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TW200807008A - Associating a universal time with a received signal - Google Patents

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TW200807008A
TW200807008A TW096109779A TW96109779A TW200807008A TW 200807008 A TW200807008 A TW 200807008A TW 096109779 A TW096109779 A TW 096109779A TW 96109779 A TW96109779 A TW 96109779A TW 200807008 A TW200807008 A TW 200807008A
Authority
TW
Taiwan
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time
signal
arrival
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universal
Prior art date
Application number
TW096109779A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI325061B (en
Inventor
Peter James Duffett-Smith
Paul Hansen
Anthony Richard Pratt
Original Assignee
Cambridge Positioning Sys Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cambridge Positioning Sys Ltd filed Critical Cambridge Positioning Sys Ltd
Publication of TW200807008A publication Critical patent/TW200807008A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI325061B publication Critical patent/TWI325061B/zh

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/23Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

200807008 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明一般有關尋找通信或其他網路之終端機位置的系 統’尤其有關將時間輔助提供給相關聯的裝置,如衛星定 位系統(如GPS或Galileo)的接收器。明確地說,本發明提 供一種使通用時間與無線電定位系統之終端機處之訊號識 別成分之到達時間資訊相關聯的方法。 【先前技術】
使用接收自戈多個發射器的訊號以定位行動無線電終 端機^支術多年來已受到廣泛的使用。此類系統包括:特 別為找出接收器而部署的地面發射器.網路(如L〇ran)及衛星 網路(如GPS及Galiie。)’以及使用如蜂巢式行動電話網路 (如WO-A-97-11384)或TV及無線電發射器網路(如Ep_A_ 0303371)之通用無線電網路的方法。 例如,在蜂巢式行動電話網路内,終端機的位置可根據 伺服之小區的識別碼而定,並可利用以下資訊來增強, 如··伺服之發射器及終端機 、味械之間的時間延遲、接收自伺服 之每射器及相鄰之發射哭的却 °σ的汛唬強度、或收到訊號的入射 角。可使用二或多個菸矣+水、览—a 發, ^射末源之終端機之收到訊號的所觀 -到達時巧差(OTDA)獲得改良的位置。 OTDA方法僅使用蜂巢式 0 k A ·、、、線電網路内可用的訊號提供 良好的位置準確性。鈇而 ^
太、土干西 “、、’為了解答定位方程式,OTDA 方法兩要使用待決定之發射哭 ^ U間的精確發射時間偏移。 J使用具有附加接收器 抑一 點,則i早兀(LMU)來完成。 H9460.doc 200807008 4 MU放在已知地點,以將其〇tda測量直接轉換成 什時模型(例如請見W0_A_⑽_73813)。 ^者可使用-種技術(見wo_A〇〇_738i4广使用如由 2知位置之兩個地理位置不同的終端機對已知位置之若干 地理位置不同的· …進仃的訊號測量,計算終端機位 置及所測量發射器間的所皮 1Μυ。 有夺序偏私,而不需要使用 ^接收器能夠接收㈣衛星訊號的前提下,如⑽的衛 = :?Γ可提供準確的解式。衛星訊號與全球訂定的標 如GPS時間或通用協調時間卿的共同時基相 二::’:㈣内,衛星群集中的每-個衛星具有可靠 二鐘’其時間係經連續測量並與位在地面的 B守鐘進行比較。控劁各一 /巧 準,方… 俯星時鐘時間對著參考時鐘對 m 66 敫衩型次明了兩個時鐘之 二 =二三個參數上傳至衛星,並由衛星廣播為時 车/ k在根據此等參數進行校正之後具有使衛曰 時鐘與地面參考時鐘密切 ^生 空且古、生姑、 用在接收器天線對天 但在建:物:野的情況中,衛星定位系統運作效果極佳, -在建杂物内或天空視野模糊 或完全無法運作。另一個問題是,::::糸統運作極差 至達到,,首次 術星疋位系統自冷起動 疋位要化很長的時間,因此 連續追縱衛星訊號時的運作效果最好。疋位系統在 為了克服這些問題,已提出各種建議以對衛星 美供,,輔助功能"。例如,us 56 … 系冼 ’ ,35揭不藉由單獨的無 H9460.doc 200807008 ,接收⑨、併人標準時間或頻率、及使用標準時間或頻 率提^額外的無線電訊號,以決定資料位元之到達時間的 時間。在另一範例(見WO-A-99-47943)中,調適行動 蜂巢式電話網路以接收基地台發射器(BTS)的GPS訊號, _ 、允許行動蜂巢式電話網路計算行動電話的位置。 ‘ 在進步的發展(請見US 2002-0168988 A)中,GPS單元 =位置决定系統(PDE),其包括通常屬於行動通信系統 φ ^々刀的參考訊號接收器,且將參考訊號接收器所接收之 /考汛唬的部分發射至PDE,以提供可用於輔助Gps單元 操作的額外時序資料。 多年來,本技術已知經由鏈路發送辅助資料。最早的範 例之一提供於1986年。白沙飛彈測試基地介面控制文件 (White Sands Missile Range Interface Control Document)^ 不經由雙向通信鏈路報告的位i,該雙向通信鏈路允許根 據疋義的大地坐標參考架構,不時以wgs84格式傳送虛擬 # 距離或計算地點。1986年由纟國政府對距離應用聯合計畫 的潛在投標人發行的ICD GPS 15()特別透過發射星層表、 年曆及時間貧訊結合支援行動仰^接收器。⑽時即已實 Ρπ使用4些資料袼式以支援利用雙向資料鏈路的行動 • 接收器。另一個輔助資料的範例係講述於1991年5月9曰申 請、1993年7月6日核准的1;8 5,225,842(Br〇wn等人),其中 將初始化資料發送至遠端終端機(感應器),以使感應器能 夠取得及追縱複數個可見GPS衛星。輔助資料包含一或多 個目標之位置的初始估計及衛星選擇表。 119460.doc 200807008 提供輔助育料給衛星定位系統接收器可提高衛星定位系 、、’先接收為的效能。此夕卜,準確時序輔助可降低相關聯之晶 片組的複雜性。輔助資料可包含以下三個要素的全部或部 刀· a)何生貪訊、|^時間協助、及〇接收器位置的估計。 • 本技術已知由鏈接至-或多個參考接收器之伺服器用來 • 提供侑生#訊的方法,該或該等參考接收器連續監視衛星 訊號以獲得衛星資訊。在GPS系統中,只要可以接收衛星 _ 汛唬,亦可由<31^接收器直接從衛星訊號獲得此衛星資 訊。可從網路訊號獲得時間協助;先前已利用網路設備使 網路訊號的時序與衛星時基相關。可使用網路定位方法, 如根據OTDA的方法,獲得接收器位置估計。在本技術的 所有情況中,使用行動蜂巢式網路所提供的資料通道發送 輔助資料至GPS接收器。 在 WO-A-00-73813& WO-A-00_73814(其以提及方式併入 本文)中,說明建構及維持計時模型的通信系統及方法, • 該計時模型定義蜂巢式無線電網路中發射器之間的時序關 係。该系統亦計算接收器位置。將此系統之一或多個發射 '的訊號時序鏈接至GPS時基,即可使用此網路計時模型 推論網路中任何發射器所發射之相對於Gps時基的訊號時 - 序,從而將時序輔助資訊提供至GPS接收器。亦可將位置 估計提供至GPS接收器。 其他說明輔助系統的文獻包括us 6,429,815 a、US 2002-0075942 US 2002-0068997 US 2002-0123352 A、WO-A-02-091630、及 WO-A-01-33302。 119460.doc 200807008 在US 6445927(King等人)中,說明一種計算通信網路中 基地台地點的方法,其使用行動終端機相對於自終端機負 載的GPS系統獲得的GPS位置資訊對基地台之通信訊號到 達時間所進行的測量。一個重要的特色是,在找到解式之 前,終端機必須位在三個地理位置分開之地點的最小值。 本發明重點並不在於基地台的地點,因其.是本方法所提供 的資訊。 在US 6603978(carlsson等人)中,提供一種在訊務及控 制通道未必同步的作用中呼叫會話期間,經由無線通信訊 號提供時間資訊輔助至位在行動終端機之Gps接收器的方 法及設備。與本發明不同,這可使用地點測量單元⑽⑺ 及與網路基地台相關聯的Gps接收器來達成,並經由通信 通道將時間偏移發送至行動終端機。 在以US 2〇〇2/0168988 A1(Y〇unis)發佈的專利申請案 中,使用在網路中終端機及一或多個接收器中均接收:參 t訊號(例如’公共廣播訊號)’將時序辅助提供至行動終 私機的GPS系統。終端機將收到之參考訊號的片段 =協助資訊的請求發送至基於網路的計算節點;在叶 鼻郎點中,決定相對於參考訊號的時間偏移。 = 述機’終端機使用此資訊取得⑽訊號。如前 《明不计异網路中的任何GPS時間偏移, 通信鏈路發射此資訊。 、,二由 射參考訊號片段。 月也不經由通信鏈路發 在S 6084547中’揭示使用歷史資訊提高無線電定位之 119460.doc -10- 200807008 準確性的位置計算系絲 外么 、、先该糸統為了進行接收器陣列同 步’將到達訊號鎖存於時鐘 冲數裔,但並不例如藉由使用 接收器中的獨立振盈器,釗 用到達訊號或使到達訊號盎通 用時間(即具有界定之起戥沾< 起點的明確通用時間,如UTC)有 關。 因此’總之’已知如要曰 則使用爾星定位技術找出行動 接收器的系統配備有麻姑g 有根據另一訊號(如接收自蜂巢式行動
無線電網路之伺服基地台Γ 奶口(下仃鏈路”)的訊號)之時序的準 確時間協助,即可對這此系絲 、二糸統進仃改良。衛星定位接收哭 使用時間協助以縮減時間偏移範圍,冑出此範圍,接收; 必須進行搜尋則貞測特定的衛星《。準確_協助的產 生需要衛星定位系統之衛星訊號(衛星時基)及待查詢之蜂 巢式網路之下行鏈路訊號間的時間關係。使用安裝於固定 已知地點的LMU或基於網路的系統(如說明於w〇_A_〇〇_ 73813及WO_A_GG_73814),即可測量時序並將其鍵接一 起。接著可使用網路中的—或多個Gps LMU尋找網路時序 及GPS時基之間的偏移。在這些情況中,時間協助因而僅 在行動終端機可存取正確配備的地面無線電網路時可供使 用。此外,網路中及網路與行動終端機之間均需要使用大 量訊號及傳訊。 在許多用途上均可使用校準時間資訊,即與參考時間準 確地相關的時間資訊,如GPS時間或UTC。上述這些項目 之一藉由降低訊號到達時間的不確定性,及因而縮減接收 器超出便必須進行搜尋以偵測訊號的時間偏移範圍,以協 119460.doc -11 - 200807008 助㈣或其他衛星定位接收器鎖定於特定衛星的訊號 準時間資訊另外使用於特長基線干涉儀中,其中基線(其 長度達數千公里)任一端的兩個無線電天文學接收器必須 彼此同步,其時間精確性等於接收器頻寬的倒 頻寬約200 ns)。 上述先前技術-般㈣將時間協助提供至衛m立接收 器。另外在終端機内,還需要用來將時間資訊自通信網路 接收《的通信接㈣傳送至衛星定位接收㈣方法及設 備。這因為若干原因而沒有那麼簡單。 ,第纟商用終端機中這麼做的方式必須符合成本效 益。 第二’在網路訊號的簽章接收及終端機中基頻處理器對 ㈣的侦測之間一直存在著處理延遲。此延遲可能以毫秒 為早位來測量’因此在需要幾微秒等級的精細時間協助時 的延遲相當可觀。此延遲包含:固定成分,例如,由於程 序或一系列程序的執行時間所造成;及隨機成分,其可能 口 2觸發所需程序或完缝行+料的等待時間而造成。 第一,皈著仃動終端機的位置改變,時間資訊具有取決 於订動終端機及發射來源的相對地點的發射延遲(快速移 動時間成分)。 第四,在某些系統中需要在返回路徑上將所收到時間資 訊的校準傳送至通信系統’以讓系統本身及其他使用者使 用。 在 us 6,865,38〇(EPn229344)中,Syrjarinnef^ 述其中 H9460.doc 12- 200807008 沿11特殊硬體路握”『g 刪接收器)引導至使:者鍵路),將脈衝自通信模組(如 有大量的隨機延遲的方\組(如GPS接收器),致使不會 無法解決產生觸=:雖然建置方法簡單,但此發明 微秒的準確性提供精 而έ用來以 決校正觸發器脈衝❹ Syrjarinn^無法解 題❶ 夺序以補償通信或使用者模組移動的問
因此需要_ _ M 種改善先前技術缺點的方法。在許多^ 中,將需要直接從通田牡汗夕丨月况 來源)產生’卞a 寺間來源(如GPS接收器的通用時間 二“訊號|,,如觸發器脈衝,而非試
通“汛號的到達。 T 1貝/只J 【發明内容】 根據本發明,在一I 〜 …、線電疋位糸統的一終端機中,提供 一種使一通用時間與該終 徒供 到遠睥Η次粕機處之一讯唬之一識別成分的 =時間Μ相關聯的方法,該方法包含以下步驟: 自一計時裝置獲得一 訊號; /、相關聯之通用時間標籤的標記 測里該標記訊號及一獨立获湯51 Η 係; 振盪為之間的吟間或相位關 、/識別成》相對於該獨立振盪器的到達時間資^ · 自該通用時間標籤及該測量時間或相 對岸於 該識別成分之該到料間資訊的該通料間;及對應於 使居外异的通用時間與該到達時間資訊相關聯。 本毛月亦包括無線f定㈣統的無線電終端機,該終端 119460.doc 200807008 機具有: 汁日以置,其用於產生已知其通用時間的一標記訊 號; 一獨立振盪器;及 ^理& ’其經配置以自該計時裝置獲得該標記訊號, 以測夏該標記訊號及該獨立振盪器之間的時間或相位關 係’以決定該識別成分相對於該振盈器的到達時間資訊, 以自該通用時間標籤及該測量時間或相位關係計算對應於 該識別成分之該到達時間資訊的該通用時間,及以使該計 算的通用時間與該到達時間資訊相關聯。 該終端機可以是通信網路的終端機,如gsm、cdma、 _Α 2000、W-CDMA等,但該終端機亦可以是獨立裝 置,其能夠接收特定發射來源(如廣播電視或無線電、或 «網路存取點)所發射的無線電訊號、或來自其他終端 機的發射。本發明料不限於無線電發射的特性或用途。 如上述’終端機收到的訊號可以屬於任何類別,作是必 =有可衫其到達時間資訊的成分。此資訊心是接收 :;刻广可以是對應於侦測識別成分時之時刻的延遲 特定應用中,時間資訊可以是對應於所收到訊號 二-特徵的時刻’該收到的訊號具有識別成分的 ^相位關係°例如’時間資訊可以指控制通道上接收特 疋Λ框轉變的時間。在GSM終端機的情 _ ' 以是廣播控制通道(BCCH)上載送的延伸綱,_ W-CDMA終端機可使用主要同步通道的資料字。列(ETS)。 119460. doc -14- 200807008 在識別成分重複的情況中或另一缉 已 收 硪別成分的先前到達 預測該識別成分之到達的情況中,刭 J堤時間資訊可以指 到訊號之識別成分(如前段所提的成八 成刀)之預測的未來到達 時間。
-般而言’存在著使通信網路終端機能夠與接收自網路 基地台收發器的訊號同步的需求,因此此類同步模式事屬 平常。至於其他如電視使用的發射來源,識別成分可以是 發射標記,如訊框或線路同步脈衝,或者其可以是為此目 的特別插入的調變成分。在某些狀況中,可使整個發射來 源產生脈衝,使得在此情況中的識別成分可以是終端機所 接收的下-個或未來脈衝。在這些情況中,識別成分且有 重複性。例如,ETS按約50ms的間隔重複。然而,識別成 分的重複並非本發明的必要需求,並可使用單一脈衝、識 別符、或其他成分。 使用重複的識別成分允許對到達時間資訊的若干測量求 得平均’以對未來、目t、或過去事件產生更好的估計。 在依此方式建立收到訊號的時序後,本發明方法可用在測 量傳入訊號(例如在發射或路徑變化造成的時序)中之擾動 的應用中、或用作整體檢查。 計時裝置可以是能夠產生已知其通用時間之標記訊號的 任何裝置。例如,終端機可含有能夠接散定位系統(如Gps 或Gahleo)之衛星所發射訊號的衛星接收器。在此例中, 衛星接收器在獲得完整位置及時間解式(如GPS時間)後, 或在校正已知偏移的通用協調時間(UTC)之後,能夠產生 119460.doc -15- 200807008 對準衛星時基的時間標記。這些標記可以是按規律間隔的 記號或脈衝,或其可以是請求所發送的單一標記。 標記訊號可以是可識別的轉變,如資料字的到達或二進 位邏輯裝置之狀態的改變,或可以是處理器上執行之軟體 程式的旗標、或例如在相位測量裝置中達到至少一特定類 比值的時間點。 、
”汁%裝置產生之標記訊號相關聯的通用時間標籤指定 標記本身的通用時間。標籤可以是在執行於一或多個 器上的軟體程式之間發送的訊息或資料字,或可從暫存器 獲得標籤,例如,自預定起始點往上計數的標籤,或可從 計時裝置保持與通用時間對準的時鐘獲得標籤。時間標鐵 可事先、或在標記訊號的同時或之後產生。 時間標籤可指定不正確的通用時間(即不在預期的 誤差範圍内)。這可能是如計時装置恰好已開啟時的情 裝置t因為失去訊號接收而暫時失去使其保持 成^之、s ΐ料況。接著可應用本發明在已知接收識別 =通用時間的情況中,冑立時間標記的誤差。這可能 :由二:本發明或透過其他方式的先前關聯/校準,如 、二Γ'路或由另—計時裝置(屬於遠端或本機且盘線 二:聯二應資訊,α,。5/〇7 "3〇的方法說明 訊/ 夕個接㈣之行料端機㈣未校準時間資 較4土疋,獨立振摄 時其且可為自發振盪器。獨立振盪器可當作 夺基且了以疋任何與終 W W振盪斋。可相對於獨 119460.doc ‘16- 200807008 立振Μ的相㈣量標記訊號,及在特定建置中,可 使用振盪n觸發的計數器決定相位。計數器可以是任^ 數器’如硬體裝置或執行於處理n上的軟體元件。計數遞 =或遞減改變的速率必須為已知,或可測量或計算此速 在估計識別成分相對於拄 料㈣標記的到達時間時,獨立振 盛益中驅動計數器的頻率誤茬土 、 馮牛 > 差將水遠產生誤差。如果需要
較佳的精確性,可由計日#駐 守裝置棱供兩個按適當時間間隔隔 開的時間標記訊號及其時 /、野間軚戴。接著可使用振盪器相位 或計數器狀態的相應差值計算振盈器頻率。然後,可使用 計算的《ϋ頻率校正所估計到達時㈣訊的誤差。 至於GSM終端機,計數器可以是四分之一位元計數器, :按位7G速率的四倍執行,且由得自終端機晶體振盪器的 時鐘訊號加以驅動。並不需要計數器與收到的訊號同步。 在另建置中’可以數位或類比鎖相迴路測量獨立振盈 器相位。 不需要立即測量接收識別成分的時刻,一般而言,這麼 做可連不太方便。例如’在使用ETS作為識別成分的GSM 、、、;端機巾it系緩衝基頻資料流,及在接收時刻之後的某 個時間以數位的方杨行交互相關。根據本發明的特定應 用,此處理延遲(並非阑A、+ —,上 您1上非固疋)在實施時並不重要,因可利用 ,準移除此處理延遲。然而,在某些應用巾,方便的做法 疋使用獨立振盪H的gp時計數值對基頻資料流的每一個樣 本製作標籤’致使在偵測識別成分後,接收時刻可以回到 119460.doc 200807008 缓衝及處理之前的pq 的日守間點。可能還有與通信接收器之類 邛刀相關%的延遲’但此延遲比較小、實施時可能固定、 且可視需要利用校準移除。
通用時間與識別成分之到達時間資訊相關聯的計算狼 1單如以下範例所不。終端機含有驅動計數器(按1 運行)的獨立振111。⑽接收器產生通用時Μτ(指定以种 為早位)的標記訊號。此時的計數器狀態經測量為Ν。由债 測及測量處於計數器狀態Μ(為非整數值)之識別成分的程 序,決定由終端機接收之訊號識別成分的接收。然後,以 Τ表示識別成分之接收的通用時間,其中 f - ⑴ 其中/為106。 在本發明的某些應用中, 权仏此夠將標記訊號供應給計 f褒置’而非如上說明的由 幻田叶時裝置供應標記訊號。 根據本發明的篦-古 ,在…線電定位系統的終端機 中’提供使通用時間盥坎姓嬙# , 翊機處之訊號識別成分之到達時 間貝机相關聯的方法,該方法包含以下步驟: 自一獨立振盪器獲得一標記訊號; 依跟一通用野間標 1小 ^ , 間資訊; 訊計算對 決定該識別成分相對於該獨立振盪器的至 自該通用時間標籤及該決定的相對到達a 應於該識職分之到料m㈣通用時間 使該計算的通用時間與該到達時間資訊相 119460.doc * 18- 200807008 使用振盪為(可為自發振盪器)驅動的計數器,可在如獨 立振盪器的狀態(如振盪器累積的相位)匹配預定值時,產 己訊號。標記訊號可以是持續—個時鐘週期的脈衝, 么生於汁數器完成其完整計數時,或發生於重設回零 - 時或發生於特定計數器位元從”零,,變為”一 ”時。許多方 _ :均為可仃,且可以一次產生或定期產生標記訊號,但在 母個情況中,必須知道計數器的狀態,因而也知道產生 φ 特定標記訊號之獨立振盪器的狀態。 可將‘。己„孔號發送至計時裝置,如以上說明的仰^接收 為,其中對該裝置指派時間標籤。 本發明的第二方面亦包括無線電定位系統的無線電終端 機,該終端機具有: 彳時裝置’其產生一通用時間標籤; 一獨立振盪器;及 處理益’其經配置以自該獨立振I器獲得_標記訊號, • 卩指派該通用時間標籤給該標記訊號,以決定該識別成分 相對於該振盪器的到達時間資訊,以自該通用時間標鐵及 亥測里時間或相位關係計算對應於該識別成分之該到達時 @資訊的該《時間’及以使該計算的通用時間與該到達 時間資訊相關聯。 【實施方式】 圖1顯示GSM通信網路1〇1的終端機1〇〇,GSM通信網路 101與伺服的基地台收發器及相鄰的基地台收發器1〇3 及104相關聯。、终端機1〇〇具有包括自網路⑻接收發射之 119460.doc 19 200807008 接收器201的通信模組,且其亦具有自衛星定位系統 105(明確地說’自衛星106、107、1〇8等)接收〇]?8訊號的 接收器208。 圖2詳細顯不終端機100。通信模組的接收器2〇1經由天 線202自通仏網路1〇1接收訊號,及經由鏈路2〇3傳送基頻^ 及Q樣本(即同相及正交相位)至處理器2〇4。處理器執行能 夠辨識訊號之識別成分(在此例為ETS)之到達的軟體程式 205。處理器204經由雙向鏈路2〇7自計數器2〇6接收時鐘訊 號、計數資料、及脈衝。GPS接收器208經由天線209自衛 星106、107、108等接收衛星訊號,及其經由鏈路2〇9及 211與處理器204進行通信。亦執行於處理器2〇4上的軟體 程式210執行本發明的方法,即其使通用時間與終端機接 收的ETS相關聯。 參考圖3所示流程圖解說本發明之方法的範例。在步驟 301,GPS接收器208產生標記訊號與相關聯的時間標籤。 此以GPS時間對標記訊號進行標記。如果Gps接收器最近 已獲得完整位置及時間解式(通常需要接收至少四個衛星 的Λ號),則時間標籤準確。然而,如下文所述,時間標 籤可能有祆。經由鏈路2〇9將標記訊號(在此例為脈衝)及時 間標籤發送至執行於處理器2〇4上的軟體程式21〇(步驟 3〇2)。處理器以讀取計數器2〇6的狀態來回應(步驟3〇3), 计數器在此例為1]^1^時鐘速率的16位元循序遞增計數 益。計數器狀態為方程式1的Ν值。 同時,與步驟301至303異步,通信接收器201在步驟3〇4 119460.doc -20- 200807008 接收ETS(其母50⑽左右出現),及經由鏈路2〇3將對應的 基頻I與Q樣本傳遞至處理器2〇4。計數器2〇6週期性地中斷 處理器205,其藉由使計數器狀態與對應的I與Q樣本相關 來回應。程式2〇5執行ETS範本的複合交互相關,然後執 行内插法,致使其在計算後具有ETS相對於具子計數準確 ^生之计數益的到達時刻值(步驟305)。在步驟3〇6,將此值 (在方程式1中等於M)傳送至軟體程式21〇。 軟體程式210現在可以使用方程式i計算ETS的Gps時間 (步驟307)。假設計數器206的速率正好為i MHz。在標記 訊號之產生及ETS之到達之間所經時間夠小的前提下,可 忽略计數裔'速率誤差。如果需要較佳的精確性,可由 接收器208提供兩·個按適當時間間隔隔開的標記訊號及其 時間標籤〜及”。然後,可根據以下方程式,使用計數器 狀悲C!及C2的相應差值計算計數器速率: A — τ2 (2) 及使用/c的值取代方程式(1)的/。 亦可使用本發明方法對GPS接收器提供gps時間,以協 助取得或重新取得衛星訊號。在此例中,假設軟體程式 210可因如上述最近執行校準或從他處(如網路1〇1的伺服 器)發送的資訊,而存取ETS訊號相對於ops時間的校準。 處理器接著可進行額外的步驟308,其中處理器計管在+ 驟301由GPS接收器供應的GPS時間標籤及從^以的到達及 校準資訊計异的GPS時間之間的差值。可經由鏈路2丨丨將此 119460.doc -21- 200807008 差值供應至GPS接收器作為時鐘誤差。此時鐘誤差計算可 改在GPS接收盗内部執行。在此例中,將從ets的接收及 校準資訊計算的通用時間供應至Gps接收器。 參考圖4所示流程圖解說本發明第二方面之方法的範 例。計數器206為16位元循㈣增計數器,及其在步驟 4〇1,只要其計數自65,535的$整計數轉變為零,即產生 標記訊號(在此例為脈衝)。其時鐘速率^ MHz,所以這 些脈衝約每65 mS出現。經由鏈路207及211將脈衝提供至 GPS接收^208(步驟4〇2),其巾Gps接收器測量⑽時間 (步驟4〇3)。在此例中’ Gps接收器為預期脈衝而做好準 備:及其已計算完整位置及時間解式,致使其内部時鐘經 校準為GPS時間(在此範例為通料間)。標記訊號脈衝經 由鏈路211的到達將暫存器鎖存於目前的GPS時間,及此時 間經讀取並經由鏈路2G9傳回處理器⑽作為時間標步 驟404)。 同時,與步驟4〇1至404異步,通信接收器2〇1在步驟4〇5 接收ETS,及經由鏈路_ λα仕 硬塔2〇3將對應的基頻丨與Q樣本傳遞至 處理器204。計數器2〇6週期性地中斷處理㈣5,其藉由 使計數器狀態與對應的樣本相關聯來回應。程式執行 ETS範本的複合交互相關 狄 關然後執仃内插法,致使其在計 异後具有ETS相對於具子計數準 T数+確性之計數器的到達時刻 值(步驟406)。在步驟4〇7,將此 寺此值傳遞至軟體程式21 〇。 軟體程式210現在可以#目 ^ 使用方私式1計算ETS的(}PS時間 (v驟408)。假設計數器2〇6 J逆手正好為1 MHz。如上文 119460.doc -22- 200807008 奸範例可使用GPS接收器208測量之計數器206的兩 個連續標記訊號、及自GPS時間差推論的計數器速率、及 一個脈衝與下一個脈衝(在此範例為65,536)之間的計數器 狀態改變決定實際頻率。
亦可使用本發明方法對GPS接收器提供GPS時間,以協 得或重新取得術星訊號。在此例中,假設軟體程式 因如上述最近執行校準或從他處(如網路101的伺服 器)發送的資訊,而存取ETS訊號相對於GPS時間的校準。 處理器接著可進行料的步驟彻,#中處理器計算在步 驟404由GPS接收器供應的GPS時間標籤及從ETS的到達及 校準資訊計算㈣時間之間的差值。可經由鏈路211將此差 值供應至GPS接收器作為時鐘誤差。此時鐘誤差計算可改 在_接收器内部執行。在此例中,將從阳的接收及校 準貧訊計算的通用時間供應至Gps接收器。 【圖式簡單說明】 μ將參考附圖進-步說明本發明及可部署本發明之系統的 範例,其中: 及GPS衛星之 圖1顯示具有通信網路、基地台收發器 終端機的系統; 圖2顯示包含本發明的終端機; 圖3 &供本發明之弟一方面的流程圖;及 圖4提供第二方面的流程圖。 【主要元件符號說明】 100 終端機 119460.doc -23 - 200807008
101 GSM通信網路 102 、 103 、 104 基地台收發器 105 衛星定位系統 106 、 107 、 108 衛星 201 、 208 接收器 202 天線 203 、 207 、 209 、 211 鏈路 204 處理器 205 ^ 210 軟體程式 206 計數器 119460.doc -24-

Claims (1)

  1. 200807008 十、申請專利範園: ^•-種使-通用時間與—無 訊號之 方法包含以下步^ 自-計時裳置獲#一具一相關聯 一訊號之一气S,丨+、 手'、先之一終端機處之 “之到達資訊時間相_的方法,1 標 記訊號; 之通用時間標籤的 位關 測量該標記訊號及一獨立振遠器之間的時間或相 , 決定該識別成分相對於該獨立振盪器的到達資 自該通用時間標籤及該測量時間或相位關 於該識別成分之該到達資訊時間的該通用時間;及…應 2. 一使^异的通用時間與該到達資訊時間相關聯。 一種使-通㈣間與—訊號之—識別成分之到達資心士 間相關聯的方法,該方法包含以下步驟: …守 自一獨立振盪器獲得一標記訊號; 指派一通用時間標籤给該標記訊號; 決定該識別成分相對於該獨立振盪器的“ 間; 堞_貝矾時 自該通用時間標籤及該決定的相對到達資訊時間 對應於該識別成分之到達資訊時間的通用時間;及^ 使該計算的通用時間與該到達資訊時間相關聯。 時 3·如♦求項1或2之方法,其中該到達資訊時間為接收的 刻或對應於偵測該識別成分之時刻的_延遲時間。 119460.doc 200807008 4·如請求項W2之方法,其中該到達資訊時間有關該收到 訊號之一識別成分之預測的未來到達時間。 5·如,求項!或2之方法,其中結合到達資訊時間的複數個 測量以產生一未來、目前、或過去事件的較佳估計。 6. 如請求項_之方法’其中該標記訊號是—可識別的轉 變’如_資料纟的料或一二進位邏輯裝置之狀態的一 改變’或是-處理ϋ上執行卜軟體程式的—旗標、或 在一相位測量裝置中達到至少一特定類比值的時間點。 7. 如請求項1或2之方法,其中與該計時裝置產生之一標記 訊號相關聯的該通用時間標籤指定該標記本身的該:用 時間。 ^ 8. 如請求項!或2之方法,其中該標籤為在執行於—或多個 處理器上之軟體程式之間發送的-訊息或一資料字。 9. 如請求項,或2之方法’其中該標籤係得自由該計時 保持對準該通用時間的一暫存器或—時鐘。 10·如請求項“戈2之方法,其中該時間標籤指定不正確的一 通用時間,及在已知接收該識別成分之該通用時間 況中決定該時間標記的誤差。 月 U.如請求項1或2之方法,其中相對於該獨立振盪器的相位 測量該標記訊號。 位 12·如請求項^之方法,1 -計數器決定相位,猎由―振盈器觸發的 1 3 ·如晴求項1或2之方、本 、备^ 方去,其中由該計時襞置提供兩個按 適當時間間隔隔開的時 個祕— ]钻δ己汛號及其日可間標籤,然後 119460.doc 200807008 使用該獨立振盪器相位或該計數器狀態的相應差值來計 异振盪器頻率,及使用該計算的振盪器頻率校正估計之 到達資訊時間的誤差。 14· 一種一無線電定位系統的無線電終端機,該終端機具 有·· /、 一計時裝置,其用於產生已知其通用時間的一標記訊 號; -處理器,其經配置以自該計時裝置獲得該標記訊 號,以測量該標記訊號及該獨立振盪器之間的時間或相 位關係’以決定該識別成分相對於該振盪器的到達資气 :夺間’以自該通用時間標籤及該測量時間或相位關係計 鼻對應於該識別成分之到達資訊時間的通用時間,及以 使㈣异的通用時間與該到達資訊時間相關聯。 15·:種—無線電^统的無線電終端機,該終端機具 °十夺裝置,其產生-通用時間標籤; 一獨立振盪器;及 -處理器’其經配置以自該獨立振 “ 號,以指派該通用時間 /己訊 別成分相對於該振心的;·s己^虎’以決定該識 間標藏及該測量時間達資訊時間,以自該通用時 之該到達資訊時間的該通=關料异對應於該識別成分 時間與該到達資訊時間相關:間,及以使該計算的通用 I19460.doc 200807008 16·如請求項14或15之無綠蕾μ 、,、電、冬端機,其包含 一終端機。 匕3 一通七網路的 17·如請求項14或15之盔磕年从 …、線電終端機,:a: φ兮他 一自發振盪器。 …、中4獨立振盪器為 18·如請求項14或15之無線電終端機.^ 中該獨立振盪器的該相位 ’〆、中相對於該處理器 j里该標記訊號。
    19.如請求項18之無線電終端機,該處理μ 振盈器觸發的計數器,以決定該相位。 2〇.:請求項19之無線電終端機,其中該計數器為一硬體裝 其中該計數器為一執行於 21 ·如請求項19之無線電終端機 該處理器中的軟體元件。 22. 一種尋找一通信網路之一終端 請求項1至13中任一項的方法。 機位置的方 法, 其包括如
    119460.doc
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