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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren in der Positionierung, in welchem
Hilfsinformationen für
ein Positionierungssystems bestimmt werden, die bestimmten Hilfsinformationen
in einem Kommunikationssystem mit wenigstens einem Server übertragen werden
und Hilfsinformationen an ein elektronisches Gerät gesendet werden. Die Erfindung
betrifft auch ein System, das Mittel zum Bestimmen von Hilfsinformationen
für ein
Satellitenpositionierungssystem und ein Kommunikationssystem umfasst,
das wenigstens einen Server, sowie Mittel zum Senden von Hilfsinformationen
an ein elektronisches Gerät
umfasst. Außerdem
betrifft die vorliegende Erfindung ein elektronisches Gerät mit einem
Positionierungsempfänger, wobei
das elektronische Gerät
ausgelegt ist, um in einem Kommunikationssystem verwendet zu werden, das
Mittel zum Bestimmen von Hilfsinformationen für ein Satellitenpositionierungssystem
und ein Kommunikationssystem umfasst, das wenigstens einen Server
und Mittel zum Senden von Hilfsinformationen an ein elektronisches
Gerät umfasst.
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In
satellitengestützten
Positionierungssystemen versucht der Positionierungsempfänger Signale zu
empfangen, die von Satelliten gesendet werden, um seine eigene Position
zu berechnen. Normalerweise wird der Empfang von wenigstens vier
verschiedenen Satellitensignalen benötigt, um die dreidimensionale
Position und die Zeitdaten zu bestimmen. Satellitensignale sind
jedoch bei ihrer Ankunft am Empfänger
verhältnismäßig schwach.
Der Signalpegel ist oft unter dem Pegel des Hintergrundrauschens.
In der Praxis bedeutet dies, dass der Positionierungsempfänger nicht
unbedingt die erforderliche Anzahl von Satellitensignalen empfangen kann. Für solch
eine Situation sind Systeme in Entwicklung, welche Hilfsinformationen
und Mobilkommunikationsnetze verwenden. In diesem Fall werden Hilfsinformationen
in Bezug auf die Satelliten über
Basisstationen eines Landmobilfunkkommunikationsnetzes an den Positionierungsempfänger gesendet.
In solch einem System sind wenigstens einige Basisstationen mit
einem Positionierungsempfänger
versehen, um Signale zu empfangen, die von Satelliten gesendet werden.
An der Basisstation sind die Koordinaten der Basisstation mit einer
verhältnismäßig hohen
Genauigkeit bekannt, wobei die Satellitensignale, die an der Basisstation
empfangen werden, und die Koordinaten der Basisstation verwendet
werden können,
um einige Informationen in Bezug auf Satellitensignale, wie beispielsweise
die Ausbreitungszeit vom Satelliten zur Basisstation und die ionosphärischen
Korrekturen, zu bestimmen. Außerdem
ist es möglich,
Satellitenhilfsinformationen, wie beispielsweise Ephemeriden- und
Almanachdaten, von einer Bodenstation, die zum Satellitenpositionierungssystem
gehört,
an die Basisstationen zu senden. In diesem Fall können die
Hilfsinformationen in der Positionierung verwendet werden, um auch
solch ein Satellitensignal zu verwenden, dessen Stärke für die Demodulation
der Informationen im Signal nicht ausreicht. Dies ermöglicht die
Positionierung unter schlechten Signalbedingungen.
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Ein
bekanntes satellitengestütztes
Positionierungssystem (Satellitenpositionierungssystem) ist das
globale Positionierungssystem (GPS), das mehrere Satelliten umfasst,
welche die Erde umkreisen. Jeder in Betrieb befindliche Satellit
des GPS-Systems sendet ein sogenanntes L1-Signal mit einer Trägerfrequenz
von 1575,42 MHz. Diese Frequenz wird auch mit 154f0 bezeichnet,
wobei f0 = 10,23 MHz. Außerdem senden die Satelliten
ein anderes Bereichswahlsignal mit einer Trägerfrequenz von 1227,6 MHz,
genannt L2, d.h. 120f0. Im Satelliten werden
diese Signale mit wenigstens einer Pseudozufallsfolge moduliert.
Diese Pseudozufallsfolge ist für
jeden Satelliten verschieden. In jedem Satelliten ist zum Modulieren
des L1-Signals die Pseudozufallsfolge, die verwendet wird, z.B.
ein sogenannter C/A-Code (Grob/Erfassungscode nach engl. Coarse/Acquisition
code), welcher ein Code von der Familie der Gold-Codes ist. Jeder
GPS-Satellit sendet ein Signal durch Verwenden eines individuellen
CA/-Codes. Die Codes werden als eine Modulo-2-Summe von zwei 1023-Bit-Binärfolgen
gebildet. Die erste Binärfolge
G1 wird mit dem Polynom X10 + X3 +
X1 gebildet, und die zweite Binärfolge G2
wird durch Verzögern
des Polynoms X10 + X9 +
X8 + X6 + X3 + X2 + 1 in solch
einer Weise gebildet, dass die Verzögerung für jeden Satelliten verschieden
ist. Diese Anordnung macht es möglich,
verschiedene C/A-Codes durch Verwenden von identischen Codegeneratoren
zu erzeugen. Die C/A-Codes sind demnach Binärcodes, deren Chip-Rate im
GPS-System 1,023 MChips/s beträgt.
Der C/A-Code umfasst 1023 Chips, wobei die Wiederholungszeit (Epoche)
des Codes 1 ms beträgt.
Der Träger
des L1-Signals wird durch Navigationsinformationen mit einer Bitrate
von 50 bit/s weiter moduliert. Die Navigationsinformationen umfassen Informationen über die „Gesundheit", Umlaufbahn, Zeitdaten
des Satelliten usw. Im GPS-System sind die Codes, die bei der Modulation
des L1-Signals verwendet werden, nicht besonders effizient im Hinblick auf
die Beseitigung der zuvor dargelegten Schmalbandstörung. Demnach
kann die Kreuzkorrelation, die durch ein starkes Störsignal
in dem zu empfangenden schwächeren
Signal verursacht wird, verhindern, dass der Empfänger dieses
zu empfangende Signal erfasst.
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Die
internationale Patentanmeldung WO 99/47943 stellt ein System und
ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines drahtlosen CDMA-Sendeempfängers vor.
Die Publikation legt eine typische Sendung von Hilfsinformationen
an einen Empfänger
im Falle der Satellitenpositionierung dar. Die Hilfsinformationen
können
Satellitenidentifikationsdaten, Dopper-Verschiebedaten, Informationen
in Bezug auf die Entfernung zwischen der Basisstation und dem Satelliten
oder Informationen in Bezug auf ein Suchfenster sein. Das Suchfenster
kann auf der Basis einer Umlaufzeitverzögerung zwischen dem Empfänger und
der Basisstation oder von Informationen in Bezug auf den Winkel
des Satelliten bestimmt werden. Im System gemäß dem Bezugsquelle ist die Basisstation
mit einem GPS-Empfänger versehen, welchen
die Basisstation verwenden kann, um Informationen in Bezug auf Satellitensignale
zu erfassen, um zum Beispiel die Entfernung zwischen dem Satelliten
und der Basisstation zu bestimmen.
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Das
Dokument EP-A-1 203 965 offenbart ein Verfahren, um GPS-Hilfsdaten
durch eine Empfangsstation zu empfangen, die empfangenen GPS-Hilfsdaten
an eine Informationsverarbeitungsstation eines Netzes zu senden
und die GPS-Hilfsdaten von der Verarbeitungsstation an ein Endgerät zu senden.
Bei der Übertragung
können
verschiedene Träger
und Protokolle verwendet werden, wie beispielsweise Paketverbindung,
Steuerdatenverbindung, SMS, TCP/IP usw. Die in diesem Dokument erwähnten Formate
für die Übertragung
von GPS-Hilfsdaten stehen zu den Hilfsdatenprotokollen IS-801 und
dem tatsächlichen
GPS-Rundsendungsdatenformat
in Beziehung.
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Ein
Problem in Systemen der zuvor erwähnten Art ist, dass die Implementierung
des Systems Modifikationen im Mobilkommunikationsnetz erfordert,
zum Beispiel aus dem Grund, dass wenigstens einige Basisstationen
mit einem Positionierungsempfänger
versehen werden müssen.
Außerdem
ist das System an das Kommunikationsprotokoll, das auf dem Übertragungskanal
des Mobilkommunikationsnetzes verwendet wird, und die Implementierung
der physikalischen Schicht gebunden. Zudem muss der Betreiber des
Mobilkommunikationsnetzes die Übertragung
der Hilfsinformationen im Mobilkommunikationsnetz implementieren.
Darüber
hinaus erfordert die Verwendung des Systems, dass das elektronische
Gerät eines
Benutzers nicht nur mit dem Positionierungsempfänger versehen wird, sondern
auch mit einem Empfänger,
der in solch einem Mobilkommunikationsnetz funktioniert. Folglich
ist es ein System, das an ein spezifisches Kommunikationsnetz und – protokoll
gebunden ist. Die Implementierung solch eines Systems ist verhältnismäßig teuer,
und die Verwendung des Systems ist nur auf Teilnehmer dieses Mobilkommunikationsnetzes
beschränkt.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren
und System zur Verwendung in der Positionierung bereitzustellen.
Außerdem
ist es ein Ziel der Erfindung, ein elektronisches Gerät bereitzustellen,
welches das Verfahren und das System verwendet. Die Erfindung basiert
auf der Idee, dass Hilfsinformationen in irgendeinem Metadatenformat
dargestellt werden, und Hilfsinformationen in solch einem Format über ein
Kommunikationsnetz an das elektronische Gerät gesendet werden. Genauer gesagt,
ist das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmten Hilfsinformationen
in ein Metadatenformat konvertiert werden, und die Hilfsinformationen,
die in das Metadatenformat konvertiert wurden, an das elektronische
Gerät gesendet werden, wobei
die Hilfsinformationen im elektronischen Gerät zur Positionierung verwendet
werden, falls nötig.
Das System gemäß der Erfindung
ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens
eine Server des Kommunikationssystems auch Mittel zum Konvertieren
der bestimmten Hilfsinformationen in ein Metadatenformat umfasst,
wobei die Mittel zum Senden von Hilfsinformationen Mittel zum Senden der
Hilfsinformationen im Metadatenformat an das elektronische Gerät umfassen,
und das elektronische Gerät
Mittel zum Verwenden der Hilfsinformationen im Metadatenformat zur
Positionierung, falls nötig, umfasst.
Außerdem
ist das elektronische Gerät
der Erfindung in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische
Gerät Mittel
zum Empfangen von Hilfsinformationen, die in einem Metadatenformat
an das elektronische Gerät
gesendet werden, und Mittel zum Verwenden der Hilfsinformationen
im Metadatenformat zur Positionierung, falls nötig, umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung weist merkliche Vorteile gegenüber Lösungen des
Standes der Technik auf. Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung angewendet
wird, ist es größtenteils
möglich,
die bereits bestehenden Informationssysteme zu verwenden, wobei
die Verwendung der Hilfsinformationen nicht an das Kommunikationssystem
gebunden ist, für
welches der Benutzer des Positionierungsempfängers einen Teilnehmervertrag
abgeschlossen hat. Dies erweitert die Möglichkeiten, das System zu
verwenden, wobei die Anzahl der Benutzer des Systems leicht höher als
die Anzahl der Benutzer des Systems zum Senden von Hilfsinformationen,
das an ein bestimmtes Mobilkommunikationsnetz gebunden ist, werden
kann. Außerdem
erfordert die Verwendung des Systems keine teueren Hardwareinvestitionen, da
es nicht notwendig ist, Positionierungsempfänger zu konstruieren, um Satellitensignale
an den Basisstationen zu empfangen, sondern das System Positionierungsempfänger verwendet,
die für
einige Server vorgesehen sind. Zudem erfordert die Verwendung der
verschiedenen Übertragungskanäle kein
getrenntes Übertragungsprotokoll
für die
Hilfsinformationen, sondern das Übertragungsprotokoll
für die
Hilfsinformationen ist vom Übertragungskanal
unabhängig.
In Anbetracht der Erfindung brauchen die Server des Systems zum
Beispiel keine Mobilkommunikationsmittel, sondern es genügt, dass
die Server an ein Kommunikationsnetz angeschlossen sind, wie beispielsweise
das Internetdatennetz. Trotzdem können Hilfsinformationen auch
an Mobilstationen gesendet werden, da Mobilkommunikationsnetze im
Allgemeinen eine Verbindung mit dem Internetdatennetz aufweisen.
Das Internetdatennetz kann auch mit Diensten versehen werden, mit
deren Hilfe der Benutzer eines elektronischen Geräts anfordern
kann, dass Hilfsinformationen gemäß der Erfindung an das elektronische
Gerät gesendet
werden. In diesem Fall kann der Hilfsinformationsübertragungsdienst,
falls nötig, so
beschränkt
werden, dass er nur für
bestimmte Benutzer verfügbar
ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen
ausführlicher
beschrieben, wobei:
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1 ein
System gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung in einem reduzierten Diagramm darstellt,
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2 einen
Positionierungsempfänger
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in einem reduzierten Blockdiagramm darstellt,
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3 ein
Beispiel für
die Darstellungsweise von Hilfsinformationen darstellt, die in einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden, und
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4 in
einer reduzierten Weise ein vorteilhaftes Beispiel eines Protokollstapels
darstellt, welcher bei der Sendung von Hilfsinformationen in einem
System gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden kann.
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In
der folgenden Beschreibung eines Verfahrens gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden ein Datennetz 2, welches das TCP/IP-Protokoll
bei der Datenübertragung
verwendet, und das GSM-Mobilkommunikationsnetz
als Beispiele für
das Kommunikationssystem beziehungsweise ein drahtloses Kommunikationsnetz 3 verwendet,
wobei es sich jedoch von selbst versteht, dass die vorliegende Erfindung
nicht darauf beschränkt, nur
in diesen Kommunikationsnetzen verwendet zu werden. Außerdem wird
das GPS-System als ein Beispiel für ein Positionierungssystem
verwendet, aber die Erfindung kann auch in Verbindung mit anderen
Satellitenpositionierungssystemen verwendet werden.
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Das
System 1, das in 1 dargestellt
ist, umfasst ein erstes Kommunikationsnetz 2, in welchem
Daten vorzugsweise in Paketen gesendet werden, die dem TCP/IP-Protokoll entsprechen.
Das Kommunikationsnetz ist mit Servern 4 versehen, von welchen
wenigstens einer einen Servierpositionierungsempfänger 5 umfasst.
Dieser Serverpositionierungsempfänger 5 kann
verwendet werden, um ein Signal von Satelliten 6 zu empfangen.
Da die Position des Serverpositionierungsempfängers 5 im Wesentlichen
konstant und mit einer verhältnismäßig hohen Genauigkeit
bekannt ist, können
die Signale, die von den Satelliten 6 empfangen werden,
verwendet werden, um einige Parameter von Hilfsinformationen, wie
beispielsweise ionosphärische
Korrekturen, zu berechnen. Unter ausreichend guten Bedingungen kann
der Serverpositionierungsempfänger 5 auch verwendet
werden, um Navigationsdaten zu demodulieren, die im Satellitensignal
gesendet werden, wobei diese Navigationsdaten auch zum Bilden von Hilfsinformationen
verwendet werden können.
Andererseits können
Navigationsdaten auch im Server 4 gespeichert werden und/oder
werden Navigationsdaten von einem anderen Datenverarbeitungsgerät, zum Beispiel
einer Bodenstation 7, die zum Satellitenpositionierungssystem
gehört,
oder dergleichen, an den Server 4 gesendet. Hilfsinformationen
können vom
Serber 4 an solche elektronische Geräte 8 gesendet werden,
welche mit einem Positionierungsempfänger 9 versehen sind
(2).
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Das
elektronische Gerät 8 gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung umfasst neben dem Positionierungsserver 9 auch
einen Steuerblock 15 zum Steuern der Funktionen des elektronischen
Geräts,
eine Benutzerschnittstelle 16 zum Verwenden des elektronischen
Geräts 8 und
einen Speicher 17 zum Speichern von Software, Daten, wie beispielsweise
Hilfsinformationen, usw. Zusätzlich umfasst
das elektronische Gerät 8 wenigstens
einen Satz von Kommunikationsmitteln 18, zum Beispiel Mobilkommunikationsmitteln,
durch welche das elektronische Gerät 8 mit dem Kommunikationsnetz 2 entweder
direkt oder über
ein anderes Datennetz, wie beispielsweise das Mobilkommunikationsnetz 3, kommunizieren
kann. Das elektronische Gerät 8 kann
zum Beispiel ein drahtloses Endgerät, eine Mobilstation, ein Computer
usw. sein.
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In
einem System gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung werden die Server 4 in einer ähnlichen
Weise wie ein verteiltes Datennetz verwendet, wobei die Server 4 einander
z.B. Daten in Bezug auf Hilfsinformationen senden können. Dies macht
es möglich,
dass nicht für
jeden Server 4 ein getrennter Positionierungsempfänger 5 benötigt wird, wobei
keine extensiven Modifikationsmaßnahmen in diesen Servern benötigt werden.
Außerdem
wird ein Server 4 ohne Positionierungsempfänger 5 nicht durch
das Empfangen von Satellitensignalen geladen. Im verteilten System
können
verschiedene Server sich die Aufgaben zum Senden von Hilfsinformationen
auch teilen, falls nötig,
und zwar auf folgende Weise. Ein Server 4 mit einem Positionierungsempfänger 5 sendet
Hilfsinformationen nicht direkt an die elektronischen Geräte 8,
welche sie verwenden, wobei das Laden dieses Servers 4 zum
Teil reduziert werden kann. Von solch einem Server werden Hilfsinformationen
oder Informationen, die zu deren Bildung notwendig sind, an einen
oder mehrere andere Server im ersten Datennetz 2 gesendet.
Im System gemäß dieser
Ausführungsform
werden vorzugsweise Server 4, die keinen Positionierungsempfänger 5 umfassen,
als die Endgeräte
zum Senden von Hilfsinformationen an das elektronische Gerät 8 verwendet.
Diese Anordnung hat zum Beispiel den Vorteil, dass die Last, die
durch die Positionierungsfunktionen verursacht wird, gleichmäßiger zwischen
den verschiedenen Servern 4 verteilt wird. Als die Server 4 ist
es möglich,
verschiedene Datenverarbeitungsgeräte, wie beispielsweise einen
sogenannten Personalcomputer (PC), einen UNIX-Computer, ein Telekommunikationsendgerät (zum Beispiel
ein Telefon) oder dergleichen, zu verwenden. Die Serverfunktionen
werden im Computer durch Verwenden eines Betriebssystems, das zu
diesem Zweck geeignet ist, implementiert. Ein nicht einschränkendes
Beispiel, das in diesem Zusammenhag zu erwähnen ist, ist neben dem erwähnten UNIX-Betriebssystem das
LINUX-Betriebssystem. Wenn ein Telekommunikationsendgerät als der
Server 4 verwendet wird, können die Hilfsinformationen
vorteilhafterweise als ein Datenruf vom Server 4 an das
elektronische Gerät 8 gesendet
werden.
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Im
System gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die Hilfsinformationen durch Verwenden eines sogenannten
Metadatenformats, wie beispielsweise der erweiterbaren Auszeichnungssprache
(XML für
engl. extensible markup language), dargestellt, um ein spezifisches
Darstellungsformat für die
Hilfsinformationen zu definieren. In diesem Fall können mehrere
verschiedene Datenübertragungskanäle und -protokolle
verwendet werden, um Hilfsinformationen zwischen den Servern 4,
sowie zwischen den Servern 4 und dem elektronischen Gerät 8 zu
senden, wobei die Verwendbarkeit des Systems im Vergleich zu Lösungen des
Standes der Technik wesentlich verbessert werden kann. Innerhalb
des Rahmens der vorliegenden Erfindung st es auch möglich, irgendein
anderes Metadatenformat als die zuvor erwähnte erweiterbare Auszeichnungssprache zum
Darstellen der Hilfsinformationen zu verwenden. Einige nicht einschränkende Beispiele
solcher Metadatenformate, die in diesem Zusammenhang zu erwähnen sind,
umfassen die Hypertext-Auszeichnungssprache (HTML für engl.
hypertext markup language) und die drahtlose binäre XML (WBXML für engl.
wireless binary XML). Auf der Übertragungsstufe
werden die Hilfsinformationen im Metadatenformat in Nachrichten
aufgenommen, die dem Übertragungsprotokoll des
Kommunikationsnetzes entsprechen, das gerade verwendet wird, und
auf der Empfangsstufe werden die Hilfsinformationen im Metadatenformat
aus den Nachrichten des Übertragungsprotokolls
demoduliert. Im Empfangsgerät
können die
Hilfsinformationen bestimmt und zur Positionierung verwendet werden.
Dieses Darstellungsverfahren, das auf einem spezifischen Metadatenformat
basiert, hat den Vorteil, dass das System nicht von einem bestimmten
Diensteanbieter abhängt,
sondern es möglich
ist, Server 4 von verschiedenen Diensteanbietern an das
System anzuschließen,
um Hilfsinformationen an die anderen Server 4, sowie an das
elektronische Gerät 8 zu
senden.
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3 stellt
ein reduziertes und nicht einschränkendes Beispiel für eine Darstellung
von Hilfsinformationen im Metadatenformat dar. Das Metadatenformat
umfasst Metadatenattribute 301, wie beispielsweise die
Metadatenversionsnummer, sowie den Namen der Datengruppe zum Beispiel
für Speicherungszwecke.
Das Metadatenformat umfasst auch die tatsächlichen Hilfsinformationen,
die in das Metadatenformat konvertiert sind. Dieses Hilfsinformationsfeld
umfasst vorzugsweise Anfangsmarkierungen 301, welche den
Inhalt der Daten definieren, die auf die Markierung folgen, Datenfelder,
wie beispielsweise Hilfsinformationsfelder 302 und Zeitdatenfelder 303,
und Endmarkierungen 304, welche das Ende des Datenfeldes
anzeigen. Die Datenfelder 302, 303 können spezifizierende
Attribute über
die Daten in Bezug auf jedes Datenfeld, zum Beispiel Hilfsinformationen
oder Zeitinformationen, umfassen. Das Hilfsinformationsfeld 302 kann
zum Beispiel Ephemeridendaten, Almanachdaten, Daten über den Satelliten,
dessen Hilfsinformationen einbezogen sind, sowie Korrekturdaten
der koordinierten Weltzeit (UTC für engl. universal time coordinated), welche die
Differenz zwischen der UTC und der Zeit des Satellitenpositionierungssystems
angeben, umfassen. Das Zeitdatenfeld 303 kann zum Korrigieren
der Zeitdaten zwischen dem elektronischen Gerät 8 in einer Weise
verwendet werden, die in dieser Beschreibung im Folgenden ausführlicher
beschrieben wird. In den Datenfeldern werden die Daten vorzugsweise
im ASCII-Format dargestellt. Es versteht sich jedoch von selbst,
dass innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung die Daten
auch in einem anderen Format dargestellt werden können. Zum
Beispiel können die
Daten im Binärformat,
zum Beispiel im Format der drahtlosen binären XML (WBXML), codiert werden. Die
Daten in den Datenfeldern können
auch in einem anderen Metadatenformat codiert werden, wie beispielsweise
HTML, aber es können
ebenso andere Metadatenformate verwendet werden.
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Es
folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des Verfahrens gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in einem beispielhaften System, wie in 1 dargestellt.
Nehmen wir an, dass das System 1 Server, die mit einem
Positionierungsempfänger 5 ausgestattet
sind, und Server, die nicht mit einem Positionierungsempfänger 5 ausgestattet
sind, umfasst. Der Klarheit halber werden die nicht einschränkenden
Begriffe Positionierungsserver und Kommunikationsserver in dieser
Beschreibung im Folgenden verwendet, um Server, die mit einem Positionierungsempfänger 5 ausgestattet
sind, beziehungsweise andere Server zu bezeichnen. Es versteht sich
jedoch von selbst, dass die Erfindung auch in Systemen angewendet
werden kann, in welchen alle Server mit einem Positionierungsserver versehen
sind. Die Erfindung kann auch in solchen Systemen angewendet werden,
in welchen kein Server mit einem Positionierungsempfänger versehen ist.
In diesem Fall müssen
die Hilfsinformationen von einer anderen Quelle an die Server geliefert
werden. In 1 sind die Positionierungsserver
mit dem Bezugszeichen 4a angezeigt und die Kommunikationsserver
mit dem Bezugszeichen 4b.
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Die
Positionierungsserver 4a versuchen, ein Signal von einem
oder mehr Satelliten zu empfangen und diese Signale zu verwenden,
um Korrekturdaten zu bestimmen, um zum Beispiel den Einfluss der
Atmosphäre
auf die Signalausbreitung zu korrigieren. Der Positionierungsserver 4a kann
auch die Navigationsdaten, die in dem von ihm empfangenen Signal übertragen
werden, demodulieren, wenn die Signalstärke ausreicht. Der Positionierungsserver 4a verwendet
diese Informationen, um Hilfsinformationen im Metadatenformat zu
erzeugen und sie in seinem Speicher 10 zu speichern. Der
Positionierungsserver 4a kann die empfangenen Signale und/oder
die demodulierten Navigationsdaten normalerweise auch verwenden,
um die Zeitdaten des Satellitenpositionierungssystems zu bestimmen,
welche auch in den Hilfsinformationen enthalten können. Außerdem kann
der Positionierungsserver 4a die Hilfsinformationen, die
durch ihn bestimmt werden, an andere Server senden, die mit dem
Kommunikationsnetz 2 verbunden sind, wie beispielsweise
die Kommunikationsserver 4b.
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In
elektronischen Geräten 8 können die
Hilfsinformationen vorzugsweise auf die folgende Weise für die Positionierung
verwendet werden. Der Positionierungsempfänger 9 des elektronischen
Geräts versucht,
eine Erfassung von solchen Satellitensignalen durchzuführen, deren
Stärke
für die
Erfassung ausreicht. Dies ist nicht immer möglich, um die erforderlichen
vier oder mehr Signale von verschiedenen Satelliten zu empfangen.
In diesem Fall kann die Erfassung mittels Hilfsinformationen versucht
werden, wobei die Hilfsinformationen verwendet werden, um eine grobe
Schätzung
der Codephase des Satellitensignals zu machen. Wenn die Codephase
grob bekannt ist, können
die Erfassungsmittel 11 des Positionierungsempfängers 9 (2)
in solch einer Weise eingestellt werden, dass sie versuchen, die
korrekte Codephase in der Nähe
der groben Codephase zu bestimmen. Bei der Erfassung werden zum
Beispiel Korrelationsverfahren verwendet, wobei der Positionierungsempfänger einen
Code erzeugt, der dem Spreizcode entspricht, der bei der Erzeugung
des zu empfangenden Signals verwendet wird, und die Korrelation
durchführt.
Die korrekte Codephase wird als eine Spitze im Korrelationsergebnis
angezeigt, wobei die zeitliche Steuerung dieser Spitze verwendet
wird, um die Codephase genauer zu machen. Falls nötig, kann
die Korrelationszeit etwas verlängert
werden, um die Korrelation zu verbessern.
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Auf
der Stufe, wenn Hilfsinformationen im elektronischen Gerät 8 benötigt werden,
werden im Verfahren gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung die folgenden Schritte unternommen. Eine Anforderung
von Hilfsinformationen oder dergleichen wird vom elektronischen
Gerät 8 zum
Beispiel über
das Mobilkommunikationsnetz 3, über ein lokales Datennetz,
ein öffentliches
Landkommunikationsnetz oder dergleichen an das Datennetz 2 gesendet.
Die Nachricht wird an solch einen Kommunikationsserver 4b übertragen,
in welchem Hilfsinformationen gespeichert sind.
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Die
Kommunikationsverbindung, die über das
Mobilkommunikationsnetz 3 aufzubauen ist, kann zum Beispiel
eine Verbindung gemäß dem sogenannten
WAP-Protokoll sein,
mithilfe dessen das elektronische Gerät verwendet werden kann, um zum
Beispiel Informationen im Internetnetz durchzublättern, wie beispielsweise WWW-Seiten von Unternehmen
und andere Sites, auf welchen Daten gespeichert sind. Demnach werden
im elektronischen Gerät 8 Adressdaten
von den Speichermitteln 17 abgerufen, so dass eine Datenübertragungsverbindung zum
Kommunikationsserver 4b, welcher Hilfsinformationen pflegt,
aufgebaut werden kann. Im Mobilkommunikationsnetz 3 werden
Nachrichten vorzugsweise in Nachrichten konvertiert, die dem Internetprotokoll
(IP) entsprechen, und auf eine an sich bekannte Weise an ein Datennetz 2,
wie beispielsweise das Internetdatennetz, weitergesendet. Die Kennung des
elektronischen Geräts 8,
welches die Nachricht sendete, ist ebenfalls in den Nachrichten
enthalten, wobei Antwortnachrichten an das elektronische Gerät 8,
welches die Anforderung sendete, zurückgesendet werden können. Ein
anderes Beispiel, das in diesem Zusammenhang erwähnt werden kann, ist die Verwendung
von Kurznachrichten (SM für
engl. short messages) bei der Übertragung
von Positionierungsdaten und möglichen
Hilfsinformationen.
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In
einigen Situationen kann auch der Aufbau einer Kommunikationsverbindung
mit einem Datenbankserver 5 durchgeführt werden, zum Beispiel durch
Anwenden eines drahtlosen lokalen Datennetzes (WLAN für engl.
wireless local area network) (nicht dargestellt). In diesem Fall
wird eine Datenübertragungsverbindung
vom elektronischen Gerät 8 zu
einem drahtlosen lokalen Datennetz in der Nähe des elektronischen Geräts 8 aufgebaut,
durch welche eine Verbindung weiter zum Datennetz 2 hergestellt werden
kann.
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Im
Datennetz 2 werden die Nachrichten auf eine an sich bekannte
Weise mittels der Nachrichtenübertragungsmechanismen des Datennetzes 2 an eine
Zieladresse gesendet, in diesem Fall einen Kommunikationsserver 4b,
in welchem die Hilfsinformationen gespeichert sind. Der Kommunikationsserver 4b interpretiert
die empfangene Nachricht und ruft Hilfsinformationen vom Speicher 10 ab.
Danach erzeugt der Kommunikationsserver 4b eine Antwortnachricht,
welche die Hilfsinformationen im Metadatenformat umfasst, und konvertiert
sie in eine Antwortnachricht, die an das Datennetz 2 zu
senden ist. Bei dieser Konvertierung wird vorzugsweise ein Protokollstapel 12 verwendet,
von dem ein Beispiel in 4 dargestellt ist. Im Protokollstapel 12 des
Servers werden die Hilfsinformationen im Metadatenformat auf der
Ebene der Anwendungsschicht 12a gerahmt, um auf eine an
sich bekannte Weise Nachrichtenstrukturen zu erzeugen, die den unteren
Schichten des Protokollstapels (Netzschicht 12b, Datensicherungsschicht 12c)
entsprechen. Danach können Pakete
der Datensicherungsschicht 12c über die physikalische Schicht 12d,
d.h. den Übertragungskanal,
an das Datennetz 2 gesendet werden. Im Datennetz wird die
Nachricht zu dem Datennetz, wie beispielsweise dem Mobilkommunikationsnetz 3,
weitergeleitet, an welches das elektronische Gerät 8 angeschlossen
ist oder mit welchem eine Verbindung eingerichtet werden kann. Das
Datennetz sendet die Antwortnachricht an das elektronische Gerät 8,
in welchem eine entsprechende Protokollstapelstruktur 19 implementiert
ist. Danach werden im elektronischen Gerät MS die empfangenen Hilfsinformationen in
den Speichermittel 13 gespeichert und, falls nötig, wird
eine Positionierung im Positionierungsempfänger 9 durchgeführt.
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In
diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass
der Begriff Verbindung sich nicht nur auf solche Datenübertragungsverbindungen
bezieht, in welchen die physikalische Verbindung während der
Datenübertragung
die ganze Zeit eingeschaltet sein muss (eine sogenannte verbindungsorientierte
Verbindung), sondern die Verbindung bezieht sich auch auf solch
seine Datenübertragungsverbindung,
in welcher die Datenübertragung
keine ununterbrochene Verbindung benötigt (eine sogenannte verbindungslose
Verbindung). Solche verbindungslose Verbindungen umfassen zum Beispiel
paketvermittelte Verbindungen, wie etwa Verbindungen des GPRS-Paketnetzes,
und die Datenübertragungsmechanismen, die
bei der Übertragung
von Kurznachrichten (SM) verwendet werden.
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In
einem System gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung können
Hilfsinformationen im Metadatenformat verwendet werden, um die Zeitdaten
des elektronischen Geräts 8 so
einzustellen dass sie den Zeitdaten des Satellitenpositionierungssystems
mit einer verhältnismäßig hohen Genauigkeit
entsprechen. Diese Genauigkeit der Zeitdaten ist im Hinblick auf
die Genauigkeit der Positionierung von Bedeutung. Die Zeitdaten
können vorzugsweise
auf die folgende Weise eingestellt werden. Es werden ein oder mehr
solcher Metadatenfelder bestimmt, welche die Übertragung eines anderen Dokuments
vom Server an das elektronische Gerät 8 anfordern. Demnach
sendet das elektronische Gerät 8 eine
Anforderung, solch eine Datei (Dokument oder dergleichen) im Metadatenformat
zu senden, welche ein Zeitdatenfeld mit Informationen über die
Zeit des Satellitenpositionierungssystems (zum Beispiel der GPS-Zeit), sowie ein
Metadatenfeld mit einer Anforderung enthält, ein anderes Dokument zu
senden, an den Server 4, zum Beispiel einen Kommunikationsserver 4b.
Wenn der Kommunikationsserver 4b die Anforderung vom elektronischen
Gerät 8,
das Dokument mit den Zeitdaten zu senden, empfängt, startet der Kommunikationsserver 4b einen
Zeitmesser 14 oder dergleichen und sendet das Dokument.
Auf der Stufe, wenn das elektronische Gerät 8 das Dokument empfängt, bewirkt
das Metadatenfeld, das die Anforderung enthält, ein anderes Dokument zu
senden, dass eine neue Nachricht vom elektronischen Gerät 8 an
den Kommunikationsserver 4b gesendet wird, welche die Übertragung
dieses zweiten Dokuments anfordert. Nach dem Empfang dieser Nachricht stoppt
der Kommunikationsserver 4b den Zeitmesser 14,
wobei der Zeitmesser 14 die Zeit angibt, die bei der Hin-
und Hersendung zwischen dem Kommunikationsserver 4b und
dem elektronischen Gerät 8 verstrichen
ist, das heißt
die sogenannte Umlaufzeitverzögerung.
Der Kommunikationsserver 4b sendet Informationen über die
Umlaufzeitverzögerung
an das elektronische Gerät 8,
wobei es seine eigenen Zeitdaten korrigieren kann, damit sie den
Zeitdaten des Satellitenpositionierungssystems entsprechen, indem
es zuerst die Zeitdaten, die in dem Dokument empfangen werden, und
dann die Umlaufzeitverzögerung,
die durch den Kommunikationsserver 4b gemeldet wurde, verwendet.
Durch das zuvor beschriebene Verfahren ist es demnach möglich, die
Zeit, die bei der Übertragung
der Hilfsinformationen verstrichen ist, mit einer verhältnismäßig hohen
Genauigkeit zu kompensieren, wobei das elektronische Gerät Zeitdaten
erreichen kann, in welchen der Fehler nicht mehr als ein paar Sekunden,
vorzugsweise nicht mehr als 3 s, beträgt. Falls nötig, kann die zuvor beschriebene
Anordnung auch verwendet werden, um die Umlaufzeitverzögerung zwischen
dem Positionierungsserver 4a und dem Kommunikationsserver 4b zu
kompensieren, zum Beispiel in Situationen, in welchen der Kommunikationsserver 4b die
Zeitdaten des Satellitenpositionierungssystems vom Positionierungsserver 4a empfängt.
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Das
System gemäß der vorliegenden
Erfindung kann in solch einer Weise implementiert werden, dass neue
Server 4 leicht an das System angeschlossen werden können, wobei
es möglich
ist, das System zu erweitern. Das System kann sogar weltweit implementiert
werden. Es ist möglich,
aktuelle Hilfsinformationen von den anderen Servern 4 im System
an alle Server 4 zu senden. Demnach kann der Benutzer Hilfsinformationen
an sein elektronisches Gerät 8 im
Wesentlichen ungeachtet von seiner Position empfangen, wenn eine
Datenübertragungsverbindung
zwischen dem elektronischen Gerät 8 und
dem Datennetz 2 aufgebaut werden kann. Außerdem werden
keine Informationen über
die Adresse des Positionierungsservers 4a im elektronischen
Gerät 8 benötigt, sonder
es reicht, dass das elektronische Gerät 8 Informationen über die
Adresse eines Kommunikationsservers 4b hat.
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Obwohl
zuvor dargestellt wurde, dass das Verfahren gemäß der Erfindung es möglich macht, Hilfsinformationen
allgemein zu verwenden, kann die Erfindung auch in solch einer Weise
angewendet werden, dass die Verwendung des Dienstes nur auf bestimmte
Benutzer beschränkt
wird. Hierbei ist es möglich,
zum Beispiel einen Dienst zu verwenden, der im Internetdatennetz
bereitgestellt wird und durch den der Benutzer des elektronischen
Geräts 8 anfordern
kann, dass Hilfsinformationen an das elektronische Gerät 8 gesendet
werden sollen. Um den Dienst zu verwenden, kann eine Registrierung
erforderlich sein, wobei es für
andere als die registrierten Benutzer nicht möglich ist, Hilfsinformationen
herunterzuladen. Außerdem
kann das System mehrere Anbieter von Hilfsinformationsübertragungsdiensten
umfassen, welche jeweils ihre eigenen Anforderungen für die Verwendung
des Dienstes stellen. Hilfsinformationen können jedoch auch zwischen den
Servern dieser verschiedenen Diensteanbieter gesendet werden, da
ein spezifisches Metadarstellungsformat für die Hilfsinformationen im
System gemäß der Erfindung
definiert ist.
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Es
versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung nicht nur
auf die zuvor dargestellten Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern innerhalb des Rahmens der angehängten Ansprüche modifiziert werden kann.