Способ и система для оценки окна помощи в установлении синхронизации с сигналом определения местонахождения

Способ и система для оценки окна помощи в установлении синхронизации с сигналом определения местонахождения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Раскрытые способ и устройство относятся к беспроводной связи и более конкретно к беспроводным системам, которые используют данные окон помощи в установлении синхронизации с сигналом, чтобы помогать приемнику в установлении синхронизации с выбранными сигналами.

Уровень техники

В области техники связи во многих случаях требуется точная информация о местоположении для подвижных станций (ПС, MS), таких как телефоны для сотовой связи, устройства системы персональной связи (СПС, PCS) и другая абонентская аппаратура (АА, UE). Глобальные системы определения местоположения (ГСОМ, GPS)

предлагают подход к обеспечению определения местоположения беспроводных ПС. Эти системы используют искусственные спутники (ИС, SV) на околоземной орбите. Пользователь ГСОМ может получать точную информацию о передвижении, включая трехмерное местоположение, скорость и время дня, через информацию, получаемую от спутников ИС.

Измерения местоположений с использованием ГСОМ основаны на измерениях времен задержки распространения сигналов ГСОМ, транслируемых с орбитальных ИС на приемник ГСОМ. Возможности точной работы системы ГСОМ поддерживаются благодаря использованию бортовых атомных часов для каждого спутника, вместе с отслеживанием станций, которые непрерывно контролируют и корректируют параметры часов спутников и параметры орбиты.

Каждый ИС ГСОМ передает два сигнала расширенного спектра, закодированных способом прямой последовательности, в L-диапазоне (диапазон сверхвысоких частот 300-1550 МГц). Уникальные псевдошумовые (ПШ, PN) коды из 1023 битов, или "кодовых элементов", за кодовый период для каждого ИС, передаваемые каждую 1 миллисекунду, позволяют приемнику ГСОМ различать, который спутник передает данный код. Поток данных со скоростью 50 бит/с, содержащий информацию о состоянии системы и орбитальные параметры спутника, полезные для навигационных вычислений, также модулируется на каждой несущей.

Приемник ГСОМ удаляет эффект расширения модуляции ПШ кодов из каждого сигнала, умножая их на выровненную по времени, локально сгенерированную копию кода. Это называется "сужением по спектру" (обращенным расширением). Поскольку соответствующее выравнивание по времени, или "временной сдвиг кода" (фактически, время прибытия сигнала ИС), вряд ли бывает известно при запуске приемника, оно должно быть определено с помощью исследования во время начальной стадии "установления синхронизации" работы приемника ГСОМ.

После выполнения обращенного расширения каждый сигнал состоит из подвергнутого фазовой манипуляции (ФМП) сигнала со скоростью 50 бит/с на промежуточной несущей частоте. Точная частота этого ФМП сигнала является неопределенной из-за эффекта доплеровского смещения частоты, вызываемого относительным передвижением между спутником и ПС, и из-за основных погрешностей синхронизирующих импульсов ГСОМ локальных приемников. Во время установления синхронизации с сигналом должен быть выполнен поиск доплеровской частоты, потому что она обычно не известна до установления синхронизации с сигналом. Поиск смещения временного сдвига кода также происходит в пределах окна, состоящего из 1023 кодовых элементов, подобно поиску доплеровской частоты.

Цикл синхронизации битов выводит согласование во времени информационных битов и в конечном счете выявляет поток данных. Вычисление местоположения может быть предпринято, как только была установлена синхронизация с сигналами и захвачены частоты по меньшей мере от четырех спутников, при этом выполняются измерения временного сдвига кода, и принимается достаточное количество информационных битов (достаточное для определения привязки ко времени ГСОМ и орбитальных параметров). Вычисление скорости может быть предпринято, если также доступно достаточное количество измерений доплеровского смещения частоты.

Установление синхронизации с сигналом страдает от недостатка, заключающегося в необходимости большого количества времени и/или аппаратных ресурсов. Приемник ГСОМ должен осуществлять поиск по всем ПШ последовательностям спутников, всем гипотезам временных сдвигов кодов и всем доплеровским смещениям частоты, чтобы обнаруживать сигналы ИС. Это означает исследование до 32 спутников ИС, 1023 гипотез кодов и 10 КГц смещения частоты. При последовательном проведении исследования установление синхронизации с сигналом может занимать несколько минут. Один способ сокращения времени установления синхронизации с сигналом состоит в том, чтобы использовать параллельное аппаратное средство установления синхронизации с сигналом, при более высоких затратах, размере и потребляемой мощности.

Чтобы сократить задержку установления синхронизации с сигналом, можно обеспечивать информацию, чтобы помогать приемнику в установлении синхронизации с сигналом ИС. Такая информация помощи в установлении синхронизации (ПУС) позволяет приемнику сужать пространство, которое должно быть исследовано для локализирования сигнала. Эти данные ПУС в общем состоят из информации об ожидаемом доплеровском смещении частоты и информации об ожидаемом временном сдвиге кода. Значения доплеровского смещения частоты изменяются с потенциальным движением ПС, так что хотя ожидаемые значения доплеровского смещения частоты для каждого ИС могут быть определены весьма точно для данного определения местоположения, в общем устанавливаются окна неопределенности доплеровского смещения частоты в соответствии с предположениями о диапазоне потенциального передвижения ПС и полагаются относительно небольшими на основании знания местоположения ПС. Информация об ожидаемом временном сдвиге кода в общем состоит из ожидаемого временного сдвига кода для каждого ИС и окна временного сдвига кода фиксированного размера, в котором, как ожидается, ПС должен проводить поиск.

Системы, в которых приемники обнаруживают зондирующие сигналы для определения местоположения после запроса, такие как сигналы ГСОМ ИС, с помощью информации, обеспечиваемой из другого источника в пределах системы, в общем называются "беспроводными вспомогательными системами определения местоположения". Одним примером беспроводной вспомогательной системы определения местоположения является ПС с приемником ГСОМ, поддерживающим связь с одной или больше базовыми станциями (БС, BS), находящимися в связи с базовой сетью связи. ПС также поддерживает связь с модулем определения местоположения (МОМ, PDM), который обеспечивает данные ПУС сигналов для ПС.

Даже с окнами временного сдвига кода данных ПУС и доплеровского смещения частоты ПС не всегда может устанавливать синхронизацию с сигналом ИС. Это может происходить из-за того, что сигнал ИС был слишком слабым или поврежден из-за шума. Также возможно, что окно данных ПУС, обеспечиваемое МОМ, было неправильно расположено по времени (временному сдвигу кода) и/или частоте. Например, окно временного сдвига кода, обеспечиваемое МОМ, могло дать команду ПС проводить поиск сигнала ИС в неправильной части полного кода, состоящего из 1023 кодовых элементов. Окно данных ПУС могло быть слишком маленьким, таким образом, предотвращая поиск ПС в правильный момент времени и/или на правильной частоте. В качестве альтернативы, окно данных ПУС могло быть слишком большим, таким образом, требуя слишком большого количества времени поиска. В этом примере выделенное время, разрешенное для поиска ПС, может истекать до установления синхронизации с сигналом ИС.

Обычные беспроводные вспомогательные системы определения местоположения не контролируют качество данных ПУС на уровне измерения, но вместо этого следят за функциональными характеристиками всей беспроводной системны в пространстве решений. Существует необходимость в системе и способе, которые контролируют качество данных ПУС, в частности, соответствие окон помощи в установлении синхронизации, обеспечиваемых МОМ для ПС.

Сущность изобретения

Система и способ, описанные в данном описании, оценивают качество окна помощи в установлении синхронизации с сигналом определения местонахождения для вспомогательной системы определения местоположения. В одном способе обеспечивают данные измерения местоположения подвижной станции, затем сравнивают их с окном помощи в установлении синхронизации. Данные измерения местоположения являются либо фактическими данными измерения от подвижной станции, либо гипотетическими данными измерения. Данные измерения местоположения, обеспечиваемые подвижной станцией, включают в себя данные измерения дальности, временные характеристики, доплеровскую частоту и/или данные измерения глобальной системы определения местоположения. При сравнении данных измерения местоположения с окном помощи в установлении синхронизации продвижение передатчика составляет величину между моментом времени, когда было передано окно помощи в установлении синхронизации на подвижную станцию, и моментом времени, когда было проведено измерение подвижной станции.

Сравнение между данными измерения местоположения и окном помощи в установлении синхронизации включает в себя определение, находится ли измерение в пределах или за пределами окна, и на основании этого сравнения присваивают значение качества окна. Преимущественно, эти результаты регистрируют для использования в корректировании исходных данных, используемых в генерировании окна.

Сравнения между данными измерения местоположения подвижной станции и окнами помощи в установлении синхронизации могут выполняться на основании "от измерения к измерению", на основании сектора или группы секторов, на основании системы связи или на основании любой географической области. Оценки качества окна и корректирования исходных данных, используемых в генерировании окон, можно аналогичным образом выполнять от измерения к измерению, в секторе или группе секторов, в системе связи или в любой географической области.

Когда гипотетические измерения сравнивают с окнами помощи в установлении синхронизации, учитывают неопределенность, связанную с гипотезой. Соответственно, из-за этой неопределенности генерируют диапазон значений качества окна. Диапазон значений качества окна и другие результаты сравнения регистрируют, и исходные данные, используемые в генерировании окон помощи в установлении синхронизации, корректируют соответствующим образом.

Другой способ включает в себя сравнение фактических данных измерения местоположения подвижной станции с окном помощи в установлении синхронизации и сравнение гипотетических данных измерения местоположения подвижной станции с окном помощи в установлении синхронизации. Значения качества окна определяют на основании каждого сравнения. Большие различия между двумя значениями качества окон указывают на ошибку выбора диапазона.

Система, описанная в данном описании, включает в себя передатчик, приемник подвижной станции, модуль определения местоположения, имеющий альманах информации о передатчике, используемой в генерировании данных помощи в установлении синхронизации с сигналом передатчика, и компьютер для управления и обновления альманаха модуля определения местоположения в соответствии с апостериорным знанием измерений подвижной станции и информацией о местоположении. Компьютер регистрирует значения качества окон помощи в установлении синхронизации на основании сравнений данных измерения местоположения подвижной станции с окнами помощи в установлении синхронизации, а также успешные и неуспешные установления синхронизации с сигналами передатчика приемником подвижной станции в пределах и за пределами окон помощи в установлении синхронизации.

Другой способ, описанный в данном описании, включает в себя оценку качества окон помощи в установлении синхронизации для вспомогательной системы определения местоположения, имеющей передатчики сигналов определения местоположения и приемник сигналов определения местоположения подвижной станции, посредством сравнения апостериорных данных измерения местоположения подвижной станции с окном помощи в установлении синхронизации с сигналом определения местонахождения, и регистрацию результата на основании сравнения. Регистрация результата на основании сравнения включает в себя регистрацию успешного или неуспешного выполнения установления синхронизации с сигналом передатчика приемником подвижной станции в пределах или за пределами окна помощи в установлении синхронизации и/или генерирование значения качества окна помощи в установлении синхронизации на основании этого сравнения. На основании этого сравнения корректируют исходные данные, используемые в генерировании окон помощи в установлении синхронизации.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления раскрытого способа и устройства показаны на последующих чертежах, на которых подобные ссылочные позиции и обозначения указывают аналогичные или подобные части.

Фиг.1 иллюстрирует упрощенную схему для определения области неопределенности местоположения подвижной станции, находящейся в связи с обслуживающей базовой станцией и искусственным спутником;

фиг.2 иллюстрирует способ присвоения значения качества окна помощи в установлении синхронизации (W _Q);

фиг.3 представляет в общих чертах сравнение фактических или гипотетических данных измерения местоположения с данными окна помощи в установлении синхронизации, для определения значения (W _QCP) качества окна помощи в установлении синхронизации временного сдвига кода;

фиг.4 представляет в общих чертах сравнение фактических или гипотетических данных измерения местоположения с данными окна помощи в установлении синхронизации, для определения значения (W _QD) качества окна помощи в установлении синхронизации доплеровской частоты; и

фиг.5 представляет в общих чертах сравнение значения (W _Q-a) качества окна, определенного из фактических данных измерения местоположения, со значением (W _Q-h) качества окна, определенным из гипотетических данных.

Подробное описание

Способ и систему, описанные в данном описании, можно применять для таких систем, как беспроводные вспомогательные системы определения местоположения, которые используют данные помощи в установлении синхронизации, чтобы помочь приемнику в установлении синхронизации с сигналом. Большинство беспроводных вспомогательных систем определения местоположения способны устанавливать синхронизацию и использовать сигналы искусственных спутников (ИС) глобальной системы определения местоположения (ГСОМ). Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что способ и систему, описанные в данном описании, можно применять для любой системы определения местоположения, которая использует вспомогательную информацию для установления синхронизации. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что также может использоваться любой связной радиоинтерфейс. Сигналы, которые необходимы для установления синхронизации для целей выбора диапазона или согласования во времени, не ограничены сигналами МДКРК (CDMA) (множественного доступа с кодовым разделением каналов) или ГСМС (GSM) (Глобальной системы мобильной связи), но могут включать в себя другие типы сигналов.

Сигналы выбора диапазона также не ограничены сигналами ИС ГСОМ. Например, для выбора диапазона обычно используются сигналы базовой станции (БС), и сигналы выбора диапазона не должны быть сигналами канала связи. Сигналы также могут быть переданы от других спутниковых систем выбора диапазона, таких как спутниковые навигационные системы Glonass и Galileo. Любой передатчик может обрабатываться подобно тому, как обрабатываются спутники ИС в данном описании, с выведением, получением и использованием информации помощи в установлении синхронизации, чтобы помочь в установлении синхронизации с сигналом от такого передатчика.

Для целей и установления синхронизации с сигналом и выбора диапазона полезной является информация, связанная с согласованием во времени выбранных сигналов канала связи. Полезно устанавливать, когда ожидать прибытия распознаваемой характерной особенности данного сигнала так, чтобы поиск сигнала нуждался только в перекрытии ограниченной продолжительности времени, и также полезно определять, настолько точно, насколько возможно, время прибытия различных сигналов относительно друг друга. Эта последняя информация может использоваться для целей выбора диапазона. Обе из этих проблем согласования во времени включают в себя "время прибытия" распознаваемой характерной особенности сигнала.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что такая информация о времени прибытия во многих отношениях эквивалентна "временному сдвигу кода" сигнала. "Временной сдвиг кода" описывает согласование во времени прибывающего сигнала на основе смещения фазы между принимаемым кодом и тем же самым кодом, начинающимся в начале отсчета времени. Таким образом, идентифицирование "временного сдвига кода" сигнала эффективно идентифицирует "время прибытия" сигнала, требуя только умножения временного сдвига кода на частоту сигнала, чтобы получить время прибытия. Оба эти термина так близко и просто связаны, что "время прибытия" является почти взаимозаменяемым с "временным сдвигом кода". Терминология "время прибытия" часто используется в системах определения местоположения, в частности, в системах, которые совместно не используют аспекты "кода" систем связи.

Специалистам в данной области техники также должно быть понятно, что "псевдодальность", или расстояние до спутника или другого передатчика, может быть получена из временного сдвига кода, или временной сдвиг кода может быть получен из псевдодальности, заданной соответствующей информацией о синхронизирующих импульсах и местоположении. Таким образом, "псевдодальность" и "временной сдвиг кода" также часто используются взаимозаменяемым образом. Способы определения временного сдвига кода, псевдодальности, времени прибытия и доплеровской частоты специалистам в данной области техники известны. Способ и система, описанные в данном описании, не должны быть ограничены каким-либо конкретным способом определения этих значений.

Кроме того, термин "компьютер" используется в данном описании для обозначения в общем программируемого аппарата или терминала, находящегося в связи с программируемым аппаратом, программируемым беспроводным карманным устройством, таким как подвижная станция, или сервером, таким как МОМ, имеющим процессор или другое эквивалентное аппаратное средство, как известно специалистам в данной области техники. Каждый "компьютер", "карманное устройство" или "сервер", упоминаемый в данном описании, включает в себя необходимый "считываемый компьютером" носитель информации для выполнения функций, описанных в данном описании, или находится в связи с необходимым считываемым компьютером носителем информации. Термин "считываемый компьютером носитель информации" относится к любому носителю информации, который участвует в обеспечении команд для выполнения процессором. Как используется в данном описании, термин "машинные команды" относится к набору команд, которые могут быть сообщены процессору.

"Считываемый компьютером носитель информации" может принимать множество форм, включая, но не ограничиваясь этим, "энергонезависимый носитель информации (среду)", "энергозависимый носитель информации (среду)" и "передающую среду (средство передачи)". "Энергонезависимый носитель информации" включает в себя, например, оптические или магнитные диски, например, используемые в качестве среды для хранения информации. "Энергозависимый носитель информации" включает в себя динамическую память. Общие формы "считываемого компьютером носителя информации" включают в себя дискеты, гибкие диски, жесткие диски, магнитную ленту, другие магнитные материалы, CD-ROM (неперезаписываемый компакт-диск) или другие оптические носители информации, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), ППЗУ (программируемое ПЗУ (постоянное запоминающее устройство)), СППЗУ (стираемое программируемое ПЗУ), СППЗУ с групповой перезаписью и другие интегральные схемы или картриджи памяти или любой носитель информации, с которого компьютер или процессор может считывать, как известно специалистам в данной области техники. Базы данных, данные и/или записи могут быть записаны или сохранены на считываемом компьютером носителе информации. Термин "данные", как используется в данном описании, относится к информации. Например, "данные" измерения относятся к любой информации, связанной с измерением, полученной на основании измерения или относящейся к измерению.

В описании способа и системы и связанного с ними предшествующего уровня техники могут использоваться следующие обозначения:

R - радиус области неопределенности определения местоположения ПС

b _SV - смещение синхронизирующих импульсов ИС

b _MS - смещение синхронизирующих импульсов ПС

- предполагаемое смещение синхронизирующих импульсов ПС

- неопределенность смещения синхронизирующих импульсов ПС

- предполагаемый уход частоты ПС

- неопределенность в предполагаемом уходе частоты ПС

f _SV - доплеровское смещение частоты ИС

α - угол возвышения ИС

C - скорость света

f _C - частота следования кодовых элементов (1,023 МГц для кода C/A ГСОМ)

- вектор, указывающий направление от БС к ИС

- вектор, указывающий направление от ПС к ИС

В обычных беспроводных вспомогательных системах определения местоположения, например, вспомогательных системах ГСОМ (ВГСОМ), данные ПУС для сигналов спутниковых ГСОМ обеспечиваются для подвижной станции с помощью МОМ. Информация, используемая для создания данных ПУС, сохраняется в локальной базе данных в реальном масштабе времени, часто упоминаемой как "альманах базовой станции" (АБС), в МОМ, который обеспечивает данные ПУС для ПС на основании идентификации ячейки обслуживания и другой информации, обеспечиваемой ПС. Администратор альманаха базовой станции поддерживает и обновляет АБС для всех модулей МОМ данной сети связи.

Различная информация ПУС может сообщаться ПС, чтобы помогать приемнику ГСОМ в установлении синхронизации с сигналом ИС, включая окна временного сдвига кода и доплеровской частоты. Эта информация информирует ПС о том, где во времени и частоте следует "отыскивать" сигналы ИС, а также которые сигналы следует искать. Процедуры обеспечения данных ПУС от МОМ для ПС определены в различных стандартах передачи сигналов для определения местоположения и в данном описании не обсуждаются.

Обычно данные ПУС выводятся из наилучшего понимания модуля МОМ того, где в настоящее время расположена ПС, и состояния синхронизирующих импульсов ПС в это время. Один путь, которым МОМ определяет оценку местоположения для ПС, состоит в основанных на сети измерениях дальности. Основанные на сети измерения дальности, также известные как измерения фазы пилот-сигналов (контрольных сигналов) (ИФКС), или измерения усовершенствованной трилатерации прямой линии связи (AFLT) в сетях связи IS-95 и IS-2000 (международные стандарты) представляют собой измерения дальности до мачтовой антенны ячейки. Измерения фазы контрольных сигналов могут быть полезны в определении приемлемо точного местоположения и состояния синхронизирующих импульсов для ПС. Как только это состояние становится известным, МОМ может значительно снижать размеры окна поиска установления синхронизации с сигналом, таким образом, экономя время поиска и обеспечивая более точное решение. Если набор измерений ИФКС не достаточен для формирования навигационного решения для ПС, данные ПУС обычно основаны на информации о зоне охвата для известных секторов, в которых расположен МОМ. Основанные на этой информации данные ПУС, включающие в себя прогнозируемый временной сдвиг кода, связанное окно временного сдвига кода, прогнозируемую доплеровскую частоту и связанное окно доплеровской частоты, обеспечиваются модулем ОМ для ПС.

Рассмотрим фиг.1, на которой упрощенная схема иллюстрирует пример беспроводной вспомогательной системы определения местоположения. ПС 10 расположена в зоне охвата обслуживающей БС, или базовой передающей станции (БПС), 12, и поддерживает связь с БС 12. БС 12 поддерживает связь с МОМ 14 базовой сети связи, который хранит локальную копию АБС, управляемую и обновляемую администратором 15 АБС, находящимися в связи с МОМ 14. Как МОМ 14, так и администратор 15 АБС являются компьютерами или серверами. ПС 10 включает в себя соответствующие аппаратные средства для двусторонней связи, такие как модем УСМЭС (UMTS) (Универсальной системы мобильной электросвязи), МДКРК или ГСМС, но не ограничены этим; систему определения местоположения, такую как приемник ГСОМ и генератор синхронизирующих импульсов ГСОМ, но не ограниченную этим; и программируемое устройство управления, такое как центральный процессор, но не ограниченное этим, считываемый компьютером носитель информации и подходящие машинные команды.

Подходящей первой оценкой зоны охвата БС 12 является зона 16 внутри окружности 18 с центром в антенне БС, при условии, что обслуживающая антенна работает непосредственно от обслуживающей базовой станции 12, например, когда в тракте связи нет никакого повторителя. Область неопределенности для определения местоположения ПС 10 совпадает с этой зоной 16 охвата. Прогнозируемый временной сдвиг кода для сигнала, которым обмениваются между антенной ИС 20 и антенной ПС 10, может быть геометрически рассчитан способами, известными специалистам в данной области техники.

Например, максимальный временной сдвиг 22 кода соответствует расстоянию от ИС 20 до самой дальней точки обслуживающей ячейки 16, в то время как минимальный временной сдвиг 24 кода соответствует расстоянию от ИС 14 до самой близкой точки обслуживающей ячейки 16. Разность между максимальным и минимальным временным сдвигом кода может быть окном временного сдвига кода, обеспечиваемым МОМ 14 для ПС 10. Таким образом, размер окна ПУС временного сдвига кода, или неопределенность прогнозирования временного сдвига кода, соответствует диаметру зоны 16 охвата обслуживающей антенны БС 12 на фиг.1а, с учетом угла возвышения ИС 20. Прогнозируемый временной сдвиг кода находится в центре этого окна временного сдвига кода. Точно так же размер окна доплеровского смещения частоты соответствует зоне 16 охвата обслуживающей антенны, потому что доплеровская частота для статического ПС варьируется в различных точках по зоне охвата. Размер окна доплеровского смещения частоты, которое использует ПС, основан на относительных перемещениях ПС 10 и ИС 14, и часть размера окна, обусловленная только движением ПС, часто является большей компонентой.

В системе МДКРК, например, ПС наблюдает временной сдвиг P кода, который можно в общем выразить как

Прогнозируемый временной сдвиг кода, может быть выражен как

а размер окна, W, может быть выражен как

Значение, представляющее окно W временного сдвига кода, передается от МОМ 14 на ПС 10, представляя полный размер окна поиска, в стандартном формате сообщений для протокола сети связи. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что прогнозируемый временной сдвиг кода, и размер окна, W, могут быть определены или рассчитаны другими способами или с помощью других формул. Эти параметры не ограничены вычислением с помощью примера и формул, сформулированных выше. Патентная заявка США с порядковым № 09/910,361 под названием "Система и способ помощи в установлении синхронизации с сигналом спутника ГСОМ в сети беспроводной связи" от 20 июля 2001 г. обеспечивает дополнительное описание и предпосылки создания изобретения относительно помощи в установлении синхронизации с сигналом спутника и включена здесь путем ссылки.

Окно ПУС поиска доплеровского смещения частоты, обеспечиваемое МОМ 14 для ПС 10, сужает поиск доплеровского смещения частоты сигнала ИС. Прогнозируемое доплеровское смещение частоты, может быть получено как

а окно поиска доплеровского смещения частоты, W _D , может быть рассчитано как

где q ₁ - коэффициент, учитывающий неопределенность определения местоположения. Как правило, используется q ₁=10^-3 Гц/м. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что прогнозируемое доплеровское смещение частоты и размер окна, W _D, могут быть определены или рассчитаны другими способами или с помощью других формул. Эти параметры не ограничены вычислением с помощью формул, сформулированных выше. Смотрите также патентную заявку США с порядковым № 09/910,361 под названием "Система и способ помощи в установлении синхронизации с сигналом спутника ГСОМ в сети беспроводной связи" от 20 июля 2001 г.

Как указано, обычные вспомогательные системы определения местоположения не контролируют качество данных ПУС, обеспечиваемых для ПС. Окна данных ПУС могут быть неправильно установлены, слишком маленькими или слишком большими, чтобы обеспечивать значительную или эффективную помощь в установлении синхронизации с сигналом ИС. Способ и система для оценки окон ПУС ГСОМ, описываемые в данном описании, исследуют соответствие окон ПУС, используя апостериорное знание конкретных, или гипотетических, измерений и информацию о местоположении. Информация, полученная от этой оценки, помогает в управлении АБС и улучшает генерирование данных ПУС. Администратор 15 АБС сравнивает данные измерения ПС с данными окна ПУС, регистрирует результат на основании сравнения, такой как успешное и неуспешное выполнение установления синхронизации с сигналом либо в пределах, либо за пределами окна данных ПУС, неопределенность, связанную с этим результатом, и значение (W _Q) качества окна ПУС. Как используется в данном описании, термин "окно" относится к любому окну, является ли оно окном ПУС или данными, получаемыми из окна при необходимости, чтобы выполнять сравнение между измеренными или гипотетическими данными и окном ПУС. Администратор АБС также корректирует исходные данные, используемые в генерировании окон ПУС, основываясь на значении качества окна.

Фиг.2 иллюстрирует пример присвоения значения (W _Q) качества окна окну ПУС для временного сдвига кода или доплеровской частоты. Окно ПУС, например, окно временного сдвига кода или доплеровского смещения частоты, имеющее центральное или прогнозируемое значение x, охватывает диапазон от x-w до x+w. Центр x окна обозначен ссылочной позицией 0, тогда как минимальное значение окна обозначено ссылочной позицией -100, а максимальное значение окна обозначено ссылочной позицией 100, со всеми значениями между ними, которым линейным способом присваиваются значения целых чисел. Значения продолжаются выше 100 и ниже -100 аналогичным линейным способом.

Соотношения между данными измерения местоположения и окном ПУС определяют точность, или качество, окна ПУС. Если данные измерения местоположения, как определено ПС или иначе, находятся в пределах окна, то: -100<W _Q <100. Если данные измерения местоположения находятся за пределами окна, то: |W _Q| ∃ 100. Чем больше |W _Q|, тем ниже качество окна. Если предположить, что данные измерения местоположения и состояние синхронизирующих импульсов достоверные, то значение качества окна также можно считать достоверным. Специалисты в данной области техники могут оценить, что можно использовать множество различных схем нумераций или других методологий, чтобы присваивать значение (W _Q) качества окну ПУС на основании данных измерения местоположения. Способ присвоения значения W _Q, изображенный на фиг.2, не должен быть ограничен какой-либо конкретной схемой.

В первом способе оценки качества окна ПУС фактический временной сдвиг кода ГСОМ, или псевдодальность, является доступным для ПС через установление синхронизации с сигналом ИС. В этом примере сравнение делается между фактическим, известным временным сдвигом кода и окном временного сдвига кода ПУС, которое предварительно было обеспечено для ПС, и генерируется значение (W _Q) качества окна для представления этого сравнения (см. фиг.3).

Во втором способе оценки качества окна данных ПУС, фактический временной сдвиг кода ГСОМ, или псевдодальность, является недоступным для ПС. В этом примере определяется гипотетический временной сдвиг кода ГСОМ и сравнивается с окном временного сдвига кода ПУС, обеспечиваемым для ПС, и генерируется значение (W _Q) качества окна для представления этого сравнения (см. также фиг.3). В первом или втором способе также генерируется значение качества окна доплеровской частоты (см. фиг.4). Ошибка выбора диапазона может быть обнаружена через гибридный способ, где рассматриваются и фактические данные измерения ГСОМ, и гипотетические данные ГСОМ, либо посредством сравнения друг с другом, либо через сравнение с окном ПУС (см. фиг.5).

Что касается фиг.3, то на ней диаграмма представляет в общих чертах способы оценки качества данных окна ПУС временного сдвига кода. Данные 30 окна помощи в установлении синхронизации, такие как временной сдвиг кода ГСОМ, псевдодальность или время прибытия данных окна, наряду с фактическими данными 32 измерения местоположения, обеспечиваемыми ПС, вводятся в компьютер 34 для их сравнения. Данные измерения, обеспечиваемые ПС 32, включают в себя наземные измерения выбора диапазона, такие как данные AFLT или ИФКС, измерения ГСОМ, такие как временной сдвиг кода, псевдодальность или время прибытия, данные доплеровской частоты или любую их комбинацию. Как используется в данном описании, термин "данные измерения" включает в себя данные, обеспечиваемые ПС, также как данные, получаемые из данных, обеспечиваемых ПС. Данные измерения могут быть фактическими, прогнозируемыми или гипотетическими. Например, временной сдвиг кода может быть определен компьютером из псевдодальности или времени прибытия, обеспечиваемых ПС. Компьютер 34, выполняющий сравнение, является любым подходящим компьютером или сервером, таким как администратор 15 АБС (см. фиг.1), МОМ или другой компьютер.

Если фактические данные измерения ГСОМ для каждого ИС являются доступными от ПС 36, потому что данные окна ПУС и данные измерения ПС в общем посылаются соответствующей группе спутников ИС, значение (W _QCP) 38 качества окна временного сдвига кода определяется посредством сравнения данных измерения с окном временного сдвига кода ПУС (см., например, фиг.2). Если фактические значения измерения находятся в пределах окна, то окну присваивается значение (W _QCP) качества окна, находящееся где-нибудь между -100 и +100, в соответствии с соотношением между измеренным значением и прогнозированным значением. Если фактическое значение измерения находится за пределами окна, то окну присваивается значение (W _QCP) качества окна, находящееся где-нибудь ниже -100 или выше +100, в соответствии с соотношением между измеренным значением и прогнозированным значением.

При сравнении измеренного, или фактического, временного сдвига кода ГСОМ и окна временного сдвига кода ПУС для определения W _QCP учитывается продвижение ИС. Например, в момент времени t ₁ помощь в установлении синхрониза