ES2286085T3 - Metodo, aparato y sistema para la sincronizacion de tiempo gps mediante la utilizacion de rafagas de señales celulares. - Google Patents

Abstract

Método, que comprende las siguientes etapas: a) se consigue que un módulo celular (11) responda a una señal de comunicación celular que señala una indicación de tiempo, al proporcionar un impulso de activación obtenido a partir del componente de datos de la señal de comunicación celular, y también al proporcionar información que señala una marca de tiempo que relaciona el impulso de activación con un tiempo universal; b) se consigue que un módulo principal (12), con acceso a un reloj (18) que proporciona una señal que señala el tiempo local, responda a la información que señala la marca de tiempo; c) se comunica el impulso de activación directamente a un registro de temporización (19) acoplado al módulo principal (12), realizándose la comunicación a través de una vía de hardware especial (23) que proporciona el impulso de activación sin ningún retardo aleatorio sustancial; d) se consigue que el registro de temporización (19) responda a la señal que señala el tiempo local, y que también responda al impulso de activación, al contener información que indica, en tiempo local, cuándo es recibido el impulso de activación por el registro de temporización (19); y e) se consigue que el módulo principal (12) acceda al registro de temporización (19) y que por lo tanto obtenga el tiempo en el que llega la activación, y se consigue además que el módulo principal (12) determine la diferencia entre el momento en el que llega la información que señala la marca de tiempo y el momento en el que llega la activación.

Description

Método, aparato y sistema para la sincronización de tiempo GPS mediante la utilización de ráfagas de señales celulares.

La presente invención se refiere a la navegación que utiliza un sistema de posicionamiento global (GPS), y en particular a sistemas para proporcionar un GPS asistido y para proporcionar una recuperación del tiempo GPS, especialmente en condiciones de señales débiles.

El funcionamiento de un receptor de un sistema de posicionamiento global (GPS) se fundamenta en el hecho de que el receptor disponga de un valor preciso para el tiempo GPS: sin dicho valor preciso, las distancias (desde el receptor a uno o más de los satélites GPS) calculadas por el receptor son inexactas, ya que las mismas se determinan simplemente como la diferencia entre el tiempo de transmisión y el tiempo de recepción multiplicada por la velocidad de la luz. Por lo tanto, la navegación GPS se basa en que todos los elementos del GPS (incluyendo tanto satélites como receptores terrestres GPS) tengan un reloj sincronizado con el tiempo del sistema GPS, el cual es una versión aproximada del denominado tiempo universal coordinado (UTC). El GPS (más específicamente, la red de monitorización terrestre GPS) distribuye correcciones para cada satélite (los cuales usan un reloj local de alta precisión) para tener en cuenta el sesgo y la desviación del reloj del satélite en comparación con el tiempo del sistema GPS, y los satélites proporcionan estas correcciones en el mensaje de navegación que cada uno de ellos difunde de forma general; por lo tanto, todos los satélites están sincronizados. Por otro lado, un receptor GPS determina la desviación de su reloj local como parte de la solución de la posición del receptor GPS. No obstante, al realizar dicha operación, en la medida en que el reloj local GPS esté desincronizado de forma significativa, se prolonga el cálculo de la posición del receptor GPS. Por esta razón, resulta ventajoso en general proporcionar unos medios de sincronización del reloj de un receptor GPS con el tiempo del sistema GPS.

En condiciones de señales GPS suficientemente débiles, un receptor GPS no puede determinar el tiempo GPS sin asistencia. En tales condiciones, bien debe recuperarse el tiempo GPS exacto para llevar a cabo la determinación de la posición, o bien dicha determinación de la posición debe detenerse. Para evitar el tener que interrumpir la determinación de la posición, debe proporcionarse una asistencia para la recuperación del tiempo, y existen muchas maneras de asistir a un receptor GPS a la hora de efectuar la recuperación del tiempo, siendo una de ellas la distribución del tiempo GPS exacto desde una red celular, tal como una red GSM.

Desafortunadamente, una red GSM normalizada no está sincronizada con ninguna referencia de tiempo universal, ya que la comunicación celular no es por si misma una herramienta de navegación y por lo tanto no existe la necesidad de un tiempo sincronizado universal en la disposición de las comunicaciones celulares. La única sincronización de tiempo que es necesaria es la sincronización de los intervalos de tiempo, en la que una estación móvil se sincroniza con la planificación de una estación base para mantener su propia transmisión en su intervalo de tiempo asignado y para captar los mensajes provenientes de la estación base y destinados a la estación móvil. Por lo tanto dicha sincronización es (y no son necesarias más prestaciones) relativa (entre una estación móvil y una estación base) por contraposición a universal. Para permitir la obtención de un tiempo universal a partir de una red celular de este tipo, son necesarios equipos nuevos y mensajes nuevos.

Existe un dispositivo que proporciona una relación (correspondencia) de temporización GPS/GSM; el mismo se denomina Unidad de Medición de la Posición (LMU); una LMU se puede considerar como un receptor GPS especializado ubicado en una estación base celular, un receptor GPS adaptado para añadir indicaciones del tiempo del sistema GPS a ráfagas de señales de comunicación en dirección a estaciones móviles. Una LMU añade indicaciones del tiempo GPS a las ráfagas de señales de comunicaciones provenientes de estaciones base. Una LMU proporciona a un receptor GPS (un receptor GPS configurado para hacer uso de la información proporcionada por la LMU) la ayuda necesaria en condiciones de señales débiles en la construcción del tiempo GPS (es decir, en la sincronización con el tiempo del sistema GPS). La LMU proporciona el denominado elemento de información del tiempo de referencia, en el cual indica qué trama de señal, intervalo de tiempo y bit GSM debe usarse como punto de referencia de tiempo, según lo cual, por ejemplo, una estación móvil puede eliminar el retardo del sistema GSM, y así recuperar el tiempo GPS exacto.

Para una precisión típica en la determinación del receptor GPS, el tiempo GPS debe conocerse con un margen menor que \sim 10 \mus en el receptor. Dicha precisión es difícil de alcanzar usando un sistema basado en unidades LMU para la sincronización del tiempo según la técnica anterior. Según la técnica anterior, un receptor GPS está adaptado para hacer uso de la asistencia de la LMU mediante la inclusión de un componente celular que responde al mensaje LMU (incluyendo la captación de la activación concreta en la trama de señal, intervalo de tiempo, y bit indicados) y un componente GPS que necesita la información de sincronización de tiempo (ver Fig. 1). Los dos componentes se comunican a través de un canal de conectividad de software. No obstante, existen retardos aleatorios significativos en la comunicación de mensajes a través de un canal de conectividad de software, es decir, aparecen retardos internos debido al uso del canal de conectividad de software para otras funciones diversas aparte de la correspondiente a proporcionar únicamente la información de sincronización de tiempo LMU. (En los buses usados por un receptor GPS se producen retardos aleatorios, buses en los que los mensajes se transmiten desde un servidor de software a otro usando una arquitectura de mensajería de software dedicada. Dichos retardos pueden tener una duración de decenas de milisegundos).

La tecnología descrita anteriormente se conoce, por ejemplo, a partir de la patente US nº 6.150.980.

En el documento WO 00/36431 A1 se da a conocer otro sistema GPS ilustrativo que adopta una comunicación entre un módulo celular y un módulo GPS a través de un canal de conectividad de software. Más específicamente, en el método y el aparato los cuales adquieren señales GPS en un receptor GPS, se usa información sobre la hora del día, la ubicación aproximada del receptor, y las posiciones de los satélites para reducir el tiempo de búsqueda y adquisición de señales de uno o más satélites SPS. El aparato comprende un enlace de comunicaciones entre un receptor telefónico celular y el receptor GPS. Sobre una capa de software del enlace de comunicaciones, el receptor telefónico celular proporciona información de temporización y retardos de propagación desde una estación base celular al teléfono celular y retardos de procesado de la señal dentro del propio receptor telefónico para el receptor GPS. En uno de los ejemplos, la ubicación aproximada se determina a partir de una fuente de información basada en las células la cual establece una correlación de una identificación de cada uno de los diversos emplazamientos celulares inalámbricos con una ubicación aproximada correspondiente a objetos dentro de una célula de un sistema de comunicaciones basado en células inalámbricas, tal como un sistema telefónico celular (o basado en células). En otros ejemplos del sistema conocido, se puede usar una información relativamente precisa sobre la hora del día con información que indique las posiciones de los satélites e información que indique la ubicación aproximada para determinar una seudodistancia estimada correspondiente a un primer satélite SPS a adquirir.

Se requiere una forma de proporcionar información de sincronización de tiempo LMU (o información de sincronización de tiempo obtenida a partir de cualquier otro aspecto de una señal de comunicación celular) al componente de un receptor GPS que necesite la información de sincronización de tiempo de tal manera que se evite cualquier retardo interno variable significativo.

Por consiguiente, la presente invención proporciona un sistema, un aparato y un método correspondiente para la sincronización de tiempo, mediante la utilización de ráfagas de señales celulares, de, por ejemplo, un receptor de un sistema de posicionamiento global (GPS), incluyendo el método las siguientes etapas: a) conseguir que un módulo celular responda a una señal de comunicación celular que señala una indicación de tiempo, al proporcionar un impulso de activación obtenido a partir del componente de datos de la señal de comunicación celular, y también al proporcionar información que señale una marca de tiempo que relacione el impulso de activación con un tiempo universal; b) conseguir que un módulo principal, con acceso a un reloj que proporciona una señal que señala el tiempo local, responda a la información que señala la marca de tiempo; c) comunicar el impulso de activación directamente a un registro de temporización acoplado al módulo principal, realizándose la comunicación a través de una vía de hardware especial que proporciona el impulso de activación sin ningún retardo aleatorio sustancial; d) conseguir que el registro de temporización responda a la señal que señala el tiempo local, y que también responda al impulso de activación, al contener información que indica, en tiempo local, cuándo es recibido el impulso de activación por el registro de temporización; y e) conseguir que el módulo principal acceda al registro de temporización y que por lo tanto obtenga el tiempo en el que llega la activación, y conseguir además que el módulo principal determine la diferencia entre el momento en el que llega la información que señala la marca de tiempo y el momento en el que llega la activación.

En otro de los aspectos de la invención, el método comprende asimismo la etapa en la que se consigue que un contador de tramas genere el impulso de activación cuando el contador de tramas identifica una trama nueva en la señal de comunicación celular.

En otro aspecto adicional de la invención, el método comprende asimismo la etapa en la que se consigue que un contador de intervalos de tiempo genere el impulso de activación cuando el contador de intervalos de tiempo identifica un intervalo de tiempo nuevo en la señal de comunicación celular.

Todavía en otro de los aspectos adicionales de la invención, el método incluye también la etapa en la que se consigue que un contador de bits de datos genere el impulso de activación cuando el contador de bits de datos identifica un bit de datos nuevo en la señal de comunicación celular.

Aun todavía en otro de los aspectos adicionales de la invención, el módulo principal es un módulo del sistema de posicionamiento global (GPS) sensible a una señal de navegación por satélite GPS.

De este modo, la presente invención proporciona un impulso de activación de hardware para sincronizar, sobre la base de una señal de comunicación celular, dispositivos con una referencia de tiempo universal. Por ejemplo, la presente invención se puede usar para sincronizar un reloj de un receptor GPS con el tiempo del sistema GPS. En una aplicación de este tipo, la invención evita prácticamente todos los retardos internos al proporcionar a un componente del reloj del receptor GPS una información de sincronización de tiempo, que permite una precisión mejor que \sim 10 \mus en la recuperación del tiempo GPS incluso en unas condiciones de señales GPS débiles.

Se pondrán de manifiesto ciertas características y ventajas de la invención al considerar la subsiguiente descripción detallada presentada en relación con los dibujos adjuntos, en los cuales:

la Fig. 1 es una ilustración simplificada de un receptor GPS que incluye módulos para proporcionar una sincronización de tiempo según la presente invención; y

la Fig. 2 es un diagrama de flujo de un método de sincronización del módulo GPS de la Fig. 1 con la referencia de tiempo proporcionada por un sistema de comunicación celular.

Haciendo referencia a continuación a la Fig. 1, se muestra un receptor 10 del sistema de posicionamiento global (GPS) según la invención de manera que incluye un módulo celular 11 (que no proporciona necesariamente una capacidad completa de comunicación celular) y un módulo GPS 12. El módulo celular responde a una señal de comunicación celular a través de una antena celular 14. El módulo GPS incluye un hardware GPS normalizado 21 para responder a señales de navegación GPS a través de una antena GPS 15. El módulo celular procesa señales de comunicación celular con vistas a extraer información de sincronización de tiempo, por ejemplo, de un mensaje de una Unidad de Medición de la Posición (LMU), tal como se ha descrito anteriormente. La señal de comunicación celular consta de datos organizados en tramas, incluyendo delimitadores (encabezamientos y pies de trama) que permiten que el módulo celular diferencie una trama con respecto a la siguiente. El módulo celular incluye un contador de tramas 20 para contar tramas. El contador de tramas detecta también los bordes de las tramas, los cuales se usan, por ejemplo, en la reconstrucción de la frecuencia. El contador de tramas se menciona en este caso únicamente a título de ejemplo. En la comunicación celular GSM, podría disponerse además de un contador a intervalos de tiempo y de un contador de bits, y también de detectores de bordes correspondientes.

El contador de tramas identifica un borde de trama y por lo tanto señala el instante en el que se recibe una trama nueva.

El receptor GPS 10 comprende asimismo una capa de conectividad de software 16, mediante la cual el módulo celular y el módulo GPS se comunican mensajes, aunque los mensajes comunicados de esta manera están sujetos a retardos aleatorios en su entrega debido al tráfico de otros mensajes que se estén comunicando a través de la capa de conectividad de software (tráfico de mensajes por ejemplo entre diferentes componentes del módulo
GPS).

Según la invención, cada vez que el contador de tramas señala una nueva trama de la señal de comunicación celular, se genera un impulso de activación y el mismo se comunica al módulo GPS a través de una vía de hardware especial 23' que presenta bien esencialmente ningún retardo o bien un retardo que es conocido y por lo tanto puede ser tenido en cuenta, es decir, que proporciona el impulso de activación sustancialmente libre de retardos aleatorios. El impulso de activación se usa para accionar un registro 19 en el módulo GPS, registro denominado en el presente caso registro de temporización, de manera que el registro almacena el tiempo interno (no el tiempo UTC), es decir, el tiempo indicado por el oscilador/reloj local 18 del receptor GPS. (El reloj local 18 del receptor GPS se implementa típicamente en forma de un contador interno, como parte del hardware GPS. El accionamiento da como resultado bien el almacenamiento del valor en curso del reloj local en el registro o bien la fijación en condiciones iniciales del contador interno).

Al mismo tiempo que el impulso de activación está siendo generado y proporcionado a través de la vía de hardware especial 23 para el registro de temporización 19, el número de trama correspondiente (o alternativamente el intervalo de tiempo o número de bit, tal como se explica posteriormente) se transmite hacia el hardware GPS 21 a través de la capa de conectividad de software 16. Si el hardware GPS ya se ha fijado en el tiempo GPS (mediante un procedimiento que se describe posteriormente), el mismo permanece sincronizado (es decir, contrarresta la deriva del reloj) estabilizando el reloj local mediante el uso de los impulsos de activación. No obstante, para fijar el tiempo GPS con el que comenzar en el módulo GPS, es decir, cuando se pone en marcha el receptor GPS, el modelo celular usa una indicación de tiempo que recibe desde una LMU 22 en una estación base cercana; la indicación de tiempo especifica que un tiempo GPS señalado se debe asociar a la recepción de un número de trama, un intervalo de tiempo y un número de bit señalados. La trama a la que se hace referencia en la indicación de tiempo es una trama que ya fue transmitida (bien transmitida por difusión general o bien transmitida de punto-a-punto hacia el receptor GPS). La indicación de tiempo incluye el tiempo GPS asociado a la trama, el intervalo de tiempo, y el bit. (No obstante, la indicación de tiempo no incluye el retardo de propagación. No existe ninguna manera de saber en la LMU a qué distancia se encuentra el receptor GPS con respecto a la estación base de servicio en la que está ubicada la LMU. El retardo de propagación a través de la interfaz aérea se compensa con una medición del denominado Avance de Temporización (TA), el cual es proporcionado por el sistema celular. El TA se mide a partir de un retardo de ida y vuelta entre el receptor y la estación base de servicio).

Una vez que el módulo celular dispone de la indicación de tiempo, el mismo puede preparar lo que en este caso se denomina mensaje de marca de tiempo (en contraposición a un mensaje de indicación de tiempo); un mensaje de marca de tiempo indica el tiempo GPS a asociar a una trama que todavía no se ha recibido. En cuanto se recibe la trama del mensaje de marca de tiempo, se envía el impulso de activación correspondiente al módulo GPS por la vía de hardware especial 23, y el número de trama y el mensaje de marca de tiempo se comunican al módulo GPS a través de la capa de conectividad de software. El módulo GPS registra el tiempo de llegada del mensaje de marca de tiempo según el tiempo que se muestra en el reloj local 18, y el tiempo que se muestra en el reloj local 18 cuando llega el impulso de activación se escribe en el registro de temporización 19. La invención tiene en cuenta el retardo en el módulo GPS que recibe el mensaje de marca de tiempo a través de la capa de conectividad de software 16 al anotar el tiempo de llegada del mensaje de marca de tiempo (según el reloj local 18), y restar el tiempo almacenado en el registro de temporización 19 (también según el reloj local 18) provocado por el impulso de activación correspondiente a la trama indicada en el mensaje de marca de tiempo.

Por ejemplo, supóngase que el tiempo GPS es 134.566 segundos desde el comienzo de la semana GPS actual en el número de trama (FN) 122, el número de intervalo de tiempo 5, y el número de bit 43, es decir, supóngase que la correspondencia del tiempo GPS con el celular (la indicación de tiempo), es 134566@ (122,5,43). En otras palabras, el tiempo GPS exacto era 134.566 segundos desde el comienzo de la semana GPS actual cuando la estación base transmitió el número de trama (FN) 122, el número de intervalo de tiempo 5, y el número de bit 43. Supóngase además que se acaba de poner en marcha un receptor GPS según la invención (es decir, que tiene un módulo celular acoplado a un módulo GPS tal como se indica en la Fig. 1). A continuación, el módulo celular del receptor GPS recibe tarde o temprano una emisión de difusión general LMU de una indicación de tiempo. El módulo celular recibe también una sucesión de tramas celulares. El módulo celular proporciona una activación (simplemente un impulso, sin comunicar un número de trama u otra información) cada vez que se recibe una trama nueva, y también proporciona (sobre la capa de conectividad de software) el número de cada trama nueva, los números que recibe desde la estación base. El módulo GPS se imagina que la primera activación que recibe sobre la vía de hardware va con el primer número de trama que recibe sobre la capa de conectividad de software, y así sucesivamente. En aplicaciones en las que existe un riesgo de que el mensaje de marca de tiempo pudiera estar asociado al impulso de activación erróneo (debido a que el retardo sobre el canal de conectividad de software podría ser tan grande en ocasiones que la marca de tiempo llegase sobre el canal después de que llegase la siguiente activación sobre la vía de hardware), el impulso de activación se envía solamente una vez.

Un módulo celular mide la corrección del retardo de propagación antes de que se abra un canal de comunicaciones. Una medición del retardo de propagación es una de las partes del proceso de traspaso involucradas en la abertura de un canal de comunicaciones. De este modo, el retardo de propagación es siempre conocido para un módulo celular.

La razón por la cual el módulo celular no usa la propia trama con indicación de tiempo (la trama usada para medir la relación entre el tiempo del sistema GPS y el tiempo en el que la trama con indicación de tiempo se emite en difusión general o es transmitida de otra manera) como la trama para generar la activación (es decir, para la trama de indicación de tiempo) es que la indicación de tiempo la realiza un elemento de red celular, uno que mide la relación entre el tiempo del sistema GPS y la transmisión de una trama GSM seleccionada (que se denomina en el presente caso trama con indicación de tiempo, por contraposición a la trama de indicación de tiempo, la cual transporta parte o la totalidad del resultado de la medición). En este caso, el resultado de la medición no se puede emitir mediante difusión general evidentemente en la misma trama seleccionada (con indicación de tiempo), ya que la trama seleccionada (identificada por el número de trama) ya ha sido emitida mediante difusión general, es decir, la trama de mensaje que contiene la información de indicación de tiempo, denominada trama de indicación de tiempo, no puede ser la misma trama que se usó para medir la relación GPS/GSM, denominándosele a dicha trama en el presente caso trama con indicación de tiempo.

En el módulo celular 11 se introduce también un retardo, ya que el módulo celular debe esperar hasta que la trama de mensaje (es decir, la trama de indicación de tiempo) llegue al módulo celular antes de que el mismo proporcione la activación para el módulo GPS 12. En la práctica, la indicación de tiempo y otros datos de asistencia no caben en una trama de datos, sino que por el contrario se dividen o transportan usando múltiples tramas (haciéndose referencia a todas ellas en el presente caso como tramas de indicación de tiempo). En este caso, los datos de asistencia no se analizan, ni tampoco el impulso de activación generado, hasta después de que se hayan recibido todas las tramas (de indicación de tiempo) que transportan los datos de asistencia. Por lo tanto existe siempre un retardo entre el momento en el que se emite mediante difusión general (o se transmite de otra manera) la trama que se usó para determinar la relación entre una trama GSM y el tiempo del sistema GPS y el momento en el que se emite mediante difusión general (o se transmite de otra manera) la trama que activa el registro (la denominada trama de indicación de tiempo).

A continuación supóngase que se va a determinar el tiempo GPS en FN 1002 (debido a que la trama a la que se añadió la indicación de tiempo ya ha sido transmitida, pero FN 1002 acaba de ser recibida). La indicación de tiempo (correspondencia del tiempo GPS al celular) se usa para determinar el tiempo GPS exacto en el que el módulo celular recibió FN 1002, según,

Tiempo_GPS@(1002,1,1) = Tiempo_GPS@(122,5,43) + (1002-122) x Tiempo_trama – 4 x Tiempo_intervalo_tiempo – 42 x Tiempo_bit,

en la cual tiempo_trama, tiempo_intervalo_tiempo y tiempo_bit son los intervalos de tiempo para cada uno de los objetos indicados (tramas, intervalos_tiempo, y bits) en la comunicación celular. A continuación, el módulo celular del receptor GPS conoce el tiempo GPS exacto en cuanto se recibe FN 1002, pero no el módulo GPS. Para ajustar el reloj local del módulo GPS al tiempo GPS, debe comunicarse el tiempo GPS correspondiente a FN 1002 desde el módulo celular al módulo GPS, aunque esta operación únicamente se puede realizar sobre la capa de conectividad de software, y un mensaje proporcionado sobre la capa de conectividad de software experimenta retardos que no pueden ser conocidos de antemano. Por lo tanto, según la invención, el tiempo en FN 1002 (es decir, el mensaje de marca de tiempo) se comunica sobre la capa de conectividad de software, aunque adicionalmente, el módulo GPS recibe la activación desde el módulo celular y también recibe sobre la capa de conectividad de software (un poco después, con un retardo que no puede conocerse de antemano) el número de trama asociado a la activación. El módulo GPS escribe en el registro de temporización 19 el tiempo, según su reloj interno/local 18, en el que se recibe la última activación, incluyendo la activación asociada a la trama señalada en el mensaje de marca de tiempo. Adicionalmente, el módulo GPS registra el tiempo en el que recibe el mensaje de marca de tiempo, es decir, tiempo_GPS@(1002,1,1). En este momento el tiempo escrito en el registro de temporización 19 está en concordancia con el reloj local 18 del módulo GPS, y el tiempo registrado en el que se recibió el mensaje de marca de tiempo sobre la capa de conectividad de software está en concordancia también con el reloj local 18 del módulo GPS. La diferencia entre estos dos tiempos es el retardo observado por el mensaje de marca de tiempo sobre la capa de conectividad de software, y por lo tanto según la invención, esa diferencia se añade al valor recibido como el tiempo GPS en FN 1002 (a través del mensaje de marca de tiempo) para corregir el retardo. De este modo, el módulo GPS dispone de un tiempo GPS preciso esencialmente en cuanto recibe el mensaje de marca de tiempo sobre la capa de conectividad de software. (Se desprecia el tiempo para calcular el retardo, y el tiempo para determinar el tiempo GPS en FN 1002 teniendo en cuenta la indicación de tiempo de una trama/intervalo, bit anterior).

De este modo, haciendo referencia a continuación a la Fig. 2, la invención en la forma de realización preferida proporciona una fijación del reloj GPS de un receptor GPS según las siguientes etapas (las cuales, en aras de una mayor claridad, no incluyen el conseguir que el módulo celular proporcione una activación para cada trama nueva recibida, sino que en cambio únicamente para la trama para la cual se proporciona la marca de tiempo).

1.

El módulo celular recibe una trama con indicación de tiempo desde una LMU. A partir de una medición del avance de temporización u otra medición similar se halla una estimación para el retardo de propagación sobre la interfaz aérea. El módulo celular usa la medición del avance de temporización u otra medición similar, para compensar la indicación de tiempo en relación con el retardo de propagación a través de la interfaz aérea.

2.

El módulo celular determina un valor de la marca de tiempo correspondiente a una trama que todavía no ha sido recibida; el valor de la marca de tiempo se basa en la indicación de tiempo aunque incluye una corrección debido al retardo de propagación de la indicación de tiempo entre la estación base celular de servicio y el receptor GPS. (El módulo celular determina el retardo de propagación enviando una señal a la estación base de servicio que es interpretada por la estación base de servicio como una señal a devolver, y mide cuánto se tarda en recibir la devolución. A continuación, se calcula el avance de temporización a partir de la "ida y vuelta" correspondiente a la señal).

3.

Cuando el módulo celular recibe la trama para la cual ha calculado el valor de la marca de tiempo, activa el módulo GPS a través de la vía de hardware especial y proporciona al módulo GPS, a través de la capa de conectividad de software, el número de trama (que lo recibe desde la estación base) y la marca de tiempo.

4.

El módulo GPS recibe la activación y registra en un registro el tiempo, según su reloj local, en el que recibe la activación.

5.

El módulo GPS recibe el mensaje de marca de tiempo (sobre la capa de conectividad de software), y registra el tiempo en el que recibe el mensaje de marca de tiempo, nuevamente según su reloj local.

6.

El módulo GPS determina la diferencia en tiempo entre el momento que recibió la activación (a partir de la lectura del registro especial) y el momento en el que recibió el mensaje de marca de tiempo, suma dicha diferencia de tiempo al mensaje de marca de tiempo para determinar el tiempo GPS verdadero, y ajusta su reloj al tiempo GPS verdadero.

El hecho de que el receptor GPS ajuste el reloj en su módulo GPS una y otra vez (para tener en cuenta la deriva) o solamente cada vez que se ponga en marcha el receptor GPS depende de la aplicación. Para una solución del tipo GPS basada en MS, el procedimiento anterior se realiza únicamente cuando se pone en marcha el receptor GPS. Para un GPS asistido por MS, el procedimiento anterior es necesario para cada ajuste.

El uso de un contador de tramas (o un contador de intervalos de tiempo, un contador de bits, o, en un sistema CDMA, un contador de segmentos, u otros dispositivos similares) (de una señal celular), el cual se debería proporcionar en forma de un equipo adicional en un GPS, es solamente una de las maneras de implementar la presente invención, y es la forma de realización preferida para algunas aplicaciones, aplicaciones en las que no es necesario disponer de la mayor precisión posible. En el caso de las comunicaciones celulares GSM, se puede usar un contador de tramas para generar un impulso de activación a una frecuencia de 216,68 Hz. También es posible generar impulsos de activación a la velocidad de los intervalos de tiempo (produciéndose ocho intervalos de tiempo por trama) usando un contador de intervalos de tiempo; el uso de la velocidad de los intervalos de tiempo proporcionaría un impulso de activación a una frecuencia de 1733,4 Hz. Es posible generar un impulso de activación a una frecuencia incluso todavía mayor; el uso de la velocidad binaria 156,25 bits por intervalo de tiempo proporcionaría un impulso de activación a una frecuencia de 270844,17 Hz (es decir, el uso de un contador de bits de datos en lugar del contador de tramas proporcionaría, en el caso de una señal de comunicación celular GSM, un impulso de activación a una frecuencia de 270844,17 Hz). En otros sistemas celulares aparte del GSM, las velocidades de datos y las estructuras de los datos son evidentemente diferentes, y la invención no está destinada a limitarse a la comunicación celular GSM.

Para implementar la presente invención, se debería modificar un receptor GPS típico para que incluyese un módulo celular con por lo menos la funcionalidad antes indicada, así como hardware para proporcionar el impulso de activación y el hardware asociado al registro del reloj.

Existen otros usos para una referencia de tiempo absoluta además de la asistencia a receptores GPS en la recuperación del tiempo GPS. El tiempo absoluto también se puede usar para medir la deriva de los relojes de las estaciones base celulares con respecto al tiempo GPS, y para medir las diferencias de tiempo entre estaciones base vecinas. Dichas mediciones son necesarias por ejemplo en métodos de posicionamiento basados en redes incluyendo los métodos de posicionamiento por Diferencia de Tiempo Observada Mejorada (E-OTD) y Tiempo de Llegada (TOA).

Obsérvese que no es necesario que el módulo celular 11 construya el mensaje de marca de tiempo. El módulo celular, en algunas aplicaciones, envía únicamente un mensaje "Registro activado con la trama n.º 1022" a alguna otra entidad, la cual puede residir fuera del receptor GPS o puede ser el módulo GPS, y dicha otra entidad calcula la marca de tiempo.

Obsérvese también que aunque la invención se ha mostrado y descrito, en la forma de realización preferida en la cual el módulo GPS 12 incluye un reloj (local) 18, en otras aplicaciones el reloj usado por el módulo GPS para proporcionar el tiempo (local) está ubicado fuera del módulo GPS. Por ejemplo, en algunas aplicaciones el reloj se comparte con alguna otra entidad tal como el módulo celular. El reloj usado por el módulo GPS incluso puede residir fuera del receptor GPS.

Debería observarse también que la invención es útil a la hora de proporcionar una base para ajustar el reloj usado por un módulo que no sea el módulo GPS. La invención debería considerarse como útil en el ajuste del reloj usado por cualquier aplicación que requiera alguna versión del tiempo universal.

Debe entenderse que las disposiciones descritas anteriormente son únicamente ilustrativas de la aplicación de los principios de la presente invención. Los expertos en la materia pueden idear muchas otras modificaciones y disposiciones alternativas sin apartarse con respecto al alcance de la presente invención según se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

1. Método, que comprende las siguientes etapas:

a)

se consigue que un módulo celular (11) responda a una señal de comunicación celular que señala una indicación de tiempo, al proporcionar un impulso de activación obtenido a partir del componente de datos de la señal de comunicación celular, y también al proporcionar información que señala una marca de tiempo que relaciona el impulso de activación con un tiempo universal;

b)

se consigue que un módulo principal (12), con acceso a un reloj (18) que proporciona una señal que señala el tiempo local, responda a la información que señala la marca de tiempo;

c)

se comunica el impulso de activación directamente a un registro de temporización (19) acoplado al módulo principal (12), realizándose la comunicación a través de una vía de hardware especial (23) que proporciona el impulso de activación sin ningún retardo aleatorio sustancial;

d)

se consigue que el registro de temporización (19) responda a la señal que señala el tiempo local, y que también responda al impulso de activación, al contener información que indica, en tiempo local, cuándo es recibido el impulso de activación por el registro de temporización (19); y

e)

se consigue que el módulo principal (12) acceda al registro de temporización (19) y que por lo tanto obtenga el tiempo en el que llega la activación, y se consigue además que el módulo principal (12) determine la diferencia entre el momento en el que llega la información que señala la marca de tiempo y el momento en el que llega la activación.

2. Método según la reivindicación 1, que comprende asimismo la etapa en la que se consigue que un contador de tramas (20) genere el impulso de activación cuando el contador de tramas (20) identifica una trama nueva en la señal de comunicación celular.

3. Método según la reivindicación 1, que comprende asimismo la etapa en la que se consigue que un contador de intervalos de tiempo genere el impulso de activación cuando el contador de intervalos de tiempo identifica un intervalo de tiempo nuevo en la señal de comunicación celular.

4. Método según la reivindicación 1, que comprende asimismo la etapa en la que se consigue que un contador de bits de datos genere el impulso de activación cuando el contador de bits de datos identifica un bit de datos nuevo en la señal de comunicación celular.

5. Método según la reivindicación 1, en el que el módulo principal (12) es un módulo del sistema de posicionamiento global (GPS), sensible a una señal de navegación por satélite GPS.

6. Aparato que comprende:

a)

un módulo celular (11), sensible a una señal de comunicación celular que señala una indicación de tiempo, para proporcionar un impulso de activación obtenido a partir del componente de datos de la señal de comunicación celular, y para proporcionar información que señala una marca de tiempo que relaciona el impulso de activación con un tiempo universal;

b)

un módulo principal (12) que tiene acceso a un reloj (18) que proporciona una señal que señala el tiempo local, siendo sensible el módulo principal (12) a la información que señala la marca de tiempo;

c)

un registro de temporización (19), sensible a la señal que indica el tiempo local, y sensible asimismo al impulso de activación, para contener información que señala, en tiempo local, cuándo se recibe el impulso de activación; y

en el que el módulo principal (12) está acoplado al registro de temporización (19) para poder acceder al registro de temporización (19) y así obtener el tiempo en el que llega la activación y además en el que el módulo principal (12) incluye unos medios para determinar la diferencia entre el momento en el que llega la información que señala la marca de tiempo y el momento en el que llega la activación, estando caracterizado el aparato porque comprende asimismo: d) una vía de hardware especial (23), dispuesta para conducir directamente el impulso de activación desde el módulo celular (11) al registro de temporización (19).

7. Aparato según la reivindicación 6, que comprende asimismo un contador de tramas (20), y en el que el impulso de activación se proporciona cuando el contador de tramas indica una trama nueva.

8. Aparato según la reivindicación 6, que comprende asimismo un contador de intervalos de tiempo, y en el que el impulso de activación se proporciona cuando el contador de intervalos de tiempo indica un intervalo de tiempo nuevo.

9. Aparato según la reivindicación 6, que comprende asimismo un contador de bits de datos, y en el que el impulso de activación se proporciona cuando el contador de bits de datos indica un bit de datos nuevo.

10. Aparato según la reivindicación 6, en el que el módulo principal (12) es un módulo del sistema de posicionamiento global (GPS) que proporciona funcionalidad para el funcionamiento como receptor GPS, siendo sensible asimismo el módulo GPS a una señal de navegación por satélite GPS.

11. Sistema que comprende un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10.

12. Sistema según la reivindicación 11, que comprende asimismo una estación base celular (24), para proporcionar la señal de comunicación celular que señala una indicación de tiempo.