Способ и устройство для проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных

Способ и устройство для проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к проверкеустройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных. В частности настоящее изобретение относится к имитатору объекта определения местоположения, применяемому при проверке устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных.

Уровень техники

В последнее время значительно повысился интерес к определению местоположения мобильных устройств. Особый интерес, при этом, проявляется в области обеспечения возможности определения местоположения абонентов сотовой телефонной сети в определенных обстоятельствах. Например, Федеральная комиссия связи (ФКС, FCC) США издала распоряжение, в соответствии с которым местоположение пользователя телефона сотовой связи должно определяться автоматически, когда пользователь набирает номер 911. Кроме этого распоряжения FCC, предполагается, что будут разработаны другие приложения, в которых может использоваться информация о местоположении пользователей.

В настоящее время применяют различные технологии определения местоположения мобильного модуля. Например, получила распространение Глобальная система позиционирования (ГСП, GPS), которая представляет собой спутниковую систему, обеспечивающую для пользователей возможность, с помощью приемника GPS определять свое местоположение в любом месте мира. Приемник GPS обычно определяет свое местоположение путем измерения относительного времени поступления сигналов, переданных одновременно от множества спутников GPS.

Каждый спутник GPS передает сверхвысокочастотный сигнал несущей, который "расширен" с использованием повторяющегося кода, построенного на основе псевдослучайной шумовой (ПСШ, PRN) последовательности. Код ПСШ каждого спутника является уникальным для этого спутника, и все коды ПСШ повторяются и имеют одинаковую продолжительность. Кроме того, расширение сигнала несущей, используемое всеми спутниками GPS синхронизировано так, что оно начинается в одно время, соответствующее времени GPS. Сверхвысокочастотный сигнал несущей также промодулирован сигналом с частотой 50 Гц, который содержит данные, описывающие орбиты спутников, коррекцию часов и другие системные параметры. Данные позиционирования спутника GPS, а также данные синхронизации часов, обычно называют "эфемеридными" данными.

Как правило, приемник GPS позволяет воспроизводить, или сохранять в памяти, копии кодов ПСШ, используемых спутниками GPS. Приемник сдвигает копию ПСШ по времени до тех пор, пока не будет получена корреляция с кодом ПСШ, переданным спутником и принятым приемником GPS. Смещение по времени, соответствующее обеспечению корреляции, представляет собой параметр времени поступления сигнала (ВПС, TOA) ПСШ спутника в приемник. ВПС пропорционально расстоянию между спутником и приемником, со смещением, равным разнице между часами приемника и временем GPS. ВПС обычно называют псевдодальностью. Для обеспечения возможности получения решения по местоположению приемника приемник GPS измеряет псевдодальность до множества спутников (обычно четырех), для получения решения местоположения по координатам x, y и z и для коррекции ошибок синхронизации между часами приемника и временем GPS. В дополнение к измерениям псевдодальности приемник демодулирует эфемеридные данные, что позволяет провести оценку местоположения спутников, когда будет выполнено измерение псевдодальности. На основе известного местоположения спутников и относительного расстояния до каждого спутника можно выполнить оценку местоположения приемника с использованием процесса трехстороннего измерения.

Процесс поиска и захвата сигналов GPS, считывания эфемеридных данных для множества спутников и оценки местоположения приемника на основании этих данных требует времени и часто занимает несколько минут. Во многих случаях такое длительное время обработки является недопустимым и, кроме того, это существенно ограничивает срок службы батарей в случае микроминиатюрных портативных вариантов применения.

Для уменьшения времени, требуемого для получения данных GPS, используемых для оценки местоположения, были предприняты несколько попыток применения различных технологий. Одна такая технология, которая была разработана в промышленности радиосвязи, определена стандартом TIA/EIA IS-801-1 под названием "Position Determination Service Standards for Dual Mode Spread Spectrum Systems", который приведен здесь полностью в качестве ссылки. Стандарт IS-801-1 содержит определения для сообщений, которые передают между мобильным модулем и инфраструктурой сети, такой как сеть сотовой связи, для уменьшения времени, необходимого для получения данных GPS. Мобильный модуль может включать, например, телефон сотовой связи с функцией GPS. Инфраструктура сети может включать Объект определения местоположения (ООМ, PDE), который помогает мобильному модулю получать данные GPS. Например, когда требуется определить местоположение мобильного модуля, ООМ может передавать вспомогательные данные в удаленный блок для упрощения захвата мобильным модулем данных GPS. Такие вспомогательные данные могут включать, например, код ПСШ спутников GPS, которые, наиболее вероятно, находятся в поле зрения мобильного модуля, доплеровскую информацию, включая размер окна поиска доплеровского смещения, и окно поиска фазы кода ПСШ.

Другая хорошо известная технология определения местоположения представляет собой технологию усовершенствованного трехстороннего измерения прямой линии связи (УТПЛ, AFLT). Технология AFLT основана на измерении разности времени поступления сигналов наземной базовой станции. В случае сети радиосвязи CDMA (МДКР, множественный доступ с кодовым разделением каналов), эти измерения называют измерениями фазы пилот-сигнала. Всякий раз, когда мобильное устройство способно обнаружить сигналы от трех базовых станций с различным местоположением, одна из которых, вероятно, используется в качестве обслуживающей базовой станции, может быть определено положение мобильного устройства.

Бывают случаи, когда в определенных местах мобильное устройство не может детектировать сигналы, по меньшей мере, четырех спутников GPS, ни детектировать сигналы, по меньшей мере, трех базовых станций. В этом случае, ни технология GPS, ни технология AFLT по отдельности не дают возможность получить решение местоположения. Третья технология, которую обычно называют "Гибридной", позволяет комбинировать измерения GPS и AFLT. Гибридная технология позволяет получать решение местоположения даже в случае, когда доступное количество спутников меньше требуемого. Когда мобильное устройство связывается с сотовой сетью, синхронной с GPS, такой, как сеть, соответствующая стандартам IS-95 или IS-2000, относящимся к сети МДКР, Гибридная технология обладает дополнительным преимуществом, которое состоит в том, что дополнительно уменьшается требуемое минимальное количество измерений. Как технология AFLT, так и Гибридная технология поддерживаются стандартом IS-801-1, который определяет используемые вспомогательные сообщения, передаваемые ООМ в мобильное устройство.

В настоящее время различные производители разработали ООМ, которые соответствуют стандарту IS-801-1. Однако, даже если два ООМ различных производителей соответствуют стандарту IS-801-1, вспомогательные данные, передаваемые этими двумя ООМ, могут быть различными. Различия вспомогательных данных, передаваемых в мобильный модуль, могут повлиять на рабочие характеристики мобильного модуля при получении данных GPS. Например, для мобильного модуля может потребоваться больше времени для захвата данных GPS при использовании вспомогательных данных, предоставляемых ООМ одного производителя, чем при использовании ООМ другого производителя. Большая часть мобильных модулей, однако, оптимизирована для работы с ООМ определенных производителей. Опубликованные спецификации рабочих характеристик мобильного модуля могут относиться к работе с ООМ, для которых мобильный модуль был оптимизирован.

Изменения рабочих характеристик ООМ могут затруднить проверку и сравнение рабочих характеристик различных мобильных модулей. Например, если один производитель производит как ООМ, так и мобильные модули, эти ООМ и мобильные модули могут обеспечить удовлетворительный уровень характеристик при совместной работе. Однако тот же ООМ или мобильный модуль могут не обеспечивать удовлетворительные рабочие характеристики при работе с мобильным модулем или ООМ производства другого производителя. Ожидается появление множества различных производителей ООМ и мобильных модулей, и при этом вариации рабочих характеристик при взаимодействии различных комбинаций ООМ и мобильных модулей могут снизить общую эффективность работы системы при оценке местоположения удаленного блока. Это может привести к серьезным последствиям, в частности, в неотложных ситуациях или в ситуациях, когда вызывают службу 911.

С учетом этих и других проблем, существует потребность в разработке стандартной технологии и устройства, которые позволили бы упростить проверку рабочих характеристик мобильного модуля при захвате данных GPS для оценки местоположения мобильного модуля.

Сущность изобретения

Предложены способ и устройство для проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных. Один из аспектов состоит в использовании имитатора объекта определения местоположения (ООМ), который связан с имитатором базовой станции. Имитатор базовой станции имитирует одну или несколько базовых станций. Описанный способ заключается в том, что подключают проверяемое устройство, позволяющее определять местоположение с использованием вспомогательных данных, к имитатору базовой станции, имитатору глобальной системы позиционирования (GPS) и инициируют проверочную последовательность, в которой проверяемое устройство принимает набор заранее определенных сигналов GPS. В заданный момент времени проверяемое устройство (ПРУ, DUT) запрашивает вспомогательные данные от имитатора базовой станции, и имитатор базовой станции запрашивает вспомогательные данные от имитатора ООМ, причем имитатор ООМ передает данные, независимые от данных имитатора GPS в базовую станцию, и базовая станция передает данные ООМ в ПРУ. Данные ООМ могут представлять собой набор заранее определенных ответов на любой из множества запросов.

Другой аспект способа проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных, заключается в том, что (1) используют имитатор объекта определения местоположения (ООМ), который связан с имитатором базовой станции, имитирующим одну или несколько базовых станций, (2) подключают проверяемое устройство, позволяющее определять местоположения с использованием вспомогательных данных, к имитатору базовой станции и к имитатору системы глобального позиционирования (GPS) и (3) инициируют проверочную последовательность. В ходе этой проверочной последовательности имитатор ООМ передает вспомогательные данные и выполняет запрос в проверяемое устройство на проведение измерений псевдодальности или измерений фазы пилот-сигнала или обоих этих измерений, и при этом проверяемое устройство принимает вспомогательные данные и запрос и, используя вспомогательные данные, проводит измерение псевдодальности или измерение фазы пилот-сигнала, или оба этих измерения и передает результаты измерения псевдодальности в имитатор базовой станции. Данные ООМ могут представлять собой набор заранее определенных ответов, индексированных по прошедшему времени проверки.

Другой аспект проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных, в соответствии с настоящим изобретением, заключается в том, что используют имитатор объекта определения местоположения (ООМ), который связан с имитатором базовой станции, имитирующим один или несколько сигналов базовой станции, и подключают проверяемое устройство, позволяющее определять местоположение с использованием вспомогательных данных, к имитатору базовой станции и к имитатору глобальной системы позиционирования (GPS), и инициируют проверочную последовательность. В проверочной последовательности имитатор ООМ передает вспомогательные данные захвата и выполняет запрос в проверяемое устройство на определение местоположения, и проверяемое устройство принимает вспомогательные данные и запрос и, используя вспомогательные данные, проводит измерение местоположения и передает результаты измерения местоположения в имитатор базовой станции. Данные ООМ могут представлять собой набор заранее определенных ответов, индексированных по прошедшему времени проверки.

Имитатор объекта определения местоположения (ООМ), построенный в соответствии с настоящим изобретением, содержит контроллер, сконфигурированный с возможностью приема запросов на получение вспомогательных данных и вывода ответов, содержащих вспомогательные данные, и работающий с базой данных, заполненной заранее определенными ответами, содержащими вспомогательные данные, соответствующими набору запросов на получение вспомогательных данных. Соответствующий ответ выбирают из базы данных в соответствии с принятым типом запроса на получение вспомогательных данных и прошедшим временем проверки. Ответы, содержащие вспомогательные данные, могут соответствовать данным GPS или AFLT.

Краткое описание чертежей

На фигуре 1 показана блок-схема, иллюстрирующая обычно используемую компоновку для проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных.

На фигуре 2 показана блок-схема, иллюстрирующая улучшенную компоновку для проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных, построенную в соответствии с настоящим изобретением.

На фигуре 3 показана блок-схема компоновки для проверки, подробно представляющая улучшенную компоновку, построенную в соответствии с настоящим изобретением.

На фигурах 4A и 4B изображена таблица, представляющая различные запросы мобильной станции (МС, MS) и соответствующий ответ имитатора PDE для системы по фиг. 2.

На фигуре 5 показана схема потока вызовов для проверки, где имитатор ООМ по фигуре 2 инициирует проверку по измерению псевдодальности.

На фигуре 6 показана схема потока вызовов для проверки, где имитатор ООМ по фигуре 2 инициирует проверку по определению местоположения.

На фигуре 7 показана таблица, в которой представлены сценарии проверки системы по фигуре 2 для мобильной станции без возможности расчета местоположения.

На фигуре 8 показана таблица, в которой представлены сценарии проверки системы по фигуре 2 для мобильной станции, обладающей возможностью расчета местоположения.

Подробное описание изобретения

На фигуре 1 показана блок-схема, иллюстрирующая обычную компоновку проверяемых устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных, которые предназначены для работы в сети связи. Как показано на фигуре 1, проверяемое устройство 10, позволяющее определять местоположение с использованием вспомогательных данных, соединено с имитатором 12 базовой станции, который может имитировать одну или больше базовых станций, и имитатором 14 GPS через смеситель 16. Имитатор 12 базовой станции также соединен с эмулятором 18 ООМ. Эмулятор 18 ООМ также принимает сигналы имитатора 14 GPS. Для поддержания принципов работы эмулятора, эмулятор 18 ООМ имитирует работу рабочего ООМ, формируя его входные и выходные сигналы. При этом эмулятор ООМ (а также имитатор базовой станции) может содержать полностью рабочие устройства.

В ходе типичной проверочной последовательности проверяемое устройство 10 выполняет запрос на получение вспомогательных данных от имитатора 12 базовой станции. Имитатор 12 базовой станции принимает запрос на получение вспомогательных данных от испытуемого устройства 10 и передает запрос на получение вспомогательных данных в эмулятор 18 ООМ. Эмулятор 18 ООМ, принимающий те же сигналы GPS от имитатора 14 GPS, что и проверяемое устройство 10, сконфигурирован для предоставления вспомогательных данных, используемых проверяемым устройством 10.

Эмулятор 18 ООМ передает вспомогательные данные в имитатор 12 базовой станции, где их форматируют и передают в проверяемое устройство 10. Проверяемое устройство, принимающее GPS сигналы от имитатора 14 GPS, использует вспомогательные данные и захватывает данные псевдодальности из сигнала GPS. Проверяемое устройство 10 затем передает данные псевдодальности в имитатор 12 базовой станции. Один из способов оценки рабочих характеристик проверяемого устройства 10 при определении им местоположения состоит в определении точности измерений псевдодальности и продолжительности времени, затрачиваемого испытуемым устройством 10 для получения данных и выполнения измерения.

На фигуре 2 показана блок-схема, иллюстрирующая улучшенную компоновку, построенную в соответствии с настоящим изобретением, для проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных. Как показано на фигуре 2, проверяемое устройство 10, позволяющее определять местоположение с использованием вспомогательных данных, связано с имитатором 12 базовой станции, который может имитировать одну или несколько базовых станций, и имитатором 14 GPS через смеситель 16. Имитатор 12 базовой станции также связан с имитатором 20 ООМ, построенным в соответствии с настоящим изобретением. Имитатор 20 ООМ не связан с имитатором 14 GPS, за исключением возможности приема от него сигнала синхронизации, например сигнала 1 PPS (импульс в секунду). Когда имитатор 12 базовой станции и имитатор 14 GPS синхронизированы по времени, используют сигнал синхронизации, поступающий от имитатора базовой станции, а не от имитатора GPS. Поскольку требования к точности синхронизации для имитатора 20 ООМ являются не строгими, сигнал синхронизации может быть вообще исключен, и вместо него могут использоваться внутренние часы имитатора ООМ.

В обычной проверочной последовательности, как имитатор 14 GPS, так и имитатор 20 ООМ начинают работу приблизительно одновременно. Когда используют внутренние часы имитатора ООМ, вместо получения системного времени от другого испытательного оборудования, как описано выше, часы имитатора ООМ должны включаться от внешнего сигнала приблизительно в момент включения устройства. В ходе проверки, когда проверяемое устройство 10 выполняет запрос на получение вспомогательных данных от имитатора 12 базовой станции, имитатор 12 базовой станции принимает запрос на получение вспомогательных данных от проверяемого устройства 10 и передает запрос на получение вспомогательных данных в имитатор 20 ООМ. Имитатор ООМ использует данный запрос и время, прошедшее с начала проверки, для формирования ответа. Как более подробно поясняется ниже, имитатор 20 ООМ содержит базу данных, которая содержит поля, соответствующие заранее определенному ответу на различные запросы, которые могут быть выполнены проверяемым устройством 10. Время, прошедшее с начала проверки и тип запроса, полученного от проверяемого устройства 10, используют для выбора соответствующего ответа имитатора ООМ. Ответ имитатора 20 ООМ может быть заранее определенным, поскольку выходной сигнал имитатора GPS начинается в известное системное время GPS в начале каждой проверочной последовательности, благодаря чему определяются местоположения спутника GPS для проверочной последовательности. Поскольку имитатор 14 GPS и имитатор 20 ООМ начинают работу приблизительно в один момент системного времени GPS, приблизительно известен выходной сигнал имитатора GPS в любой момент времени после начала проверки, и соответствующий ответ ООМ может быть заранее определен. Затем, во время проверки, имитатор 20 ООМ использует время, прошедшее с начала проверки, для выбора ответа ООМ, соответствующего времени, прошедшему с начала проверки, и типу запроса, выполненному проверяемым устройством.

Как более подробно описано ниже, может быть предпочтительно выполнять скачок системного времени и изменять опорное положение или другие опорные данные между измерениями при выполнении процесса проверки. Поскольку эмулятор ООМ (18 на фигуре 1) должен получать все опорные данные от наблюдаемого сигнала имитатора GPS (14 на фигуре 1), например, путем использования приемника GPS, это может оказаться непрактичным, поскольку обычно требует длительного времени для повторной синхронизации. С другой стороны, когда имитатор ООМ (20 на фигуре 2) не получает опорные данные с использованием наблюдаемого сигнала имитатора GPS, задержка времени, вызванная повторной синхронизацией имитатора ООМ, может быть исключена, если только опорные данные изменяются заранее определенным образом, что учтено в базе данных заранее определенного ответа ООМ, описанной выше.

На фигуре 3 показана блок-схема проверочной компоновки, на которой более подробно представлена улучшенная компоновка проверки устройств, позволяющих определять местоположение с использованием вспомогательных данных, построенная в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на фигуре 3, проверяемое устройство 10, так же обозначенное, как мобильная станция (МС), принимает сигналы одновременно от имитатора 12 базовой станции (БС, BS), которая может имитировать одну или несколько базовых станций, и от имитатора 14 GPS. Если МС 10 имеет один радиочастотный (СРЧ, RF) вход, тогда два сигнала имитатора комбинируют с использованием сумматора мощности или смесителя 16 с известным значением затухания.

Система по фигуре 2, предпочтительно, работает в соответствии со стандартом IS-801-1, пропагандируемым промышленностью связи для использования в сетях МДКР сотовой телефонной связи. Обычно поток данных в соответствии со стандартом IS-801-1 организован в форме пакетных сообщений данных, которые являются прозрачными для имитатора БС. Такие пакетные сообщения формируются имитатором 20 ООМ. Однако, если имитатор БС с возможностью обработки пакетных данных является недоступным, тогда разрешено использовать альтернативный способ передачи сообщений между МС 10 и имитатором 20 ООМ. Например, можно передавать пакеты TCP/IP (протокол управления передачей данных в сети Интернет, предназначенный для объединения неоднородных сетей), если имитатор базовой станции обладает возможностью обслуживания данных по выбору, или если МС может быть подключена к имитатору ООМ непосредственно через порт передачи данных МС.

В одном варианте выполнения имитатор ООМ может содержать средство программного приложения, выполняемое на персональном компьютере (ПК) или на другом устройстве типа недорогого компьютера, которое позволяет записывать и получать вспомогательные данные, как более подробно описано ниже. В этом случае ПК действует как контроллер имитатора ООМ и использует данные, записанные в базу данных ПК. В другом варианте выполнения, имитатор ООМ может включать контроллер 22 и базу 24 данных, используемые для записи и получения вспомогательных данных.

Обычно может поддерживаться синхронизация по времени и частоте между имитатором 12 БС и имитатором 14 GPS, поскольку во многих вариантах выполнения МС получает системное время GPS по сети МДКР. Например, в системе, построенной на основе стандартов IS-95, IS-2000 или WCDMA, БС принимает системное время GPS от приемника GPS и синхронизирует свое время МДКР c системным временем GPS. MC, принимающая сигнал МДКР от БС, позволяет выделять системное время GPS из принятого сигнала МДКР.

В проверочной компоновке, показанной на фигуре 3, синхронизация по времени и частоте может быть достигнута по двум отдельным каналам связи. В одном канале связи для синхронизации по частоте можно использовать стандартный сигнал с частотой 10 МГц, как для имитатора БС, так и для имитатора GPS. Направление сигнала должно быть установлено так, что часы с более высокой точностью будут сконфигурированы как источник. На фигуре 3 показан имитатор БС, используемый в качестве источника времени. При использовании другого канала связи для синхронизации системного времени можно использовать стандартный сигнал 1 импульс в секунду, передаваемый имитатором базовой станции. Как имитатор БС, так и имитатор GPS заранее установлены с возможностью включения в работу в один и тот же заранее заданный момент опорного времени, например, при появлении первого стробирующего импульса.

В общем, для обеспечения соответствующей точности частоты должно быть достаточно стандартных возможностей имитатора 14 GPS. Однако обеспечение соответствующей точности по времени обычно является более сложным. Например, выборка импульса 1 импульс в секунду обычно осуществляется со скоростью, недостаточной для обеспечения требуемой точности синхронизации по времени. Возможное решение этой проблемы состоит в независимом измерении смещения по времени. Как только обеспечивается исходная синхронизация времени между имитаторами БС и GPS, можно использовать захват частоты для поддержания смещения по времени между имитаторами БС и GPS. При этом достаточно выполнять запись одиночного измерения смещения точного времени за один цикл проверки.

Примеры типичных проверочных компоновок

Следующие примеры уровней различных сигналов приведены в качестве иллюстрации возможно используемых уровней. При этом для специалистов в данной области техники будет очевидно, что также можно использовать другие уровни. Например, девиация частоты от номинального значения, как для имитатора БС, так и для имитатора ООМ обычно составляет меньше, чем приблизительно ±0,02 промилле (частей на миллион). Уход частоты, как для имитатора БС, так и для имитатора GPS, обычно составляет меньше, чем приблизительно ±0,06 Гц/с. Смещение фазы между несущими имитатора БС и имитатора GPS (после деления частоты для соответствия меньшей из этих двух частот) будет постоянным в пределах приблизительно ±0,2 радиана в течение проверки. Смещение синхронизации между имитаторами БС и GPS (то есть смещение между системным временем МДКР и GPS), в общем, будет меньше чем приблизительно ±10 мкс. Смещение синхронизации между имитаторами БС и GPS обычно измеряют с точностью лучшей, чем приблизительно ±10 нс.

Для улучшения испытаний задержка распространения (например, задержка в кабелях и в других аппаратных элементах) должна быть приблизительно одинаковой между имитатором 12 БС и в MC 10 и между имитатором 14 GPS и МС 10. Как правило, это требование удовлетворяется при использовании кабелей приблизительно одинаковой длины. Задержка распространения между имитаторами БС и GPS в МС также может быть исправлена путем регулирования смещения по времени между имитаторами БС и GPS для учета смещения задержки на распространение.

Имитатор БС передает сигнал, например, с уровнем приблизительно - 56 дБм/Bт, с установкой отношения E_c/I_or для пилот-сигнала и потока данных на уровне приблизительно -7 дБ и приблизительно -7,3 дБ, соответственно, где E_c представляет энергию сигнала, содержащуюся в одном элементарном сигнале расширенной последовательности, в то время как I_or представляет суммарную мощность передатчика имитатора БС. В одном варианте выполнения не используют модели канала и имитацию сценариев передачи. В других вариантах выполнения модели канала могут использоваться, и сценарии передачи могут имитироваться в комбинации друг с другом или по отдельности.

Уровни сигнала имитатора БС соотносят с входным разъемом антенны МС. В течение проверки фактические параметры настройки имитатора БС можно регулировать для учета всех потерь в кабеле, разъеме и объединителе, так что можно поддерживать номинальные значения на входе антенны МС. Как правило, допустимая ошибка уровня мощности составляет меньше, чем приблизительно 2 дБ.

Обычно имитатор 14 GPS формирует следующие сигналы: сигналы, представляющие множество спутников GPS, с независимыми траекториями, с погрешностью фазы, соответствующей не больше чем приблизительно 2 метра по ошибке псевдодальности. Имитатор 14 GPS также передает положение спутников и сигнал синхронизации на основе входных эфемеридных данных, в которых заполнены все поля эфемеридных параметров. Фазу сигнала обычно устанавливают динамически на основе положений спутников и пользователя, и она может включать добавленное смещение, получаемое на основе моделей задержки в ионосфере, тропосфере и групповой задержки. Имитатор 14 GPS также может быть установлен для имитации положения пользователя, как неподвижного, так и находящегося в движении, например, по круговой траектории. Кроме того, имитатор 14 GPS модулирует сигнал спутника навигационными битами, используя заданный поток битов, так что он соответствует имитируемому системному времени GPS и эфемеридным и другим навигационным данным. Кроме того, имитатор GPS устанавливает уровни мощности сигналов спутника на требуемом уровне. Уровни мощности обычно соотносят по входному разъему антенны МС. Во время проверки фактические параметры настройки имитатора GPS могут быть откорректированы, для учета потерь в кабеле, разъеме и в объединителе так, чтобы можно было поддерживать требуемые номинальные значения на входе антенны МС. Как правило, максимальная допустимая ошибка уровня мощности составляет приблизительно 2 дБ.

Установку совокупности спутников GPS, системного времени и опорного местоположения обычно выполняют с использованием справочника "golden reference" Ephemeris and Almanac ("золотой справочник" эфемериды и календарь), и справочник "golden reference" обычно используют при всех измерениях. Выбранная совокупность спутников GPS и выбранные опорные значения времени и местоположения должны позволить выбирать подгруппы спутников, содержащие требуемое количество спутников, составляющих требуемое значение горизонтального спада местоположения (ГСМП, HDOP). И, в общем, все поля данных в справочнике Ephemeris and Almanac должны быть заполнены ненулевыми значениями, которые можно считать типичными.

Обычно измерение начинают в заранее заданный опорный момент времени, и в заранее заданном опорном местоположении, которые запрограммированы в имитаторе GPS. Опорное время выбирают в соответствии со временем применимости выбранных эфемерид. Как правило, опорное время следует выбирать после первого Номера Недели (НОН, WIN), (то есть после октября 1999).

Имитатор ООМ

Обычно, до разработки настоящего изобретения, для проверки МС необходимо было использовать сложный эмулятор ООМ, и такой сложный эмулятор ООМ должен был соответствовать ООМ с полным набором функций. Один из возможных вариантов состоял в использовании для проверки МС коммерчески поставляемого ООМ. Недостаток такого подхода состоит в том, что любой дефект или ошибка в программном обеспечении ООМ могли изменить результаты проверки МС для разных экземпляров МС. Кроме того, поскольку вспомогательные данные GPS зависят от времени, нельзя было гарантировать однородность ответов при проверке ООМ в различных циклах проверок с использованием различных МС. Технология, описанная ниже, в которой применяют описанный выше эмулятор ООМ, позволяет решить эти проблемы. В этой технологии используют имитатор ООМ в соответствии с настоящим изобретением, который представляет собой совместимое устройство для проверки и который позволяет отделить определение рабочих характеристик имитатора МС от рабочих характеристик имитатора ООМ. Один из аспектов этой технологии состоит в том, что ответы имитатора 20 ООМ заранее определены и остаются постоянными во всех циклах проверки.

Имитатор 20 ООМ, построенный в соответствии с требованиями настоящего изобретения, распознает запросы, поступающие от проверяемой МС, и отвечает на них. Как правило, имитатор 20 ООМ анализирует принимаемые сообщения, выделяет поле, которое идентифицирует тип запроса, такое как поле REQ_TYPE, в соответствии со стандартом IS-801-1, и определяет время поступления сообщений. Имитатор 20 ООМ формирует ответ на основе типа поступившего запроса и времени поступления запроса. Имитатор ООМ использует значения типа запроса и времени поступления запроса, как индексы массива или базы данных, в которых записаны все возможные ответы имитатора ООМ. Таким образом, значения поля данных в ответах не требуется вычислять в имитаторе ООМ в режиме реального времени, как выполняется при использовании эмулятора ООМ. Вместо этого используют ответы, заранее определенные и загруженные в массив базы данных.

При использовании времени в качестве пределов индекса ограничивают продолжительность ответа на запросы имитатора ООМ. Например, если имитатор 20 ООМ отвечает на запросы МС, формируя сообщения для передачи вспомогательных данных для захвата GPS с приращениями 1,28 с, (период 1,28 с представляет собой разрешающую способность поля TIME_OF_APP сообщения Provide GPS Acquisition Assistance (предоставить вспомогательные данные для захвата GPS), определенного в IS-801-1), соответствующим времени поступления запроса, тогда можно поддерживать максимальную продолжительность проверки 40 минут, при записи 40·60/1,28=1875 сообщений Provide GPS Acquisition Assistance.

Когда запрошенное сообщение на предоставление вспомогательных данных для захвата GPS поступает от МС, имитатор 20 ООМ отвечает сообщением с наименьшим значением времени поступления, превышающим время поступления индекса, с учетом заданного смещения. Использование заданного смещения с определенным значением позволяет МС принимать сообщение от имитатора ООМ до того, как станут действительными значения, содержащиеся в сообщении ООМ. Другими словами, значения в сообщении ООМ, переданном в МС, информирует МС об установках, которые МС должна принять в некоторый момент времени в будущем. ООМ посылает значения, которые будут действительными в некоторый момент времени в будущем, для обеспечения возможности учета неизвестных задержек, возникающих между передачей сообщения ООМ и моментом времени, когда МС сможет принять и обработать информацию, содержащуюся в сообщении. Аналогичные алгоритмы индексирования времени используются в имитаторе ООМ, когда имитатор ООМ принимает запросы от МС на передачу сообщений других типов, например, запросы на передачу сообщений GPS Location Assistance, GPS Sensitivity Assistance, GPS Navigation Message Bits и GPS Almanac Correction (вспомогательные данные для определения местоположения GPS, вспомогательные данные для установки чувствительности GPS, битовые навигационные сообщения GPS и коррекция календаря GPS).

Ответы Имитатора ООМ

Ответы имитатора 20 ООМ на любое сообщение, представляющее собой запрос МС на предоставление вспомогательных данных, определяются с помощью заранее выполненных расчетов, для которых используют отобранные наборы данных из справочника Almanac and Ephemeris, соответствующие выбранным опорным значениям времени и местоположения.

В системе IS-801-1 некоторые из типов сообщений в запросах МС содержат записи параметра. В этих записях параметра содержатся дополнительные поля данных, которые, как ожидает МС, будут включены в ответы. Реальный ООМ или эмулятор ООМ ответил бы на запросы МС на основе значений, которые приведены в записи параметра запроса. В соответствии с настоящим изобретением, ответы имитатора ООМ могут быть подготовлены независимо от записей параметра запроса, что, в результате, упрощает имитатор ООМ. Следует отметить, что при использовании ответов такого типа могут быть исключения, например, когда запрос описывает предпочтительный тип координат при выборе одного из двух сообщений Provide GPS Location Assistance (предоставить вспомогательные данные для определения местоположения GPS). Использование этой технологии может привести к получению ответов от имитатора ООМ, отличающихся от соответствующего ответа фактически используемого ООМ или эмулятора ООМ. Например, имитатор ООМ может не полностью соответствовать спецификации IS-801-1. Неполное соответствие не должно создавать проблему, поскольку большая часть отклонений от спецификации IS-801-1 относится к необязательным или "возникающим при определенном условии" требованиям, и поэтому для них не требуется полного соответствия. Кроме того, сценарий проверки может быть вполне реалистичным, поэто