten oder die geschätzte Dopplerverschiebung des Signals können daher als Hilfs- oder Zusatzinformation von der Satellitenpositionierungsschaltung benutzt werden. Der Almanach kann in der Kommunikationsvorrichtung selbst gespeichert sein oder kann in einer entfernt gelegenen Stelle, wie etwa einem Mobilfunkverarbeitungscenter oder einer anderen Stelle gespeichert sein. Falls der Almanach in einer entfernt gelegenen Position gespeichert ist, kann die Information, die in dem Almanach enthalten ist, oder die Ergebnisse der Berechnungen, die unter Verwendung der in dem Almanach enthaltenen Information gemacht werden, an die Kommunikationsvorrichtung über eine drahtlose oder sonstige Verbindung gesendet werden.

Andere Verfahren, die zum Verbessern der Leistungsfähigkeit von Satellitenpositionierungssystemen in einer Kommunikationsvorrichtung verwendet werden, verringern die Verarbeitungszeit, die zum Berechnen der Position aus den Satellitenephemeridendaten verwendet werden. Beispielsweise kann der Triangulationsalgorithmus oder andere Positionsberechnung mit Hilfsinformation versehen werden, die eine geschätzte Position angeben oder einen Bereich von möglichen Positionen angeben, um die Berechnung zu beschleunigen oder genauere Ergebnisse zu erzielen. Bei einigen Kommunikationsvorrichtungen können die geschätzte Position oder der Bereich von möglichen Positionen in der Vorrichtung vorprogrammiert sein; beispielsweise kann eine Vorrichtung, die in einer vorgegebenen geographischen Region hergestellt worden ist, derart programmiert werden, dass das Satellitenpositionierungssystem mit der Suche nach seiner Position in dieser Region als einem Default-Bereich beginnt.

Bei anderen Vorrichtungen kann der Triangulationsalgorithmus mit der letzten bekannten Position der mobilen Vorrichtung versehen werden. Wieder andere Vorrichtungen können Positionsinformation über das Nachrichtennetzwerk verwenden, um den Triangulationsalgorithmus damit zu versehen. Beispielsweise kann ein Mobilfunktelefon, welches an einer Zellenbasisstation in einem Dienstbereich erfasst sein kann, die geschätzte bzw. ungefähre Position des Dienstbereichs oder des Zellturms als einen geschätzten Startpunkt in dem Triangulationsalgorithmus oder einer anderen Positionsberechnung verwenden.

Während diese und andere Techniken, die zum Erzielen der Positionsdaten und zum Verbessern der Genauigkeit der Daten erforderliche Zeit verringern können, ist es jedoch weiterhin wünschenswert, den Prozeß weiter zu beschleunigen. Für bestimmte Anwendungen, bei welchen der kritische Faktor die schnellstmögliche Erzielung von Positionsdaten ist, werden zusätzliche Techniken zum Verringern der Verarbeitungszeit erforderlich. Andere Probleme bestehen.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung, die diese und andere Probleme des Standes der Technik löst, betrifft ein System und ein Verfahren zum Beschleunigen einer Positionierungssystemberechnung, bei welchem ein Referenzpunkt und eine selektive Ungenauigkeit als Hilfsinformation für eine Triangulations- oder anderen Positionsalgorithmus verwendet wird. Bei Ausführungsformen der Erfindung kann eine Hybridkommunikationsvorrichtung, wie etwa ein Mobilfunktelefonhandset oder eine andere Vorrichtung, die mit GPS oder einem anderen Positionierungsdienst ausgerüstet ist, die Position einer Zellendienststelle oder anderer Netzwerkdienststelle als einen anfänglichen Referenzpunkt für Positions-berechnungen erfassen. Bei Ausführungsformen kann ein Bereich der durch diese bestimmte Netzwerkstelle bedient wird, in kleinere diskrete Bereiche unterteilt werden, wie etwa konzentrische Bereichsbänder oder andere Unterteilungen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Kommunikationsvorrichtung einen dieser kleinen Bereiche oder Zonen zum Quantifizieren einer geschätzten Unsicherheit bei der Entfernung von der geschätzten Position verwenden. Der eingebettete GPS- oder sonstige Empfänger kann anschließend diese Unsicherheit von der Referenz benutzen, um die resultierende Positionsberechnung zu verbessern, wie beispielsweise durch Einstellen der Korrelator-Bandbreite oder anderer Resourcen für eine effiziente Erfassung bzw. Akquisition und Verfolgung bzw. Tracking.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und in welcher:

1 eine Kommunikationsarchitektur in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.

2 eine Tabelle ist, die selektive Positionszonen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.

3 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Bestimmen der Position einer Kommunikationsvorrichtung darstellt.

4 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Einstellen einer selektiven Unsicherheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.

5 ein Blockdiagramm ist, das eine Kommunikationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.

6 ein Blockdiagramm ist, das ein System zum Unterstützen eines Satellitenpositionierungssystems in einer entfernten Kommunikationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.

7 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Unterstützen eines Satellitenpositionierungssystems in einer entfernten Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

1 zeigt eine Nachrichtentechnikarchitektur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Positionsreferenzpunkt und selektive Positionszonen benutzt werden können, um die Unsicherheit bei einer anfänglichen Positionsabschätzung einer Hybrid-Kommunikationsvorrichtung 110 genauer zu definieren. Die Kommunikationsvorrichtung 110 kann sowohl einen Kommunikationstransceiver, wie etwa ein Mobilfunktelefon, einen Zwei-Weg-Pager, ein Funkgerät, einen netzwerkfähigen PDA oder eine andere Kommunikationsplattform, als auch einen Positionierungsempfänger, wie etwa einem GPS-Empfänger oder einem anderen Satelliten- oder anderen Positionierungsempfänger enthalten. Die erfasste Unsicherheit kann anschließend für GPS- oder anderen Positionsberechnungen verwendet werden, um eine bessere Akquisition, Trakking-Zeiten und andere Performanceparameter zu erzielen. Die Kommunikationsvorrichtung 110 kann in einer Dienstfläche bzw. -bereich 120 arbeiten und ist bei einer Netzwerkdienststelle 130 registriert bzw. kommuniziert mit ihr. Die Netzwerkdienststelle 130 kann eine Zellenstelle oder eine andere Netzwerkdienststation sein bzw. enthalten, deren feste geographische Position bekannt ist, beispielsweise definiert durch in der Netzwerkdienststelle 130 gespeicherte Längen- und Breitendaten oder sonst wie. Bei Ausführungsformen kann die Netzwerkdienststelle 130 daher als ein Positionsreferenzpunkt 140 dienen.

Eine Vielzahl von selektiven Positionszonen 150154 können mit dem Dienstbereich 120 assoziiert sein. Wie dargestellt, können selektive Positionszonen 150154 aus konzentrischen Ringen bestehen bzw. konzentrische Ringe enthalten und der Positionsreferenzpunkt 140 kann als Mittelpunkt dieser Ringe angeordnet sein. Bei Ausführungsformen können die selektiven Positionszonen andere Formen als Ringe aufweisen bzw. enthalten. Abhängig von der Implementation können die selektiven Positionszonen überlappen, gemeinsame Grenzen teilen oder ineinander enthalten sein.

Bei Ausführungsformen kann jede der selektiven Positionszonen aus einem relativ kleinen Bereich innerhalb eines größeren Bereichs 120 bestehen. Bei anderen Ausführungsformen kann jede der selektiven Positionszonen einen tatsächlichen Abstand aufweisen, einen ungefähren Abstand aufweisen oder einen Bereich von Abständen aufweisen, von einem festen Punkt wie dem Positionsreferenzpunkt 140 aus. Bei anderen Ausführungsformen kann jede selektive Positionszone Daten oder eine Softwarevariable sein bzw. enthalten, die zum Bestimmen einer Position mit größerer Genauigkeit verwendet werden kann. Bei Ausführungsformen kann die Vereinigung der selektiven Positionszonen 150154 die Dienstfläche 120 abdecken.

Wenn die Kommunikationsvorrichtung 110 in den Netzwerkdienstbereich 120 eintritt, kann sie registriert werden und mit der Netzwerkdienststelle 130 kommunizieren. Bei Ausführungsformen kann Information zwischen der Kommunikationsvorrichtung 110 und der Netzwerkdienststelle 130 ausgetauscht werden, um zu bestimmen, in welcher selektiven Positionszone 150154 die Kommunikationsvorrichtung 110 positioniert ist. Beispielsweise kann Information über die Signalstärke, die Zeitverzögerung oder die Ankunftszeit des Signals, das durch die Kommunikationsvorrichtung 110 zu der Dienststelle 130 übermittelt worden ist, verwendet werden, um zu bestimmen, in welcher selektiven Positionszone 150154 die Kommunikationsvorrichtung höchstwahrscheinlich positioniert ist.

In diesem Zusammenhang kann bei Ausführungsformen die Netzwerkdienststelle 130 das Konzept des Zeitvorlaufs (concept of time-advance) verwenden, um sicherzustellen, dass die Kommunikationsvorgänge, die von dieser Station bedient werden, in einer kohärenten Art und Weise ausgeführt werden. Da der Dienstbereich 120 einer Netzwerkdienststelle 130 relativ groß sein kann, können Signale, die zwischen einer oder mehreren Kommunikationsvorrichtungen 110 und der Netzwerkdienststelle 130 hin und her gesendet werden, leicht verzögert sein, abhängig von dem Abstand zu der Netzwerkdienststelle 130. Um sicherzustellen, dass empfangene Signale von einer oder mehreren Vorrichtungen mit geeigneten Zeitschlitzen bzw. Time Slots in GSM, CDMA, TDMA oder anderen Systemen synchronisiert werden, kann die Netzwerkdienststelle 130 den Time Slot einstellen oder verlaufen lassen, der von Signalen von einer entfernten Vorrichtung in einem Speicherbuffer belegt ist, oder ähnliches. Wenn der Abstand von dem Handset und dem Basisstationturm oder einer anderen Gerätschaft sich vergrößert, verringert sich die Signalstärke und erhöht sich die Zeitverzögerung. Daher kann die Netzwerkdienststelle 130 eine Berechnung basierend auf der Signalstärke oder der Zeitverzögerung des eingehenden Signals durchführen, um seinen Abstand von dem Basisstationsturm oder einer anderen Gerätschaft zu bestimmen. Die Netzwerkdienststelle 130 kann anschließend das Signal zu einer Anzahl an diskreten Time Slots basierend auf der Signalstärke, der Zeitverzögerung oder anderen Parametern vorlaufen lassen. Beispielsweise kann das kommerzielle iDENTM Network, das von Motorola Inc. verfügbar ist, 16 Zeit-Vorlaufsinkrementierungen von jeweils 62,5 Mikrosekunden benutzen. Andere Intervalle und Berechnungen sind möglich. In diesem Beispiel werden stärkere Signale, die von einer Vorrichtung nahe der Netzwerkdienststelle 130 kommen, mit 0 Inkrementierungen vorlaufen, leicht schwächere Signale, die von leicht weiteren entfernt liegenden Vorrichtungen kommen, werden mit 1 Inkrementierung vorlaufen bzw. 62,5 Mikrosekunden und so weiter.

Die Zeitvorlauf Slots, die zum Aufrechterhalten der Reihenfolge bei empfangenen Signalen verwendet werden, können als eine Reihe von konzentrischen Ringen visualisiert werden und beispielsweise von außen nach innen mit 0 bis n – 1 oder ähnliches bezeichnet werden. Eine aktive Vorrichtung, die innerhalb eines bestimmten Rings oder eines Zeitvorlauf-Bandes angeordnet ist, kann eine Signaldarstellung aufweisen, die durch eine entsprechende Zahl von Zeitinkrementierungen läuft. Bei Ausführungsformen der Erfindung können diese Zeitvorlaufbänder zum Darstellen der selektiven Positionszonen verwendet werden. In 2 können die selektiven Positionszonen 150154 mit den Zeitvorlaufbändern, die durch das Netzwerk verwendet werden, korrespondieren bzw. darauf bezogen sein. Andere Konfigurationen sind möglich.

Jede selektive Positionszone bei der Vielzahl von selektiven Positionszonen 150154 kann durch einen ungefähren Abstand oder Bereich von Abständen beschrieben werden, der durch die Zeitvorlaufinformation berechnet worden ist. Alternativ kann jede Positionszone durch mathematische Ausdrücke beschrieben werden, unter Verwendung einer Identifikationsnummer beschrieben werden, in Relation zu dem Positionsreferenzpunkt 140 beschrieben werden oder auf andere Arten beschrieben werden.

Die selektiven Positionszonen 150154 können verwendet werden, um eine Unsicherheit bei einer anfänglichen Positionsabschätzung der Kommunikationsvorrichtung 110 zu definieren. Bei Ausführungsformen kann der Positionsreferenzpunkt 140 als eine anfängliche Abschätzung der Position der Vorrichtung 110 dienen. Die Unsicherheit bei dieser Abschätzung kann unter Verwendung der Information über die selektiven Positionszonen 150154 berechnet werden. Beispielsweise kann eine Vorrichtung in einer bestimmten Positionszone 152 angeordnet werden, und die Positionszone 152 kann ein Ring sein, der durch den Positionsreferenzpunkt 140, einen Innenradius r1160 und einen Außenradius r2 170 beschrieben ist. Bei diesem Beispiel könnte die Vorrichtung 110 als am Punkt 140 angeordnet angenommen werden, mit einer Unsicherheit von r1 bis r2. Ähnliche Techniken können zum Bestimmen der Positionsunsicherheit einer Vorrichtung verwendet werden, die in einer anderen selektiven Positionszone angeordnet ist, unabhängig davon, ob die Zone ringförmig oder sonst wie geformt ist.

Bei Ausführungsformen der Erfindung kann eine Vielzahl von Positionsunsicherheiten verwendet werden, und die geschätzte Position der Kommunikationsvorrichtung 110 kann unter Verwendung eines Positionsreferenzpunktes 140 beschrieben werden und eine selektive Positionsunsicherheit kann aus der Vielzahl von Positionsunsicherheiten ausgewählt werden. Bei Ausführungsformen können diese selektiven Positionsunsicherheiten in Zusammenhang mit selektiven Positionszonen verwendet werden, als eine abwechselnde Darstellung von selektiven Positionszonen oder anstelle von selektiven Positionszonen.

Sobald die Position der Vorrichtung mit einer bestimmten selektiven Unsicherheit bekannt ist, kann die Vorrichtung oder die Netzwerkdienststelle diese Information verwenden, um Einstellungen bei der Positionsverarbeitung vorzunehmen. Beispielsweise kann die Kommunikationsvorrichtung oder bei anderen Ausführungsformen die Netzwerkdienststelle 130 bestimmte Verarbeitungsparameter einstellen, wie beispielsweise einem Erhöhen oder Erniedrigen der Bandbreite, die einen Korrelator zum Suchen nach einem bestimmten Gold-Code oder anderem Signal zugeordnet ist, basierend auf der Unsicherheit bei der Position der Vorrichtung. Dies führt zu einer entsprechenden Erhöhung oder Erniedrigung bei der Sensitivität in dem GPS- oder anderen Positionierungsempfänger, so dass, wenn es eine vergleichsweise größere Unsicherheit bei der Position der Kommunikationsvorrichtung 110 gibt, eine größere Sensitivität benutzt werden kann, wohingegen wenn die Unsicherheit vergleichsweise gering ist, eine geringere Sensitivität erforderlich sein kann.

2 ist eine Tabelle, die selektive Positionszonen in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei diesem Beispiel sind die selektiven Positionszonen als Zeitvorlaufbänder implementiert, wobei es 16 Bänder gibt, die von 0–15 nummeriert sind und die Zeitvorlaufinkrementierung 62,5 Mikrosekunden beträgt. Es ist jedoch dem Fachmann offensichtlich, dass auch andere Implementationen möglich sind. Bei diesem Beispiel zeigt die erste Spalte einen Index für jedes Zeitband und die zweite Spalte zeigt den Betrag des korrespondierenden Zeitvorlauf. Die dritte Spalte zeigt den Innenradius des Zeitvorlaufbandes und die vierte Spalte zeigt den Außenradius des Zeitvorlaufbandes.

Wenn die selektiven Positionszonen exakt mit den Zeitvorlaufbändern korrespondieren, kann ein Innenradius in der dritten Spalte und ein Außenradius in der vierten Spalte zum Beschreiben einer selektiven Positionszone verwendet werden. In diesem Fall können die zwei Radien und der Positionsreferenzpunkt als Hilfs- bzw. Zusatzinformation zu dem Triangulationsalgorithmus oder einer anderen Positionsberechnung weitergeleitet werden, und das Satellitenpositionierungssystem wird nach einer Positionierungsbestimmung innerhalb des bestimmten Zeitvorlaufbandes suchen. Dies kann vorteilhafterweise die Zeit verringern, die zum Bestimmen der Position erforderlich ist.

Bei alternativen Ausführungsformen können die selektiven Positionszonen auf die Zeitvorlaufbänder bezogen werden, aber nicht genau mit den Zeitvorlaufbändern korrespondieren. Beispielsweise können bei einigen Ausführungsformen der Erfindung die selektiven Positionszonen derart gewählt werden, dass sie leicht überlappen. Bei diesen , Ausführungsformen kann der Innenradius der selektiven Positionszone kleiner als der Innenradius des korrespondierenden Zeitvorlaufbandes sein und der Außenradius wird größer sein. Bei anderen Ausführungsformen können die selektiven Positionszonen als konzentrische Kreise gewählt werden und ein Außenradius genügt zum Beschreiben der selektiven Positionszone.

3 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Bestimmen der Position einer Kommunikationsvorrichtung darstellt. Der Prozess kann mit dem Schritt 310 initiiert werden, bei dem eine Positionsanforderung erfolgt. Beim Schritt 320 werden Ephemeridendaten bezogen. Diese Daten können unter Verwendung von Techniken erzielt werden, wie sie oben erläutert wurden, oder es können andere im Stand der Technik bekannte Techniken verwendet werden. Bei Schritt 330 wird ein Positionsreferenzpunkt bezogen. Der Referenzpunkt kann beispielsweise über eine drahtlose oder sonstige Kommunikationsverbindung bezogen werden.

In Schritt 340 wird eine selektive Positionszone bezogen. Typischerweise stellt die selektive Positionszone einen Bereich dar, von dem angenommen wird, dass die Kommunikationsvorrichtung darin angeordnet ist, oder stellt einen ungefähren Abstand oder Bereiche von Abständen von dem Positionsreferenzpunkt dar. Diese selektive Positionszone kann beispielsweise über eine drahtlose oder sonstige Verbindung bezogen werden. Alternativ kann andere Information über eine drahtlose oder andere Verbindung bezogen werden und diese Information kann zum Berechnen einer selektiven Positionszone verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Reihenfolge, in welcher die Satellitenephemeridendaten, die Positionsreferenzpunktdaten und die selektiven Positionszonendaten bezogen werden, geändert werden oder die Daten können gleichzeitig bezogen werden. Abhängig von der jeweiligen Umsetzung können selektive Unsicherheitsdaten zusammen oder anstelle von selektiven Positionszonendaten verwendet werden.

In Schritt 350 wird die Positionsberechnung durchgeführt. Bei Ausführungsformen kann die Positionsberechnung eine Triangulationsberechnung oder eine andere Berechnung sein. Die Satellitenephemeridendaten, die in Schritt 320 bezogen worden sind, der Positionsreferenzpunkt, der in Schritt 330 bezogen worden ist, und die selektiven Positionszonendaten, die in Schritt 340 bezogen worden sind, können bei der Positionsberechnung verwendet werden.

4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Einstellen einer selektiven Unsicherheit in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Prozess kann bei Schritt 410 beginnen, bei dem eine Positionsbestimmung angefordert wird. Nachdem die Positionsbestimmung angefordert worden ist, kann in Schritt 420 ein Zeitvorlaufsdatum bezogen werden. Dieses Zeitvorlaufsdatum kann eine Identifizierungsnummer sein, die mit einem Zeitbandvorlaufband korrespondiert, eine Information sein, die mit einer Dauer des Zeitvorlaufs korrespondiert, eine Information sein, die mit einem Abstand oder Bereich von Abständen korrespondiert, oder irgendeine andere Information sein, welche zum Bestimmen der Unsicherheit von einer anfänglichen Positionsabschätzung verwendet werden kann.

In Schritt 430 kann abhängig von der Ausführung die maximale Handset-Entfernung von der anfänglichen Positionsabschätzung berechnet werden. Bei Ausführungsformen kann auch die minimale Handset-Entfernung von der Positionsabschätzung berechnet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die notwendige Information bereits bekannt sein und die Berechnung 430 erfolgt nicht.

Bei Schritt 440 kann die Positionsunsicherheit auf einen vorbestimmten Wert in Abhängigkeit von den Zeitvorlaufsdaten oder den Ergebnissen der Berechnung 430 eingestellt werden. Bei Schritt 450 kann eine Positionsbestimmungsanforderung zu dem GPS-Subsystem gesendet werden.

5 stellt eine Kommunikationsvorrichtung 500 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dar. Die Kommunikationsvorrichtung kann ein Mobilfunktelefon, einen Zwei-Weg-Pager, ein Seefunkgerät, ein PDA oder eine andere Kommunikationsvorrichtung sein bzw. enthalten. Die Kommunikationsvorrichtung 500 kann ebenso ein Satellitenpositionierungssystem bzw. ein satellitengestütztes Positionsermittlungssystem 510 enthalten, welches zum Berechnen der Position der Vorrichtung verwendet werden kann. Die Vorrichtung 500 kann ferner ein Datum 510 enthalten, das einen Positionsreferenzpunkt repräsentiert, und ein Datum 530, das eine selektive Positionszone repräsentiert. Diese Daten können beispielsweise durch Softwarevariablen oder auf andere Weise implementiert sein. Wenn eine Positionsbestimmung angefordert wird, können das Positionsreferenzdatum 520 und das selektive Positionszonendatum 530 berechnet, abgeleitet, über eine drahtlose oder sonstige Verbindung empfangen oder anderweitig bezogen werden. Variablen, die diese Daten repräsentieren, können eingestellt werden oder diese Information kann auf andere Weise in dem System gespeichert werden. Diese Daten können anschließend zu dem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem 510 weitergereicht werden oder es kann von diesem darauf zugegriffen werden. Das satellitengestützte Positionsbestimmungssystem 510 kann anschließend diese Daten 520 und 530 als Hilfsinformation für einen Triangulationsalgorithmus oder einer anderen Positionsberechnung verwenden.

6 stellt ein System 600 zum Unterstützen eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems in einer entfernten Kommunikationsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dar. Bei Ausführungsformen kann das System eine Netzwerkdienststelle, wie etwa eine Zellenstelle oder eine Netzwerkdienststation sein bzw. enthalten. Das System 600 kann ferner einen Transceiver 610 oder ein anderes System zum Kommunizieren mit einer entfernten Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt) enthalten. Typischerweise wird das System 600 mit der entfernten Vorrichtung kommunizieren, die innerhalb eines vorgegebenen physikalischen Flächenbereichs 620 positioniert bzw. angeordnet ist.

Das System 600 kann ein Datum 630 enthalten, das einen Positionsreferenzpunkt repräsentiert. Typischerweise wird der durch das Datum 630 repräsentierte Positionsreferenzpunkt die physikalische Position 601 des Systems 600 sein.

Das System 600 kann ferner eine Vielzahl von Daten 641644 sein, die eine Vielzahl von selektiven Positionszonen repräsentieren. Typischerweise repräsentiert jede selektive Positionszone bei der Vielzahl der selektiven Positionszonen einen Abschnitt des Flächenbereichs 620. Bei Ausführungsformen können die selektiven Positionszonen bei der Vielzahl von Daten 641644 derart gewählt werden, dass die Vereinigung der selektiven Positionszonen den Flächenbereich 620 abdeckt.

Wenn eine Anforderung für die Position einer Kommunikationsvorrichtung erfolgt, kann das System 600 den Positionsreferenzpunkt 630 der Vorrichtung übermitteln. Das System 600 kann ferner bestimmen, in welcher selektiven Positionszone die Kommunikationsvorrichtung angeordnet bzw. positioniert ist. Das System 600 kann anschließend das entsprechende Datum aus der Vielzahl von Daten 641644 zu der Vorrichtung über das Kommunikationssystem 610 kommunizieren. Alternativ kann das System 600 eine Berechnung auf der Grundlage des korrespondierenden Datums durchführen und das Ergebnis zu dem Kommunikationssystem 610 übermitteln bzw. kommunizieren. Das Ergebnis der Berechnung kann beispielsweise ein Zeitvorlaufindex, ein Zeitvorlauf, eine ungefähre Position, ein Bereich von Positionen, eine Positionsunsicherheit oder andere Information sein.

7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Unterstützen eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems in einer entfernten Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Verfahren kann bei Schritt 710 initiiert werden, bei dem eine Positionsbestimmung angefordert wird. Bei Schritt 720 kann eine selektive Positionszone aus einer Vielzahl von selektiven Positionszonen ausgewählt werden. Bei Schritt 730 wird die selektive Positionszone und ein Positionsreferenzpunkt zu der entfernten Einheit kommuniziert.

Die vorhergehende Beschreibung des Systems und des Verfahrens zum Positionsunterstützen für ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem gemäß der Erfindung ist lediglich beispielhaft und Abwandlungen im Aufbau und der Durchführung sind dem Fachmann offensichtlich. Beispielsweise kann bei den Ausführungsformen die Anzahl der selektiven Positionszonen erhöht werden oder durchgehend gemacht werden, obwohl die Erfindung im allgemeinen mit einer relativ kleine Anzahl an diskreten selektiven Positionszonen beschrieben worden ist. In ähnlicher Weise können bei Ausführungsformen die selektiven Positionszonen sich mit der Zeit ändern, obwohl die selektiven Positionszonen als feststehende Ringe oder Bereiche beschrieben worden sind. Die selektiven Positionszonen können ebenso mit der Position des Handsets oder dem Signal der Handset-Veränderung abgewandelt werden.

Es ist ebenso festzuhalten, dass die Kommunikationsvorrichtung und das entsprechende Netzwerk, in welchem die Erfindung betrieben werden kann, ein Mobilfunktelefon sein kann bzw. enthalten kann, jedoch auch aus anderen Kommunikationsplattformen, wie etwa drahtgebundenen oder drahtlosen Telefonen, Zwei-Weg-Radios wie etwa der Öffentliche Dienst, See- oder andere Funkverbindungen, netzwerkfähige drahtlose Kommunikationsvorrichtungen wie etwa 802.11a, 802.11b, 802.11g oder andere Telefonie mit langer oder kurzer Reichweite, oder andere Einheiten oder Kommunikationsausrüstung bestehen kann. Obwohl die Erfindung im Allgemeinen im Zusammenhang eines Positionsbestimmungsempfängers, der in einem Mobilfunkhandset oder einer anderen Kommunikationsvorrichtung integriert ist, beschrieben worden ist, können bei anderen Ausführungsformen die Mobilfunkbasisstation oder eine andere Netzwerkdienststelle in ähnlicher Weise oder alternativ dazu mit einer Positionsbestimmungsempfängerausrüstung ausgerüstet werden und die Erfindung kann die Netzwerkdienststelle sein, oder enthalten oder teilweise darin betrieben werden.

Obwohl bestimmte Berechnungen als in bestimmten Teilen der Netzwerkarchitektur auftauchend beschrieben worden sind, können ferner bei Ausführungsformen Berechnungen auf eine oder mehrere unterschiedliche Teile des gesamten Netzwerks verteilt werden oder in einem oder mehreren Teilen des gesamten Netzwerks konsolidiert werden, abhängig von der jeweiligen Implementation. Während beispielsweise beschrieben worden ist, dass die selektiven Unsicherheitsdaten in der Basisstation oder einer anderen Netzwerkdienststation 130 erzeugt und zu der Kommunikationsvorrichtung 110 zum Unterstützen einer lokalen Positionsbestimmung in der Vorrichtung kommuniziert worden sind, kann bei Ausführungsformen die Positionsberechnung ganz oder teilweise in der Netzwerkdienststation 130 oder sonst wo durchgeführt werden und zu der Kommunikationsvorrichtung 110 oder sonst wo hin kommuniziert werden.

Des weiteren ist die Erfindung im Allgemeinen so beschrieben worden, dass ein Auffinden einer selektiven Positionszone auf der Grundlage eines Abstandes zu einer Netzwerkdienststelle stattfindet. Daher sind die selektiven Positionszonen und die selektiven Unsicherheiten als nicht direktional bzw. gerichtet beschrieben worden, sondern stellen lediglich einen Abstand von einer festen Position dar. Bei Ausführungsformen der Techniken, wie sie vorangehend geschrieben worden sind, kann jedoch im Zusammenhang mit der Erfassung eine Vielzahl von Netzwerkdienststellen verwendet werden. Falls zwei oder mehr Netzwerkdienststellen zum Ermitteln einer selektiven Positionszone verwendet werden, kann die selektive Positionszone anschließend gerichtet sein, da sie eine bestimmte Schnittzone oder Zonen zwischen den Dienststellen repräsentieren kann. Folglich können die selektiven Unsicherheiten, die auf der Basis der Daten von zwei oder mehr Netzwerkdienststellen berechnet werden, anschließend ebenso gerichtet sein.

Der Umfang der Erfindung ist dementsprechend als lediglich durch die folgenden Ansprüche beschränkt aufzufassen.

ZusammenfassungSystem und Verfahren zum Unterstützen einer Positionsbestimmung in einem Po sitionsbestimmungssystem

Die Erfindung sieht ein Mobilfunktelefon oder eine andere Kommunikationsvorrichtung mit einer verbesserten satellitengestützten Positionsbestimmungsfähigkeit vor. Ein Positionsreferenzpunkt und ein selektiver Unsicherheitsbereich können als Hilfsinformation für eine globale Positionsbestimmungsberechnung verwendet werden. Bei Ausführungsformen kann der Positionsreferenzpunkt die Position einer zellenbasierten Dienststelle oder einer anderen Netzwerkdienststelle, die die Kommunikationsvorrichtung bedient, repräsentieren. Bei Ausführungsformen kann die selektive Unsicherheit aus einer Vielzahl von möglichen Unsicherheiten ausgewählt werden und einen ungefähren Abstand von der Kommunikationsvorrichtung zu den Positionsreferenzpunkt repräsentieren. Bei anderen Ausführungsformen kann die selektive Unsicherheit einen Bereich von möglichen Positionen innerhalb eines Neztwerkdienstbereichs repräsentieren.

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