[发明专利]用于定位以模拟模式操作的配备GPS的无线装置的方法和装置

说明书

发明背景

发明领域

一般，本发明涉及通信网络。尤其，本发明涉及一种装置和方法，用于

确定在蜂窝通信网络中的移动电话的物理位置。

现有技术的描述

在全球定位卫星网络(GPS)和地面移动通信中的最近发展使之希望把GPS功能性集成到诸如移动电话之类的移动通信装置(这里更一般地把它称为移动站)中，以便支持各种位置定位功能和特征。无线链路存在于地面移动通信系统中的移动通信装置和在通信系统中的基站之间。一般，基站是固定的通信装置，它从无线移动通信装置接收无线通信和把无线通信发送到无线移动通信装置。基站还与通信网络进行通信，以完成移动通信装置和终点装置之间的连接，所述终点装置诸如另一个移动通信装置、传统的电话、计算机或任何其它如此的装置。可以使用无线链路来传递移动通信装置和基站之间的位置定位信息，以便改进在移动通信装置中的GPS接收机的性能。尤其，可以通过基站执行而不是通过通信装置执行某些功能，所述某些功能是为了根据GPS系统对移动通信装置的位置定位而必须执行的。通过把某些功能“卸载”到基站可以降低通信装置的复杂度。此外，由于基站是固定的，可以使用基站的位置来辅助通信装置位置的定位。

诸如CDMA分层(Tiered)服务(在行业标准TR45.5.2.3./98.10.xx.xx，CDMA分层服务阶段(Stage)2说明中描述，版本1.1，电信行业协会/电子行业协会(TIA/EIA)出版)之类的许多服务要求无线电话能够在空闲状态中确定它的位置。然后必须向用户显示位置。在空闲模式中，无线电话监测来自基站的发送，所述发送是基站在控制信道上广播的。例如，在行业标准IS-95 CDMA系统(如由TIA/EIA出版的行业标准IS-95所定义)中，基站发送一个寻呼信道。能够从特定基站接收信号的每个电话将监测在控制信道上的信息广播，以确定是否对该电话指定输入呼叫或其它数据。

一般，GPS接收机测量至少4个GPS卫星的距离。如果在进行测量的当时已知卫星的位置和从电话到卫星的距离，则可以计算电话的位置。由于GPS卫星的轨道围绕地球，所以GPS卫星相对于地球的相对位置随时间而变化。通过得到卫星轨道的说明连同当要计算卫星位置时的时间，可以确定GPS卫星的位置。一般，使GPS卫星的轨道塑造成带有考虑各种干扰的修正项的经修改的椭圆形。

对装置的位置进行计算的某些方法要求在无线电话处测量到卫星的距离，然后把这些距离发送到连接到基站的服务器。基站使用这些距离连同在进行距离测量当时的卫星的位置来计算电话的位置。可以把所计算的位置向用户显示，或发送到需要该位置的任何其它整体。这个方法适用于具有专用话务信道的电话。然而，所述方法不适宜于在空闲状态中的电话，因为电话缺少用于在空闲状态期间把信息发送到基站的专用话务信道。

在缺少用于与基站进行通信的专用话务信道的情况中，电话可以使用共享接入信道，以把信息发送到基站。然而，在共享接入信道(是通常用于建立到和从电话的呼叫的一个信道)上把所测量距离发送到基站可能会明显地影响共享接入信道的容量，并影响给电话供电的电池寿命。因此，把所测量距离发送到基站是不现实的。既然是这样，电话必须计算它自己的位置。为了这么做，电话必须知道GPS卫星的位置以及在GPS卫星时钟中的误差，因为需要正确的GPS卫星时钟来正确地确定距离测量值。在控制信道上把这个信息发送到电话。然而，即使把这个信息发送到电话也在控制信道上产生明显的负担。

在传统情况下，控制信道必须携带大量接入信息。控制信道携带消息的容量极有限。因此，在控制信道上不可能传递过多的GPS信息。此外，必须以一种形式发送信息，这种形式允许在接收到所述信息之后相当长的时间中可以使用所述信息。

在下述方法中，本发明认识并解决了这些问题和缺点。本发明与CDMA调制系统和在对许多系统用户进行服务的电信系统中使用的技术兼容。在题为“使用卫星或地面中继器的扩频多址通信系统(SPREAD SPECTRUM MULTIPLEACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS)”的美国专利第4,901,307号中可以找到这种类型的多址通信系统中的CDMA系统和技术的更加强的讨论，该专利已转让给本发明的受让人，并在此引用它所揭示的内容作为参考。此外，本发明可以理想地适用于在其它通信系统(诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)以及幅度调制(AM)方案)中使用的其它调制系统和技术。

发明概要