[发明专利]使用同步及异步技术的混合定位

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技术领域

背景技术

本发明及本文所描述的各种实施例总的来说涉及获得移动装置的位置确定，且更具体来说涉及用于使用LTE定位协议中的混合定位功能性获得移动装置的位置确定的方法及设备。

能够获得自身的陆地位置的移动装置常常使用全球定位系统(GPS)接收器及技术来获得陆地位置。用于获得这种位置的程序有时被称作获得“位置确定”。在大多数情况下，具有GPS接收器的移动装置只需要依赖于来自全球导航卫星系统(GNSS)的定位卫星来获得位置确定，例如美国卫星星座GPS或俄罗斯格罗斯系统(全球轨道导航卫星系统)。其它全球卫星系统正在开发，例如欧洲伽利略系统及中国北斗(COMPASS)系统。

为了仅使用GNSS测量值来计算位置确定，在计算GPS接收器的位置的过程中使用从已知位置上的卫星并行地发射的无线信号。GPS接收器从其天空视野内的卫星接收信号。GPS接收器通过测量每个GPS无线电信号的发射与接收之间的时间延迟来测量自身与至少三个GPS卫星之间的距离。在得到三个GPS卫星的位置及这些卫星之间的距离后，GPS接收器使用一种称为三边测量的基于距离的计算来计算其位置。

为了进行三边测量计算，必须知道GPS信号的发射时间及接收时间。这样就可以使用信号的已知速度(即光速)来计算距离。但是，由于移动装置的时间保持的即使很轻微的不准确性，所以距离并不准确。因而，典型的距离计算包含不确定性，有时称为时间偏差或时钟偏差。近似距离计算加上时钟偏差常常称为伪距，并且正是这些伪距实际上被用在三边测量技术中用来获得位置确定。

为了调节时钟偏差，常常可以使用视野中的第四个卫星来求出这个第四变量，或者其它时候，用移动装置的海拔高度充当第四约束条件。

但是，有时候移动装置的视野中没有三个或四个卫星。山脉、城市区域甚至密集的森林都可能会让GPS接收器无法从卫星精确接收。多年来，人们创建了来自地面的位置服务器的辅助数据，以便帮助改善位置确定的精确性并且帮助补偿类似这样的局限性。人们安装了陆地基站来帮助将信号发射到原本看不到足够数目的卫星的移动装置。这些基站、位置服务器及其它辅助设备经由无线网络连接起来，从而创建了一个被称为辅助GPS或A-GPS的提供辅助数据的系统。

在视野中存在的GNSS卫星不到三个的情况下，使用A-GPS网络通过提供基站位置来有效取代缺失的卫星来帮助获得位置确定。使用多种定位技术(例如一个或一个以上GNSS卫星加上一个或一个以上基站)的定位过程有时被称作混合定位。

电信中使用多种A-GPS网络，这些网络是围绕多种蜂窝式通信系统协议建立的，每一种网络的消息格式都是不同的。举例来说，无线资源位置服务(LCS)协议(RRLP)是用于全球移动通信系统(GSM)及通用移动电信系统(UMTS)，IS-801是用于码分多址(CDMA)，而无线电资源控制(RRC)是用于宽带CDMA(WCDMA)及开放移动联盟安全用户平面位置(OMA SUPL)。

但是，鉴于无线通信的全球性质及现在服务于数百万台移动装置的多样化的电信运营商队伍，已经开始需要创建更加统一并且规范的无线协议。第三代合作伙伴计划(3GPP)就是这样一个设法创建使得无线运营商、工程师及研究人员可以通过在共用平台上开发而更有效地改善无线通信的通用标准的组织。据说，本领域正在朝一种称为长期演进(LTE)的移动通信标准融合，这种标准特别注重优化数据存储及发射。LTE定位协议(LPP)是一种针对LTE开发的消息格式标准，并且定义了移动装置与A-GPS功能性中常用的位置服务器之间的消息格式。本领域的一些期望是大多数或所有运营商都将统一遵照LPP，从而需要优化位置服务器以便有效利用这些LPP消息格式。

LPP中的消息格式的两个区域包含OTDOA(观测到达时间差)测量值及FTA(精确时间辅助)上行链路信息。OTDOA测量值涉及从陆地基站或eNodeB(而不是GNSS卫星及其类似物)到移动装置或用户设备(UE)的下行链路信息。OTDOA定位背后的原理类似于GPS。位置确定通常在UE与网络之间分布。不同于GPS定位，UE并不获得精确的参考时间，而是位置估计是基于至少两个基站小区的接收到的时间差。

FTA信息包含从移动装置发射到位置服务器的信息，作为对于从GNSS测量接收到的传统时序及星历表数据的补充。FTA中的信息可以帮助位置服务器计算更加精确的位置确定。可以在各种A-GPS网络中检索FTA信息，但是其格式及内容可以根据所使用的标准而变化。具体来说LPP具有不同于目前设计的所有其它A-GPS协议的所定义的格式。