ES2330866T3 - Eficiencia mejorada de mensajeria de datos para un sistema de determinacion asistida de posicion inalambrica. - Google Patents
Eficiencia mejorada de mensajeria de datos para un sistema de determinacion asistida de posicion inalambrica. Download PDFInfo
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Abstract
Un procedimiento de mensajería de información basada en la posición en un sistema de determinación asistida de posición inalámbrica, que comprende: recibir (302, 402, 702) en un dispositivo inalámbrico (114) de posición a determinar, una primera información de asistencia desde una entidad de determinación de posición - abreviada en lo sucesivo como EDP - (134), mediante un enlace de comunicación inalámbrica, comprendiendo la información de asistencia información referida a una primera pluralidad de satélites (140); caracterizado por: determinar un conjunto específico de satélites (140) para los cuales se requiere información de asistencia, sobre la base de dicha primera información de asistencia recibida; transmitir (308, 410, 712) una solicitud de una segunda información de asistencia, referida al conjunto específico determinado de satélites (140), a dicha EDP (134), mediante dicho enlace de comunicación inalámbrica; recibir dicha segunda información de asistencia solicitada desde dicha EDP (134) mediante dicho enlace de comunicación inalámbrica; localizar una señal necesaria de posicionamiento de satélite desde un satélite de posicionamiento (140), sobre la base de dicha segunda información de asistencia recibida; y determinar una posición geográfica del dispositivo inalámbrico (114) sobre la base de dicha señal localizada de posicionamiento del satélite.
Description
Eficiencia mejorada de mensajería de datos para
un sistema de determinación asistida de posición inalámbrica.
La invención se refiere, en general, a sistemas
y procedimientos de determinación de posiciones y, en particular, a
sistemas y procedimientos para gestionar eficientemente mensajes de
datos referidos a posiciones en un sistema de determinación
asistida de posición inalámbrica.
Los sistemas para determinar la posición
geográfica de un punto de referencia son bien conocidos en la
tecnología. Un sistema de determinación de posiciones usualmente
empleado es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS). El GPS
incluye una red de satélites de órbita terrestre, separados de forma
tal que, en todo momento y desde cualquier posición geográfica, al
menos cuatro satélites del GPS estarán sobre el horizonte.
En funcionamiento, cada satélite del GPS
transmite continuamente su posición presente y su hora actual. Sobre
la Tierra, un receptor del GPS puede utilizar la información
contenida en estas señales emitidas para calcular su posición
geográfica en términos de su longitud, latitud y altitud. El
receptor del GPS, típicamente, busca y recoge las señales emitidas
desde cuatro o más satélites del GPS que están a la vista. A
continuación, utilizando el intervalo temporal entre la hora de
emisión y la hora de recepción de cada señal emitida, el receptor
del GPS calcula la distancia entre el receptor del GPS y cada uno
de los cuatro o más satélites del GPS. Estas mediciones de
distancia, junto con la posición y la información temporal recibida
en las señales emitidas, permiten al receptor del GPS calcular su
posición geográfica.
Tanto la normativa gubernamental como el interés
del consumidor han guiado la demanda de funcionalidad de posición
geográfica en los dispositivos inalámbricos, tales como los
teléfonos inalámbricos. Es deseable, por lo tanto, introducir la
funcionalidad del GPS en un dispositivo inalámbrico. Sin embargo,
los dispositivos inalámbricos son extremadamente sensibles a las
consideraciones de la capacidad de la red y de la vida útil de la
batería. Así, añadir un receptor convencional del GPS a un
dispositivo inalámbrico para llevar a cabo la funcionalidad del GPS
es una solución insatisfactoria para proporcionar la localización de
la posición en el dispositivo inalámbrico.
Se desea, por lo tanto, tener un sistema
inalámbrico que proporcione funcionalidad del GPS a un dispositivo
inalámbrico, con un mínimo coste adicional para la capacidad de la
red y la vida útil de la batería del dispositivo.
Uno de dichos sistemas para proporcionar
funcionalidad del GPS para un dispositivo inalámbrico, que minimice
el coste para la capacidad de la red y la vida útil de la batería,
se denomina un "sistema de determinación asistida de posición
inalámbrica". En este sistema, una entidad de determinación de
posiciones (EDP) es, típicamente, parte de una red de
comunicaciones inalámbricas que incluye una pluralidad de estaciones
base y al menos un dispositivo inalámbrico o estación móvil (EM).
En el sistema de determinación asistida de posición inalámbrica, la
EDP se utiliza para ayudar a la EM a determinar su posición. El
sistema también puede basarse en un estándar con respecto a la
arquitectura de conectividad de los dispositivos en una red de
comunicación inalámbrica. Un tal estándar es el Estándar del
Servicio de Determinación de Posiciones de la Asociación de la
Industria de la Telecomunicación para un Sistema de Espectro
Extendido de Modalidad Dual - Addendum (TIA/EIA
IS-801-1).
Específicamente, en una realización de un
sistema de determinación asistida de posición inalámbrica, una EDP
rastrea continuamente las posiciones de una pluralidad de satélites
del GPS a través de una red de receptores estacionarios del GPS,
distribuidos por un área de cobertura de una red de comunicación
inalámbrica. Antes de buscar las señales del GPS, una EM transmite
una solicitud de información de asistencia del GPS a la EDP, a
través de una estación base local.
La EDP, a su vez, proporciona a la EM la
información de asistencia, tal como los datos de efemérides y los
datos de asistencia de sensibilidad para los satélites del GPS. Por
ejemplo, la EDP puede utilizar la identidad de la estación base
local para determinar una localización aproximada de la EM, y las
identidades y posiciones de los satélites del GPS que es probable
que estén a la vista del dispositivo inalámbrico. Un inconveniente
de este sistema es que los datos enviados desde la EDP a la EM
pueden ser redundantes, o bien innecesarios para proporcionar
información precisa de localización para la EM. Los datos
redundantes o innecesarios aumentan los requisitos de ancho de
banda y el tiempo necesario para fijar una posición geográfica de la
EM.
En consecuencia, se desea proporcionar un
sistema y un procedimiento para interconectar dispositivos en un
sistema de determinación asistida de posición inalámbrica que
reduzca o elimine los datos redundantes y/o superfluos, reduciendo
por ello los requisitos de ancho de banda de los datos, y mejorando
el tiempo para determinar una localización de un dispositivo
inalámbrico, garantizando a la vez que el dispositivo inalámbrico
no sea recargado con un coste adicional. Además, se desea que tal
sistema y procedimiento proporcione aún suficiente información de
localización para que el dispositivo inalámbrico determine
precisamente su posición geográfica.
La Publicación de Patente Estadounidense Nº US
2002/0005802, a nombre de Bryant et al, revela un
procedimiento para determinar una localización de receptor
utilizando transmisiones satelitales de señal débil.
Se revelan realizaciones del sistema y del
procedimiento para proporcionar información referida a la posición
a usuarios de dispositivos inalámbricos en un sistema de
determinación asistida de posición inalámbrica, según se estipula
en las reivindicaciones adjuntas. En una realización, el sistema de
determinación asistida de posición inalámbrica incluye una
pluralidad de estaciones base y una pluralidad de dispositivos
inalámbricos, tales como teléfonos móviles, agendas electrónicas, o
similares, adaptados para comunicarse con las estaciones base.
El sistema de determinación asistida de posición
inalámbrica incluye adicionalmente un sistema para determinar la
posición geográfica de los dispositivos inalámbricos. En la
realización, una entidad de determinación de posición (EDP) se
conecta con las estaciones base y sirve como una sede de
procesamiento para proporcionar asistencia satelital a los
dispositivos inalámbricos. Más específicamente, se proporcionan un
sistema y un procedimiento para comunicaciones de mensajería entre
una EDP y un dispositivo inalámbrico, que reducen o eliminan la
transmisión de datos redundantes o superfluos. Además, el sistema y
el procedimiento garantizan que el dispositivo inalámbrico no se
recargue con coste y peso adicionales, y que el dispositivo
inalámbrico esté dotado de una información precisa de localización.
Las realizaciones del sistema y el procedimiento son conformes al
estándar TTA/EIA IS-801 y/u otros estándares.
En una realización adicional, un sistema de
determinación de posición inalámbrica incluye una EDP y un
dispositivo inalámbrico, y se proporciona un procedimiento para
gestionar mensajes de información entre la EDP y el dispositivo
inalámbrico. El procedimiento incluye recibir una primera
información de asistencia desde la EDP mediante un enlace de
comunicación inalámbrica. Se determina entonces una señal redundante
de posicionamiento satelital sobre la base de la primera
información de asistencia recibida. Se transmite luego una solicitud
de una segunda información de asistencia, sobre la base de la señal
redundante de posicionamiento satelital determinada, a la EDP
mediante el enlace de comunicación inalámbrica. La segunda
información de asistencia solicitada es recibida desde la EDP
mediante el enlace de comunicación inalámbrica. Se localiza luego
una señal necesaria de posicionamiento satelital a partir de un
satélite de localización, sobre la base de la segunda información
de asistencia recibida. Se determina luego una posición geográfica
del dispositivo inalámbrico sobre la base de la señal localizada de
posicionamiento satelital.
Una realización del procedimiento incluye
obtener una Asistencia de Adquisición (AA). Se lleva luego a cabo
una búsqueda superficial de una primera pluralidad de señales de
posicionamiento satelital a partir de una pluralidad de satélites
del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), sobre la base de la
información de AA. La primera pluralidad de señales de
posicionamiento satelital se localiza luego a partir de la
pluralidad de satélites del GPS, utilizando la búsqueda
superficial. Se toma una determinación acerca de si la primera
pluralidad de señales de posicionamiento satelital, localizadas por
la búsqueda superficial, tienen suficientes señales de
posicionamiento satelital como para producir una determinación
aceptable de la posición geográfica para el dispositivo
inalámbrico.
Se transmite una solicitud de información de
asistencia de sensibilidad (AS) para producir una segunda pluralidad
de señales de posicionamiento satelital a partir de la pluralidad
de satélites del GPS, si la primera pluralidad de señales de
posicionamiento satelital no tiene señales suficientes como para
producir una determinación aceptable para el dispositivo
inalámbrico. Después de recibir la información de AS solicitada para
la segunda pluralidad de señales de posicionamiento satelital, se
lleva a cabo una búsqueda en profundidad para la segunda pluralidad
de señales de posicionamiento satelital, a partir de la pluralidad
de satélites del GPS, sobre la base de la información de AS
recibida.
Se toma luego otra determinación sobre si la
primera pluralidad de señales de posicionamiento satelital,
localizadas por la búsqueda superficial, y la segunda pluralidad de
señales de posicionamiento satelital, localizadas por la búsqueda
en profundidad, tienen suficientes señales de posicionamiento
satelital como para producir la determinación aceptable de la
posición geográfica para el dispositivo inalámbrico. Si hay
suficientes señales, entonces se toma una determinación sobre una
ubicación de posición geográfica para el dispositivo inalámbrico,
sobre la base de las pluralidades localizadas, primera y segunda, de
las señales de posicionamiento satelital, a partir de la pluralidad
de satélites del GPS.
En otra realización más del procedimiento, el
procedimiento incluye obtener información de estimación temporal
grosera, información de estimación grosera de localización, e
información de calendario del Sistema de Posicionamiento Global
(GPS). Se comprueba luego una primera efeméride para un satélite de
posicionamiento, a fin de determinar si la información de estado de
la primera efeméride para el satélite de posicionamiento es inferior
a un primer umbral temporal.
Se toma entonces una determinación sobre si el
satélite de posicionamiento está por encima de un horizonte
visualizable de un dispositivo inalámbrico, si el estado de la
primera efeméride no es inferior al primer umbral. Se elabora
entonces una máscara para solicitar una segunda efeméride para el
satélite localizador a una entidad de determinación de posición
(EDP), si el satélite localizador está por encima del horizonte
visualizable de dicho dispositivo inalámbrico. Se transmite luego a
la EDP una solicitud con la máscara para la segunda efeméride para
el satélite localizador. La EDP transmite luego la segunda efeméride
a los dispositivos inalámbricos, a fin de que el dispositivo
inalámbrico determine su posición geográfica.
En los dibujos, los componentes no están
necesariamente trazados a escala. Los números de referencias
idénticas designan partes iguales o similares en las diversas
figuras.
La Fig. 1 es un diagrama en bloques que ilustra
un sistema de comunicaciones inalámbricas.
La Fig. 2 es un diagrama en bloques que ilustra
una realización del funcionamiento del sistema de comunicaciones
inalámbricas.
La Fig. 3 es un diagrama de flujo que ilustra
las etapas ejemplares de una realización del procedimiento.
La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra
etapas ejemplares de otra realización del procedimiento.
La Fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra
etapas ejemplares de otra realización más del procedimiento.
Se muestran un sistema y un procedimiento para
proporcionar información referida a la posición a un usuario de un
dispositivo inalámbrico o estación móvil (EM). Más específicamente,
se proporcionan un sistema y procedimiento para interconectar
dispositivos en un sistema de determinación asistida de posición
inalámbrica, que reducirán o eliminarán los datos redundantes.
Además, el sistema y el procedimiento garantizan que el dispositivo
inalámbrico en el sistema de determinación asistida de posición
inalámbrica no sea recargado con coste y peso adicionales, y que el
dispositivo inalámbrico esté dotado de información precisa de
localización. Además, las realizaciones del sistema y el
procedimiento pueden ser conformes al estándar TIA/EIA
IS-801 y/u otros estándares.
En un sistema de determinación asistida de
posición inalámbrica, según lo concebido por ciertas realizaciones,
una estación base con un receptor estacionario del GPS se mantiene
en una posición conocida. La estación base compara su posición
calculada por el GPS con su posición conocida y deduce datos de
corrección diferencial para los satélites del GPS que pueden
utilizarse para corregir los errores detectados en su posición
calculada por el GPS. Los errores en la posición calculada por el
GPS pueden ser causados por condiciones atmosféricas y
troposféricas, errores en los datos satelitales, errores de
recepción y otras fuentes de errores. Los datos de corrección
diferencial pueden transmitirse a dispositivos inalámbricos o
móviles con funcionalidad del GPS en el área de cobertura de la
estación base. Utilizando los datos de corrección diferencial en los
cálculos de posición del GPS, puede determinarse la posición
geográfica del receptor del GPS con precisión añadida.
Además, un dispositivo inalámbrico o EM puede
recibir adicionalmente información de asistencia a través de una
entidad de determinación de posición (EDP) para asistir al
dispositivo móvil en la localización de las señales emitidas desde
los satélites del GPS que estén a la vista. La EDP rastrea
continuamente las posiciones de los satélites del GPS que están a
la vista y transmite las identidades y posiciones de estos satélites
del GPS, junto con otra información de asistencia, tal como las
frecuencias Doppler asociadas de las señales emitidas, a un
dispositivo inalámbrico en el área de cobertura de la estación base.
La información de asistencia informa al dispositivo inalámbrico
acerca de la localización aproximada de los satélites del GPS a la
vista, estrechando por ello la ventana de búsqueda requerida y
reduciendo significativamente el tiempo necesario para adquirir las
señales emitidas por el GPS. Sin asistencia, el proceso de búsqueda
de incluso sólo cuatro señales emitidas por satélites del GPS puede
llevar minutos, porque los mecanismos móviles del GPS de la mayoría
de los dispositivos inalámbricos carecen de información precisa de
la posición de satélites del GPS y, por ello, carecen de
información acerca de dónde buscar los satélites, en cuanto a tiempo
y frecuencia.
Específicamente, en una realización, el tiempo
de adquisición de la señal del GPS se reduce utilizando una entidad
de determinación de posición (EDP). Una EDP, típicamente, es parte
de una red de comunicaciones inalámbricas que incluye una
pluralidad de estaciones base y al menos una estación móvil (EM). La
EDP rastrea continuamente las posiciones de los satélites del GPS,
a través de una red de receptores estacionarios del GPS,
distribuidos por el área de cobertura de la red de comunicaciones
inalámbricas. Antes de buscar las señales del GPS, la EM transmite
una solicitud de información de asistencia del GPS a la EDP, a
través de una estación base local.
La EDP transmite entonces la información de
asistencia solicitada por la EM. Por ejemplo, utilizando la
identidad de la estación base local, la EDP puede determinar la
localización aproximada de la EM, y proporcionar a la EM las
identidades y posiciones de los satélites del GPS que es probable
que estén a la vista, y el desplazamiento Doppler esperado de cada
señal del GPS identificada. Típicamente, la información de tiempo
real recopilada por la EDP es más precisa que los datos estándar de
calendario, que también pueden emplearse y almacenarse en la EM, y
a menudo da como resultado un tiempo más breve de adquisición de la
señal del GPS.
El tiempo de adquisición de la señal del GPS
puede reducirse aún más en las redes de acceso múltiple por división
del código (CDMA). En una red CDMA, cada estación base mantiene un
reloj que está sincronizado con la hora del GPS, y que transmite
una baliza temporizadora a los dispositivos móviles en su área de
cobertura. Los dispositivos móviles utilizan las balizas
temporizadoras para sincronizar sus relojes internos con el reloj
de la estación base, pero esta sincronización está sujeta al retardo
de propagación en la señal que llega a los dispositivos
móviles.
La EDP y los receptores estacionarios del GPS
también mantienen relojes que están sincronizados con la hora del
GPS. En funcionamiento, los receptores estacionarios del GPS
rastrean las horas en que el comienzo de cada trama PN (p. ej., la
secuencia de código PN de 1023 chips) es recibido por el receptor
estacionario del GPS. La EDP transmite las identidades de los
satélites del GPS a la vista del dispositivo móvil, junto con el
desplazamiento Doppler asociado y la hora asociada de recepción de
tramas PN de cada señal del GPS. El dispositivo móvil puede
utilizar esta información de asistencia para identificar los
satélites del GPS a la vista, las frecuencias de recepción
esperadas de las señales del GPS asociadas, y las horas en que se
espera que se reciban las tramas PN asociadas en el receptor
estacionario del GPS. Utilizando la información de asistencia
recibida, el dispositivo móvil es capaz, por ejemplo, de alinear, o
correlacionar, rápidamente su secuencia de código PN de 1023 chips
con una secuencia coincidente de 1023 chips de las señales recibidas
del GPS (p. ej., integrando coherentemente las señales), y de
mejorar su tiempo de adquisición para detectar las señales
recibidas del GPS.
La Fig. 1 ilustra una realización de un sistema
10 de comunicaciones inalámbricas, en la cual hay un sistema de
comunicación basado en células que incluye una pluralidad de
estaciones base 12 y una pluralidad de dispositivos inalámbricos
14. Cada estación base 12 tiene una célula asociada 16 que define un
área de cobertura geográfica atendida por la estación base 12. Cada
dispositivo inalámbrico 14 situado dentro de una de las células 16
se comunica con la estación base 12 asociada, intercambiando
paquetes de datos según un protocolo predeterminado de
comunicaciones digitales, tal como el acceso múltiple por división
de código (CDMA).
Los dispositivos inalámbricos 14 pueden ser
dispositivos cualesquiera, capaces de comunicarse con las estaciones
base 12 por un enlace de comunicaciones inalámbricas, incluyendo
los teléfonos móviles, las agendas electrónicas, los sistemas de
navegación de vehículos, los ordenadores portátiles, o similares. Un
centro de conmutación móvil (CCM) 18 gestiona las comunicaciones
inalámbricas en las células 16, incluyendo el establecimiento de
llamadas, el encaminamiento de llamadas entre dispositivos
inalámbricos, y el encaminamiento de llamadas entre dispositivos
inalámbricos y al menos una red de comunicaciones, tal como una red
telefónica pública conmutada (RTPC) o Internet. El sistema 10 de
comunicaciones inalámbricas puede incluir una pluralidad de CCM,
gestionando cada uno una pluralidad de células 16.
En realizaciones alternativas, el sistema de
comunicaciones inalámbricas puede ser cualquier sistema inalámbrico
que esté adaptado para transmitir datos a y desde un dispositivo
inalámbrico. El sistema puede incluir sistemas de comunicaciones
celulares terrestres o basadas en satélites, tales como un sistema
de telefonía celular, un sistema de comunicación personal, un
sistema especializado de radio móvil, un Sistema Avanzado de
Teléfono Móvil, un sistema de búsqueda de personas, un sistema
inalámbrico de datos en paquetes, o similares.
El sistema 10 de comunicaciones inalámbricas
está adicionalmente adaptado para determinar la posición geográfica
de al menos un dispositivo inalámbrico (o EM) 14. En una
realización, un sistema de posicionamiento satelital, tal como el
Sistema de Posicionamiento Global (GPS), se utiliza para la
determinación de posiciones. Cada EM o dispositivo inalámbrico 14
incluye al menos una antena 20 para comunicarse con una estación
base local 12, y para recibir señales del GPS transmitidas desde
satélites del GPS (o VE) en órbita. Cada estación base 12 incluye
al menos una antena 22 para comunicarse con la EM 14. Una entidad de
determinación de posición (EDP) 24 está conectada con la estación
base 12 a través del CCM 18, y asiste a la EM 14 para localizar los
satélites del GPS que estén a la vista, y para calcular las
respectivas posiciones geográficas de la EM 14. La EM 14 puede bien
comunicarse con la EDP 24 mediante la mensajería por ráfagas de
datos (DBM) o bien mediante TCP/IP. El caso de la DBM es muy
dependiente de la infraestructura y, en el caso del TCP/IP, el CCM
18 está conectado con una IWF (función de interoperación) o una
PSDN (Red de Datos Conmutada por Paquetes) a fin de proporcionar
conectividad por TCP/IP entre la EDP 24 y la EM 14.
En una realización más específica, la EDP 24 es
un sistema informático que rastrea la ubicación de los satélites
del GPS utilizando al menos un receptor estacionario 26 del GPS, que
recibe señales del GPS a través de una antena 28 del GPS. El
sistema 10 de comunicaciones inalámbricas, preferiblemente, incluye
una red de receptores 26 del GPS situados por toda su área de
cobertura. En una realización, cada estación base 12 incluye una EDP
24 y un receptor estacionario 26 del GPS para proporcionar
asistencia a dispositivos inalámbricos 14 en el área 16 de
cobertura de la estación base.
Se describirá ahora un proceso para determinar
la posición geográfica de un dispositivo inalámbrico, con referencia
al diagrama en bloques de la Fig. 2. La EDP 132 rastrea
continuamente las posiciones de una pluralidad de satélites 140 del
GPS a través de una red 130 de referencia, y mantiene información
actual sobre cada uno de los satélites 140 del GPS a la vista. Es
decir, la EDP 132 está conectada con la red 130 de referencia, tal
como una Red de Referencia de Área Amplia, con una pluralidad de
receptores 140 del GPS que proporcionan información de calendario,
de efemérides y de corrección diferencial a la EDP 132. La
información o datos de asistencia fluyen entonces desde la EDP 132
al CCM 134, en un caso de la DBM, o a una PSDN (no mostrada) al CCM
134. Luego, desde el CCM 134, los datos de asistencia fluyen a la
estación base 112, por ejemplo, la BCS/BTS, y finalmente al
dispositivo inalámbrico 114. Además, la estación base puede tener un
receptor 145 del GPS. En una realización, el receptor 145 del GPS
es para la sincronización temporal de una señal de transmisión CDMA
y no es accesible desde la EDP 132.
El proceso para determinar la posición
geográfica del dispositivo inalámbrico 114 puede ser iniciado por el
usuario del dispositivo inalámbrico 114. En realizaciones
alternativas, el proceso de determinación de posición también puede
ser iniciado por la estación base 112, la EDP 132, el CCM 134 u otro
dispositivo o entidad conectado con el sistema 10 de comunicaciones
inalámbricas mostrado en la Fig. 1, o una parte del mismo. Después
de que se ha iniciado el proceso de determinación de la posición,
el dispositivo inalámbrico 114 solicita información de asistencia
del GPS a la EDP 132, a través de la estación base 112. La EDP 132
identifica los satélites 140 del GPS que están a la vista del
receptor 130 del GPS y, con respecto al receptor 130 del GPS,
determina la posición actual, las frecuencias Doppler y las
seudogamas de cada uno de los satélites 140 del GPS identificados
en horas específicas del GPS. Esta información de asistencia del GPS
se transmite al dispositivo inalámbrico 114 a través de la estación
base 112.
Debido a que el dispositivo inalámbrico 114 está
en comunicación con, y por lo tanto próximo a, la estación base
112, esta información de asistencia del GPS puede proporcionar al
dispositivo inalámbrico 114 las posiciones aproximadas de los
satélites 140 del GPS a la vista, reduciendo significativamente la
gama de búsqueda de las señales de satélites del GPS. Una vez que
se adquieren las señales de satélites del GPS, puede determinarse
la posición geográfica del dispositivo inalámbrico 14 según
procedimientos bien conocidos en la tecnología.
Como se ha establecido, ciertas realizaciones
son aplicables en un sistema de determinación asistida de posición
inalámbrica, que también es conforme al estándar TIA/EIA
IS-801. En un sistema asistido de posición
inalámbrica que sea conforme al estándar TIA/EIA
IS-801-1, varias deficiencias
requieren la transmisión de datos superfluos. Estas transmisiones
innecesarias aumentan el tiempo de sesión e incurren en tarifas
innecesarias por servicios de datos, por parte del portador, a los
usuarios finales. En consecuencia, una realización proporciona un
sistema y procedimiento para interconectar dispositivos en el
sistema de determinación asistida de posición inalámbrica, que
reducen o eliminan los datos redundantes. La realización puede ser
aplicable para mitigar las deficiencias del estándar TIA/EIA
IS-801-1, bien en una futura
revisión del estándar, o bien utilizando mensajes adaptados, o de
propiedad industrial, conformes al estándar TIA/EIA
IS-801-1.
Sin embargo, un reto que se presenta al reducir
los datos redundantes, o bien innecesarios, que se transmiten en un
sistema de determinación de posiciones, es determinar qué datos son
verdaderamente redundantes y qué datos no lo son, y pueden
contribuir efectivamente a la precisión para determinar la
información de localización para un dispositivo inalámbrico o
móvil. Por ejemplo, aunque pueden utilizarse señales de satélites
del GPS de cuatro satélites 140 del GPS para determinar la posición
geográfica del dispositivo inalámbrico 114, las señales de
satélites del GPS de un número mayor de satélites 140 del GPS
proporcionará una posición geográfica aún más precisa. Es decir,
cuantos más satélites 140 a la vista del GPS se utilicen para
proporcionar las señales de satélites del GPS, tanto más
precisamente puede determinarse la posición geográfica del
dispositivo inalámbrico 114. Así, en una realización, se
proporcionan un sistema y procedimiento para garantizar que un
dispositivo inalámbrico en un sistema de determinación asistida de
posición inalámbrica esté dotado de toda la información necesaria
al determinar con precisión la información de localización para el
dispositivo inalámbrico.
En una realización particular, se desarrolla un
sistema y procedimiento que se centra en dos tipos de mensajes
particulares de información o señales de asistencia (p. ej., los
mensajes o datos de asistencia enviados desde la EDP 132 al
dispositivo inalámbrico 114 mostrado en la Fig. 2). Los dos tipos de
mensajes, esto es, la información de Asistencia de Sensibilidad que
se utiliza en la modalidad de operación Asistida por EM y la
información de efemérides del GPS que se emplea en la modalidad de
operación Basada en EM, pueden ser los más problemáticos en
términos de tamaño de mensaje y frecuencia de transmisión. En la
modalidad Asistida por EM, la EDP envía datos de asistencia a la EM
para llevar a cabo una determinación de posición de un solo intento;
los cálculos de posición se realizan dentro de la EDP. En la
modalidad Basada en EM, la EDP envía información de efemérides y de
calendario a la EM, permitiendo que la EM realice múltiples
determinaciones de posición dentro de la EM (p. ej., el equipo de
mano) hasta que se requiera eventualmente el refresco de datos de
efemérides. En consecuencia, la realización es aplicable tanto en
la modalidad Asistida por EM como en una modalidad Basada en EM de
un sistema de determinación asistida de posición inalámbrica. Es
decir, las realizaciones descritas pueden implementarse dentro de
un sistema de determinación asistida de posición inalámbrica en el
cual una EM o móvil pueden solicitar datos de Asistencia de
Sensibilidad (AS) y datos de Efemérides del GPS desde una EDP. La
EDP transmite un mensaje de Provisión de AS en respuesta a la
solicitud de datos de AS y un mensaje de Provisión de Efemérides en
respuesta a la solicitud de datos de Efemérides del GPS.
Por ejemplo, en un sistema de diseño Basado en
EM, el móvil solicita con frecuencia los datos de Efemérides para
obtener información acerca de satélites que puedan estar apenas
elevándose sobre el horizonte (o alguna máscara de elevación
establecida). Las solicitudes se hacen con frecuencia para
garantizar que la base de datos de efemérides del móvil estará tan
completa como sea posible en caso de que el móvil se degrade hasta
quedar fuera de servicio (es decir, fuera de cobertura de CDMA), en
cuyo caso no puede recibir más nuevas efemérides. El gran
inconveniente de esta implementación es que el móvil recibirá varias
actualizaciones redundantes de efemérides para satélites
previamente a la vista. Suponiendo que el calendario esté disponible
en el móvil, que se dispone de una estimación grosera de la
posición del móvil y que el móvil tenga una cierta estimación de la
hora del sistema, puede predecir qué satélites están (o pronto
estarán) elevándose sobre la máscara de elevación establecida. En
consecuencia, en una realización, se desarrolla un nuevo mensaje de
solicitud para permitir que el móvil solicite efemérides del GPS
para un conjunto específico de satélites.
Además, en un sistema de diseño Asistido por EM,
el mensaje de Provisión de AS que es proporcionado por la EDP en
respuesta a la solicitud del móvil puede incluir bits de
sensibilidad para todos los satélites de la red de referencia de la
EDP (p. ej., la Red de Referencia de Área Amplia, o WARN, de la
EDP). Observe que los bits de AS se utilizan para quitar la
modulación de bits en las señales satelitales entrantes, de forma
tal que pueda llevarse a cabo una integración coherente con duración
de bits superior a veinte milisegundos. Una integración coherente
más larga da como resultado una sensibilidad mejorada. En la WARN de
la EDP, los bits de sensibilidad incluyen 510 bits de sensibilidad,
más algunos campos de sobregasto incluidos para cada tal satélite,
o Vehículo Espacial (VE). Sin embargo, la EM, en muchos casos, no
necesita bits de sensibilidad para todos los satélites o VE. Por
ejemplo, supongamos que una EM o móvil tiene a la vista a un VE (p.
ej., a través de una ventana) y una trayectoria obstruida hacia
otro VE (p. ej., a través de un cielorraso/techo). El móvil puede
ser capaz de detectar el primer VE sin AS, y aún así requerir la AS
para detectar el segundo VE. En consecuencia, en otra realización,
se desarrolla un nuevo mensaje de solicitud que permite que el móvil
solicite AS para un conjunto específico de satélites. Sin embargo,
el mensaje de solicitud actualmente utilizado para la asistencia de
sensibilidad puede no tener parámetros de modificación. Así, en una
realización adicional, la EDP utiliza una pluralidad de esquemas
por omisión para ajustar la hora de inicio del flujo de bits de AS,
así como el número de bits a enviar a una EM.
Como se describirá adicionalmente más adelante,
pueden lograrse otras funciones y características dentro de un
sistema de determinación asistida de posición inalámbrica. Por
ejemplo, puede mejorarse la precisión de las determinaciones de
localización, o bien puede reducirse el tiempo necesario para la
determinación de la localización, tal como el tiempo para fijar la
posición de la EM.
En una realización ejemplar, se desarrolla un
enfoque de mensajes adaptados, o de propiedad industrial, dentro
del estándar TIA/EIA IS-801-1
existente. Alternativamente, pueden emplearse mensajes modificados,
no de propiedad industrial, en una versión futura del estándar
TIA/EIA IS-801. En el caso del enfoque de mensajes
no de propiedad industrial, se añadirían al estándar nuevos
elementos de solicitud distintos a las solicitudes de AS y de
efemérides existentes. Sin embargo, en el enfoque de
adaptación/propiedad industrial, se añadirían campos adicionales al
final de los mensajes de solicitud de AS y de efemérides
existentes.
Específicamente, en el enfoque de mensajes de
solicitud de propiedad industrial, conformes al estándar TIA/EIA
IS-801-1, una EM o móvil puede
solicitar AS específica para un VE, o Efemérides específicas para un
VE. Al solicitar la AS o Efemérides específicas de un VE, el móvil
dará formato a un Mensaje de Datos de Determinación de Posición
(MDDP), excepto en cuanto a que el campo de cabecera PD_MSG_TYPE se
fija en el valor 192 (hexadecimal C0), que lo identifica como un
mensaje de propiedad industrial. Tales solicitudes no deberían
empaquetarse con otras solicitudes convencionales del estándar
TIA/EIA IS-801-1 en el mismo MDDP.
Además, para precaverse, se prefiere que los MDDP de propiedad
industrial, y los convencionales, se envíen en paquetes, o ráfagas
de datos, separados.
Los detalles de los elementos de solicitud de EM
anteriormente enumerados y los correspondientes elementos de
respuesta de la EDP en los MDDP de la realización más específica se
describen adicionalmente más adelante.
\vskip1.000000\baselineskip
El Mensaje de Solicitud de Asistencia de
Sensibilidad del GPS para VE incluye el siguiente registro:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
- SV_MASK
- Máscara de bits del VE. Este campo especifica el subconjunto de satélites del GPS para los cuales se solicita la asistencia de sensibilidad. El bit menos significativo (bit 0) representa al PRN (Número Seudo Aleatorio) 1 de VE. El bit más significativo (bit 31) representa al PRN 32 de VE. Un valor de bit de "1" indica que se solicitan datos.
- MIN_REF_BIT_NUM
- Mínimo número de bit de referencia solicitado. Este parámetro informa la posición de un bit específico en la trama de 1500 bits del GPS, denominado el "bit de referencia", que es el último bit de la primera mitad de los NAV_MSG_BITS (bits de mensaje de navegación) devueltos al móvil en el correspondiente mensaje de respuesta. El móvil fijará este campo con la posición solicitada del mínimo bit de referencia, en la gama entre 0 y 1499. Este campo debería emplearse para indicar la hora más temprana para la cual puede ser útil la asistencia de sensibilidad en el móvil, suponiendo que no hay ningún retardo de red. Al fijar el REF_BIT_NUM en el mensaje de Provisión de Asistencia de Sensibilidad, la EDP seleccionará el valor máximo del número mínimo de bit de referencia de bit solicitado, y el resultado del algoritmo interno para fijar el valor de REF_BIT_NUM (modelado sobre el retardo de red). Alternativamente, si el móvil no desea especificar un número de bit de referencia, este campo se fijará en 2047 y la EDP utilizará un algoritmo por omisión para seleccionar el valor de REF_BIT_NUM en el correspondiente mensaje de respuesta.
- MIN_DR_SIZE
- Mínimo tamaño de registro de datos solicitado por VE. Número de pares de 2 bits solicitados para cada satélite, en la gama entre 1 y 255. Un valor de 255, por ejemplo, indica una solicitud de 510 bits de AS por VE. Este campo indica el número de bits requeridos para su utilización, y no incluye el relleno para reflejar la varianza en el retardo de red. La EDP enviará, como mínimo, el número de bits indicado por este campo, pero puede aumentar el número de bits en función de la varianza en el retardo de red (sin superar el total de 510 bits).
Cuando la EDP recibe la anterior solicitud de
propiedad industrial, responde con un mensaje no solicitado de
Provisión de Asistencia de Sensibilidad del GPS (estándar TIA/EIA
IS-801-1). Sin embargo, en este
mensaje de respuesta, la EDP poda los datos para cualquier VE no
solicitado en el campo SV_MASK del mensaje de solicitud. Si el
valor de MIN_REF_BIT_NUM está fijado en 2047, la EDP fija el valor
de MIN_REF_BIT_NUM en el mensaje de respuesta utilizando un
algoritmo por omisión (llamemos a este resultado
DEFAULT_REF_BIT_NUM). Si, alternativamente, el valor de
MIN_REF_BIT_NUM está en la gama entre 0 y 1499, la EDP fija el valor
de REF_BIT_NUM en el mensaje de respuesta con el valor MAX
(DEFAULT_REF_BIT_NUM, MIN_REF_BIT_NUM). Para el número de bits en la
respuesta de AS, la EDP responde con al menos MIN_DR_SIZE pares de
bits. La EDP puede rellenar adicionalmente este valor para
compensar la varianza en el retardo de red (p. ej., tomar el máximo
retardo - el mínimo retardo, determinar el número de bits y
utilizar esto para rellenar). El campo DR_SIZE en el mensaje de
respuesta de AS debería reflejar el MIN_DR_SIZE solicitado, más la
magnitud del relleno. Si la EDP no tiene ningún dato de AS para
ninguno de los VE solicitados, o si hay alguna otra razón por la que
no puede cumplir la solicitud, envía un mensaje de rechazo de
propiedad industrial.
\vskip1.000000\baselineskip
El mensaje de Solicitud de Efemérides del GPS
para VE incluye el siguiente registro:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
- AB_PAR_REQ
- Parámetros Alfa/Beta solicitados. Si se solicitan parámetros Alfa/Beta, la estación móvil fijará este campo en "1"; en caso contrario, la estación móvil fijará este campo en "0".
- SV_MASK
- Máscara de bits del VE. Este campo especifica el subconjunto de satélites del GPS para los cuales se requieren efemérides. El bit menos significativo (bit 0) representa al PRN 1 de VE. El bit más significativo (bit 31) representa al PRN 32 de VE. Un valor de bit de "1" indica que se solicitan datos.
Cuando la EDP recibe la anterior solicitud
adaptada, responde con un mensaje no solicitado Provisión de
Efemérides del GPS (estándar TIA/EIA
IS-801-1). Sin embargo, en este
mensaje de respuesta, la EDP poda los datos para cualquier VE no
solicitado en el campo SV_MASK del mensaje de solicitud. Si la EDP
no tiene ningún dato de efemérides para ninguno de los VE
solicitados, o si hay alguna otra razón por la cual no puede cumplir
la solicitud, envía un mensaje de rechazo.
Además, en una realización, si las anteriores
solicitudes se aplican a los mensajes de solicitud existentes para
AS y efemérides, y se envían a una EDP de una versión anterior, la
EDP puede ignorar los nuevos campos añadidos a las solicitudes
existentes, y enviar sencillamente la respuesta convencional con los
mensajes de la versión anterior. Además, una realización de EM
puede configurarse para enviar primero un mensaje de solicitud
adaptado y luego, si el mensaje es rechazado, enviar un mensaje de
solicitud de la versión anterior (lo que puede ser especialmente
útil cuando la EM está itinerando entre redes, o redes que dan
soporte a muchas EDP; algunas de ellas pueden ser EDP de una
versión anterior). Además, las realizaciones pueden implementarse
dentro de un programa de software para el móvil y/o la EDP.
\vskip1.000000\baselineskip
En un sistema específico de modalidad Asistida
por EM, una EM en este sistema Asistido por EM se configura con las
siguientes características. Las características (si están
habilitadas en la EM) incluyen un programador de búsqueda del GPS y
un Gestor de Sesión (GS). El programador del GPS determina cuándo se
requiere una modalidad de búsqueda en profundidad (es decir, una
búsqueda que requiere datos de AS) y luego calcula una máscara de
VE específicos (p. ej., los PRN de VE) que requieren la modalidad en
profundidad (y, por ello, datos de AS). La máscara se pasa luego al
GS de la EM. El GS, a su vez, da formato a la nueva solicitud en un
MDDP (p. ej., como un mensaje especificado en las tablas para los
elementos de solicitud de la EM). En una realización, el campo
MIN_REF_BIT_NUM del MDDP puede fijarse en el valor 2047, y el campo
MIN_DR_SIZE puede fijarse en el valor 255 para la compatibilidad
con versiones anteriores. En otra realización, estos campos también
pueden optimizarse, posiblemente de manera adaptable, para mejorar
adicionalmente las prestaciones. En otra realización más, el GS
decide qué solicitud necesita ser adaptada.
Además, las anteriores realizaciones de EM
pueden ser especialmente útiles para sistemas inalámbricos que
utilizan un transporte por DBM, ya que las implementaciones de la
DBM tienden a exhibir un caudal significativamente peor que el
transporte por TCP/IP. Por ejemplo, en las redes inalámbricas
convencionales de la DBM, los tiempos de respuesta desde la
solicitud inicial de AS hasta la recepción completa de la respuesta
de AS pueden rondar, en promedio, un valor de alrededor de 6
segundos. Sin embargo, la magnitud de las mejoras para el tiempo de
respuesta depende de las distintas condiciones de señal que la EM
pueda encontrar. Puede ser que todos los VE sean hallados en una
modalidad de búsqueda superficial por la EM, de forma tal que sea
innecesaria la modalidad en profundidad (p. ej., cielo claro, sin
obstáculos). En tales casos, no se solicitará ninguna AS. De manera
similar, en escenarios totalmente interiores, podría ser que no se
hallara ningún VE en la búsqueda superficial, de forma tal que los
datos de AS se requieran aún para todos los VE. Sin embargo, habrá
escenarios marginales donde algunos VE tengan señales lo bastante
fuertes como para que no requieran la búsqueda en profundidad. En
tales casos, los datos de AS sólo se solicitarán para un subconjunto
de los VE, y este cambio reducirá significativamente la transmisión
de datos
superfluos.
superfluos.
Con referencia ahora a la Fig. 3, se muestra una
procedimiento ejemplar 300 para solicitar Asistencia de Sensibilidad
(AS) Específica para un VE en la Fig. 3. En la etapa 302, el
procedimiento 300 obtiene la Asistencia de Adquisición (AA) y
realiza una búsqueda superficial para todos los VE. El procedimiento
300 avanza luego a la etapa 304 y ejecuta un algoritmo de salida
temprana para determinar si la búsqueda superficial produjo medidas
de calidad lo bastante buenas como para producir una determinación
aceptable de la localización (p. ej., de una EM). Si se determina
que la búsqueda superficial proporciona una determinación aceptable,
el procedimiento 300 avanza a la etapa 312 e informa de todos los
VE detectados. Si se determina que la búsqueda superficial no
proporciona una determinación aceptable, el procedimiento 300 avanza
a la etapa 308 y envía una solicitud de asistencia de sensibilidad
a un servidor (p. ej., una EDP). En la etapa 308, la solicitud sólo
pide datos de AS para los VE que no fueron detectados en la
búsqueda superficial (p. ej., solicitando AS Específica para VE).
El procedimiento 300 avanza entonces a la etapa 310 y lleva a cabo
una búsqueda en modalidad profunda, utilizando los datos de AS. El
procedimiento 300 mostrado en la Fig. 3 puede ser llevado a cabo por
diversos mecanismos en sistemas de determinación asistida de
posición inalámbrica, y puede contener otras etapas conocidas de
determinación de posición.
En particular, en una primera realización más
específica de un sistema en modalidad Asistida por EM, la solicitud
convencional de datos AS es reemplazada por una nueva solicitud de
propiedad industrial. En el programador de búsquedas, después de
que se completa la modalidad superficial, se ejecuta un algoritmo de
salida temprana. Si se determina que se requiere una búsqueda en
modalidad profunda y hay bastante "tiempo" para llevar a cabo
la búsqueda en la modalidad profunda (este cálculo puede basarse en
configuraciones de QoS/PQR (Calidad de Servicio/Informe de Calidad
de Producto) para la sesión), entonces el programador de búsquedas
da formato a un mensaje de solicitud de AS específico para el VE.
Dado que en ciertas realizaciones hay una capacidad de volver a
solicitar datos de AS si los datos anteriores de AS caducan, el
algoritmo debería gestionar el caso de los VE que ya han sido
sometidos a búsqueda en la modalidad profunda.
\newpage
Para determinar la máscara de VE, el programador
de búsqueda ejecuta un conjunto de funciones ejemplares
representadas por el siguiente código de seudofunciones, que puede
integrarse en un medio legible por ordenador según una
realización:
REQ.SV_MASK =
0
iterar (i sobre satélites en
AA)
p = AA[i].prn - 1 # 0..31
# no solicitar AS para casos donde tenemos
buenas mediciones en modalidad superficial
si (la i-ésima medición en la modalidad
superficial está por encima del umbral fuerte)
continuar
# debe ser: ninguna medición o medición en
modalidad superficial para este VE;
si
# ya hemos buscado en este VE en la modalidad
profunda, entonces no solicitar AS
si (se ha acabado la búsqueda en el i-ésimo
satélite en modalidad profunda) continuar
# si llegamos aquí, entonces debemos necesitar
AS para este VE
fijar en "1" el p-ésimo bit en
REQ.SV_MASK
fin iteración (sobre
satélites)
REQ.MIN_REF_BIT__NUM = 2047 # que
la EDP decida cuándo iniciar los
bits
REQ.MIN_DR_SIZE = 255 # solicitar
los 510 bits completos igual que
antes
Sobre la base de los valores fijados de
MIN_REF_BIT_NUM y MIN_DR_SIZE, la EDP debería responder con un
mensaje de AS del GPS idéntico a lo que envió convencionalmente,
pero con algunos de los VE podados. Si la EDP no tiene bits de AS
para algunos de los VE solicitados, entonces también debería excluir
esos VE en el mensaje de respuesta. La EDP también puede utilizar
optativamente la etiqueta temporal del mensaje del enlace directo
para modelar el retardo de red.
Hay tres casos donde puede ahorrarse el ancho de
banda de los datos en la anterior primera realización específica de
un sistema en modalidad Asistida para EM:
- 1.
- Medición fuerte ya hallada en la modalidad superficial;
- 2.
- Repetición de solicitud de datos AS y búsqueda en un VE ya acabada en la modalidad profunda; y
- 3.
- No se necesitan datos de AS para un satélite recientemente surgido que no estaba en los datos de Asistencia de Adquisición (AA).
Idealmente, la anterior realización no debería
tener ninguna pérdida de precisión, y debería tener una mejora en
el tiempo de localización con respecto a un sistema convencional en:
un caso exterior, de horizonte obstruido; un caso externo
obstruido; y un buen caso interior. En el caso de horizonte
obstruido, la EM tiene una buena visibilidad, de 360º, pero existen
obstrucciones, como árboles o edificios, tales que varios VE no son
visibles en un ángulo de entre alrededor de 5º a 15º de elevación).
En el caso exterior obstruido, la EM, por ejemplo, el equipo de
mano, debería tener alguna visibilidad no obstruida de cielo claro y
un amplio grado de obstrucción completa, idealmente, de entre 1 y 2
metros de un edificio alto de cemento y acero. En el buen caso
interior, el equipo de mano podría situarse cerca de una ventana,
de forma tal que entre 2 y 3 satélites, típicamente, estén a la
vista en línea recta.
Con referencia ahora a la Fig. 4, se proporciona
otro procedimiento, tal como el procedimiento ejemplar 400 para
solicitar Asistencia de Sensibilidad (AS) Específica para un VE. En
la etapa 402, el procedimiento 400 obtiene la Asistencia de
Adquisición (AA) y lleva a cabo una búsqueda superficial para todos
los VE. El procedimiento 400 avanza entonces a la etapa 404 y
ejecuta un algoritmo de salida temprana para determinar si la
búsqueda superficial produjo suficientes mediciones de buena
calidad como para producir una determinación aceptable de la
localización de una EM. Si se determina que la búsqueda superficial
proporciona una determinación aceptable, el procedimiento 400
avanza a la etapa 416 e informa de todos los VE detectados. Si se
determina que la búsqueda superficial no proporciona una
determinación aceptable, el procedimiento 400 avanza a la etapa 408
para excluir los VE detectados en la búsqueda superficial, y para
excluir los VE sobre la base de los límites de capacidad del
buscador.
La etapa 408 también determina un subconjunto
restante de los VE que pueden someterse a búsqueda en una
utilización del buscador (p. ej., el buscador en la EM). El
procedimiento 400 avanza entonces a la etapa 410 y envía una
solicitud de datos de AS a un servidor (p. ej., una EDP). En la
etapa 410, la solicitud sólo pide datos de AS para el subconjunto
restante de los VE que pueden someterse a búsqueda en la única
utilización del buscador (p. ej., solicitando AS Específica para un
VE). Después, el procedimiento 400 avanza a la etapa 414 de decisión
para determinar si hay algún VE restante para someter a búsqueda en
una modalidad profunda. Si no hay ningún VE restante a someter a
búsqueda en la modalidad profunda, el procedimiento 400 avanza a la
etapa 416 e informa de todos los VE detectados. Si hay VE restantes
para someter a búsqueda en modalidad profunda, el procedimiento 400
vuelve a la etapa 408.
En particular, en una segunda realización más
específica de un sistema en modalidad Asistida por EM, la solicitud
convencional de datos de AS es reemplazada por esta nueva solicitud
de propiedad industrial. En esta realización, el programador de
búsquedas ejecuta un algoritmo de salida temprana después de que se
ha completado una búsqueda en modalidad superficial. Si se
determina que se requiere una búsqueda en modalidad profunda y hay
"tiempo" suficiente para llevar a cabo un cálculo en la
modalidad profunda, entonces el programador de búsquedas da formato
a un mensaje de solicitud de AS específica para VE
La distinción principal entre la realización y
la primera realización específica de un sistema en modalidad
Asistida por EM es que la segunda realización sólo solicita datos
para satélites que el plan de la realización busca en la invocación
de búsqueda inminente (en contraposición a todos los VE que
requieren búsqueda en profundidad). La segunda distinción es que la
segunda realización puede solicitar menos de 10 segundos de datos, y
la magnitud de los datos solicitados se adapta de forma
inteligente. En consecuencia, esta realización solicitará datos de
AS una vez antes de cada búsqueda en modalidad profunda. La
realización también puede ejecutar el algoritmo de salida temprana
después de cada invocación del buscador en la modalidad profunda,
para ver si el número de mediciones obtenidas hasta entonces
satisface los criterios de suficiencia.
En consecuencia, el programador de búsquedas de
la segunda realización más específica de un sistema en modalidad
Asistida por EM debería ejecutar un conjunto de funciones ejemplares
representadas por el siguiente código de seudofunciones, que puede
integrarse en un medio legible por ordenador según una
realización:
REQ.SV_MASK =
0
iterar (i sobre satélites en
AA)
p = AA[i].prn - 1 # 0..31
# no solicitar AS para los casos donde tenemos
buena medición superficial
si (i-ésima medición en modalidad superficial
está por encima de umbral fuerte)
continuar
# debe ser: ninguna medición o medición débil en
modalidad superficial para este VE;
si
# ya hemos buscado en este VE en la modalidad
profunda, entonces no solicitar AS
si (se ha acabado de buscar el i-ésimo satélite
en modalidad profunda) continuar
# saltear todo satélite que no podamos someter a
búsqueda en esta visita
si (el buscador no puede llegar al i-ésimo
satélite en esta visita) continuar
# si llegamos aquí, entonces debemos necesitar
AS para este VE
fijar en "1" el p-ésimo bit en
REQ.SV_MASK
fin iteración (sobre
satélites)
En esta realización, hay un cuarto caso (en
contraposición a sólo tres casos en la primera realización más
específica de un sistema en modalidad Asistida por EM) donde puede
ahorrarse ancho de banda de datos, según lo indicado a
continuación:
- 1.
- Medición fuerte ya hallada en la modalidad superficial;
- 2.
- Repetición de solicitud de datos AS y búsqueda ya concluida de un VE en modalidad profunda;
- 3.
- No se necesitan datos AS para un satélite recientemente surgido que no estaba en los datos de AA; y
- 4.
- Se solicitan datos AS y el buscador no puede llegar al VE en la siguiente invocación del buscador del GPS.
Con referencia ahora a la Fig. 5, se proporciona
un procedimiento ejemplar 700 para solicitar Efemérides Específicas
para un VE. En la etapa 702, el procedimiento 700 obtiene una
estimación temporal grosera, una estimación grosera de la posición
del móvil y datos de Calendario de Satélite de GPS para todos los
VE. La estimación temporal grosera puede deducirse de la hora del
CDMA. La estimación grosera de la posición puede basarse en la
solución previa de la posición para un dispositivo inalámbrico que
está utilizando el procedimiento actual. Los datos de Calendario de
Satélite de GPS pueden estar ya almacenados, o descargarse, en el
dispositivo inalámbrico. En la decisión 706, el procedimiento 700
comprueba los datos de efemérides para un VE (p. ej., un J-ésimo
VE) en una pluralidad de VE (p. ej., 32 VE), a fin de determinar si
las efemérides para el VE son "frescas". Los datos de
efemérides se consideran "frescos" (es decir, no
"rancios") si la edad de los datos de efemérides es menor que
un periodo de tiempo donde las efemérides permanecen constantes y no
cambian, y que un periodo de tiempo para mantener un requisito
mínimo de precisión. La edad de los datos de efemérides puede ser,
por ejemplo, un estado con un tiempo de periodo de validez, o una
hora de último refresco. Si se determina que las efemérides para el
VE (p. ej., el J-ésimo VE) no son "frescas", el procedimiento
recicla a la etapa 704 y a comprobar los datos de efemérides para
otro VE en la pluralidad de los VE.
Si se determina que los datos de efemérides para
el VE no son "frescos", o si no hay datos de efemérides
disponibles para el J-ésimo VE, el procedimiento avanza a la etapa
708. En la etapa 408, se toma una determinación en cuanto a si el
VE está por encima del horizonte visible, sobre la base de los
parámetros groseros de hora, posición y calendario para el VE, tal
como el horizonte visible de un dispositivo inalámbrico que utiliza
este procedimiento. Si se determina que el VE es visible, el
procedimiento 700 avanza a la etapa 712 y fija en "1" un bit
adecuado en una máscara, tal como una máscara de PRN de VE, para
solicitar las efemérides para el VE. Si se determina que el VE no
está a la vista, el procedimiento recicla a la etapa 704 para
comprobar los datos de efemérides para otro VE. Además, si no todos
los VE en la pluralidad de los VE han sido enmascarados, o bien
determinados como situados a la vista, el procedimiento recicla a la
etapa 704.
En una realización específica de un sistema en
modalidad Basada en EM, una EM en el sistema en modalidad Basada en
EM solicita efemérides toda vez que se requiere una localización
sujeta a un umbral temporal (T1) que se impone para garantizar un
intervalo mínimo entre solicitudes de efemérides. Este umbral
temporal puede fijarse en la gama entre 30 y 120 minutos, donde los
umbrales más pequeños corresponden a redes WARN más pequeñas. En
esta realización, los datos de efemérides transmitidos desde
cualquier satélite del GPS deberían ser constantes durante un
periodo de dos horas. Para brindar soporte a los requisitos mínimos
de precisión, al menos los datos actuales de efemérides, o los
datos de efemérides del anterior intervalo de dos horas, deberían
estar disponibles para un satélite dado.
Así, por ejemplo, podría utilizarse un valor por
omisión de cuatro horas para T2 (es decir, dos horas sin ningún
cambio y otras dos horas para el requisito de precisión mínima),
aunque son posibles otros valores para T2. Así, si T1 se fija en 30
minutos y T2 se fija en cuatro horas, las efemérides podrían
actualizarse innecesariamente siete de cada ocho veces para un
satélite dado. La EM incluye un Motor de Posición (MP). Con la
solicitud específica de efemérides del VE, el MP da formato a una
SV_MASK para los datos de efemérides. Hay dos casos (o modalidades)
de funcionamiento para el MP: Caso (A): no hay ninguna efeméride
almacenada, o bien todas las efemérides almacenadas están rancias;
caso (B): hay efemérides válidas (no rancias) para uno o más VE.
Además, en el contexto de esta realización, las efemérides para una
VE se consideran "rancias" si ha transcurrido una cierta
cantidad de tiempo (T2) desde el momento de validez de esos datos de
efemérides (p. ej., la hora de último refresco desde la EDP).
Para el caso (A), el MP fijará la SV_MASK en
65535 (FFFF en hexadecimal), ya que los datos de efemérides se
requieren para todos los VE que son visibles para la EDP.
Para el caso (B), el MP realizará dos tareas.
Primero, determinará si alguna efeméride almacenada está rancia (p.
ej., comprobando un estado de la efeméride almacenada). Para
cualesquiera tales VE, si aún están a la vista (p. ej., consultando
el calendario para calcular una posición grosera del satélite, si el
satélite está aún por encima de la máscara de elevación
establecida, entonces se considera que está a la vista), entonces
los bits correspondientes se fijarán en "1" en la SV_MASK. En
segundo lugar, el MP determinará el conjunto de los VE que han
surgido recientemente, o que están por surgir por encima de la
máscara de elevación (p. ej., sobre la base de los cálculos de
calendario). Para estos VE, los bits en la SV_MASK se fijarán
consecuentemente.
Obsérvese que esta realización de un sistema en
modalidad Basada en EM, o una realización alternativa, podría
evitar totalmente el caso (A), y requerir la consideración sólo del
caso (B), marcando sencillamente todos los VE como con efemérides
rancias. Sin embargo, si la base de datos de efemérides está vacía,
es una pérdida de tiempo realizar cálculos de calendario para
determinar qué satélites están a la vista. Basta solicitar todos
los datos de efemérides disponibles para la red de referencia y
evitar así el cálculo requerido del caso (B).
No obstante, la SV_MASK compuesta puede pasarse
a un GS. Si la anterior solicitud específica de efemérides para VE
del GS tuvo lugar al menos T1 o más segundos atrás, entonces el GS
dará formato y transmitirá la solicitud de efemérides específica
para VE, especificada como un MDDP, según se describe en las tablas
anteriores. No se requiere ningún otro cambio en el software de la
EM. Obsérvese que, dado que ya no se transmiten datos redundantes,
T1 puede reducirse significativamente sin aumentar los datos
transmitidos. Esta reducción en T1 debería mejorar la
disponibilidad de efemérides, y su precisión para determinar la
posición.
Para ilustrar los beneficios de la anterior
realización de un sistema en modalidad Basada en EM, supongamos,
por ejemplo, que hay siempre diez satélites a la vista (con algunos
cayendo ocasionalmente por debajo de la máscara de elevación, y
otros superándola) y supongamos que los datos de efemérides son
válidos durante cuatro horas (T2 = 4 horas). Entonces, la
utilización de la solicitud convencional de efemérides, digamos, con
T1 fijado en una hora, requerirá 542 octetos/hora. Si T1 se fija en
el valor mínimo de 30 minutos, entonces se requerirán 1084
octetos/hora. Con esta realización, el caudal de datos se reduce a
136 octetos/hora. Si T2 se aumenta a 6 horas, entonces los
requisitos de datos caen adicionalmente a 90 octetos/hora. Con este
nuevo esquema, T1 puede reducirse ahora sin penalización, para
mantener la base de datos de efemérides tan actualizada como sea
posible. Obsérvese que T1 tampoco debería fijarse demasiado bajo,
pues nunca habrá más datos de efemérides que de un VE por mensaje
de respuesta. Así, las constantes T1 y T2 deberían optimizarse como
parte de un estudio de sistema. Por ejemplo, T1 y T2 pueden
optimizarse considerando si los portadores cobran por paquetes y/o
si pueden almacenarse valores de datos de efemérides para múltiples
VE en un único paquete.
En una realización alternativa específica de un
sistema en modalidad Basada en EM, una EM puede simplemente
calcular una máscara de todos los VE para los cuales tiene datos de
efemérides válidos, invertir la máscara, y proporcionarla al GS.
Sin embargo, en esta realización alternativa puede haber
controversias con grandes redes WARN. Una cuestión, por ejemplo, es
obtener demasiados datos de efemérides con muy poca mejora en la
precisión.
Habiendo descrito así las realizaciones de un
sistema y un procedimiento para mejorar la eficiencia de la gestión
de mensajes de datos para un sistema de determinación asistida de
posición inalámbrica, debería apreciarse que pueden hacerse
diversas modificaciones, adaptaciones y realizaciones alternativas
de las mismas. Por ejemplo, los conceptos descritos pueden
emplearse para mejorar los servicios ofrecidos por otros sistemas de
determinación de posiciones, distintos a un sistema GPS. Los
conceptos descritos pueden utilizarse para mejorar otros mensajes
dentro de tal sistema de determinación de posiciones. Además,
debería apreciarse que las realizaciones contempladas pueden
adaptarse para un mensaje de Asistencia de Sensibilidad de GPS
utilizado en un sistema en modalidad Asistida por EM, un mensaje de
Efemérides del GPS utilizado en un sistema en modalidad Basada en
EM, y un mensaje de asistencia del GPS utilizado en un sistema de
determinación asistida de posición inalámbrica.
Claims (29)
1. Un procedimiento de mensajería de información
basada en la posición en un sistema de determinación asistida de
posición inalámbrica, que comprende:
recibir (302, 402, 702) en un dispositivo
inalámbrico (114) de posición a determinar, una primera información
de asistencia desde una entidad de determinación de posición -
abreviada en lo sucesivo como EDP - (134), mediante un enlace de
comunicación inalámbrica, comprendiendo la información de asistencia
información referida a una primera pluralidad de satélites
(140);
caracterizado por:
determinar un conjunto específico de satélites
(140) para los cuales se requiere información de asistencia, sobre
la base de dicha primera información de asistencia recibida;
transmitir (308, 410, 712) una solicitud de una
segunda información de asistencia, referida al conjunto específico
determinado de satélites (140), a dicha EDP (134), mediante dicho
enlace de comunicación inalámbrica;
recibir dicha segunda información de asistencia
solicitada desde dicha EDP (134) mediante dicho enlace de
comunicación inalámbrica;
localizar una señal necesaria de posicionamiento
de satélite desde un satélite de posicionamiento (140), sobre la
base de dicha segunda información de asistencia recibida; y
determinar una posición geográfica del
dispositivo inalámbrico (114) sobre la base de dicha señal
localizada de posicionamiento del satélite.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el cual dicha solicitud transmitida de dicha segunda información de
asistencia reduce un requisito de ancho de banda de dicha segunda
información de asistencia.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el cual dicha solicitud transmitida para dicha segunda información
de asistencia reduce una magnitud de tiempo necesario para
determinar dicha posición geográfica.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el cual dicha primera información de asistencia desde dicha EDP,
mediante dicho enlace de comunicación inalámbrico, comprende
información de asistencia de adquisición (AA) para llevar a cabo
una búsqueda superficial para una pluralidad de satélites de
posicionamiento.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140) para el cual se requiere información de asistencia,
sobre la base de dicha primera información de asistencia recibida,
comprende:
localizar una pluralidad de señales de
localización de satélite a partir de dicha pluralidad de satélites
de posicionamiento, sobre la base de dicha información de AA, y
dicha búsqueda superficial para dicha pluralidad de satélites de
posicionamiento; y
ejecutar un algoritmo de salida temprana para
determinar si dicha búsqueda superficial para dicha pluralidad de
satélites de posicionamiento produce bastantes señales de
localización de satélites como para producir una determinación
aceptable de posición geográfica.
6. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el cual dicha segunda información de asistencia comprende sólo
información de asistencia para buscar una señal de posicionamiento
de satélite no detectado, desde un satélite de posicionamiento de
dicha pluralidad de satélites de posicionamiento.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en
el cual dicha localización de dicha señal necesaria de
posicionamiento de satélite, desde dicho satélite de
posicionamiento, sobre la base de dicha segunda información de
asistencia recibida, comprende:
llevar a cabo una búsqueda en profundidad de
dicha señal de posicionamiento de satélite no detectado, desde
dicho satélite de posicionamiento de dicha pluralidad de satélites
de posicionamiento, sobre la base de dicha segunda información de
asistencia.
8. El procedimiento de la reivindicación 7, en
el cual dicha señal necesaria de posicionamiento de satélite
comprende una señal de posicionamiento de satélite equivalente a
dicha señal de posicionamiento de satélite no detectado.
9. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140), para el cual se requiere información de asistencia,
sobre la base de dicha información de asistencia recibida,
comprende adicionalmente:
excluir un satélite de posicionamiento de dicha
pluralidad de satélites de posicionamiento que ya ha proporcionado
una señal de posicionamiento de satélite detectado.
10. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140) para los cuales se requiere información de
asistencia, comprende adicionalmente:
excluir un satélite de posicionamiento de dicha
pluralidad de satélites de posicionamiento, sobre la base de un
límite de capacidad de un dispositivo inalámbrico.
11. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140) para los cuales se requiere información de
asistencia, comprende adicionalmente:
determinar un satélite de posicionamiento de
dicha pluralidad de satélites de posicionamiento, que puede ser
sometido a búsqueda en una utilización para determinar dicha
posición geográfica.
12. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140) para los cuales se requiere información de
asistencia, comprende adicionalmente:
excluir un primer satélite de posicionamiento de
dicha pluralidad de satélites de posicionamiento, que ha ya
proporcionado una señal de posicionamiento de satélite detectado;
y
excluir un segundo satélite de posicionamiento
de dicha pluralidad de satélites de posicionamiento, que no puede
emplearse en una utilización para determinar dicha posición
geográfica.
13. El procedimiento de la reivindicación 12, en
el cual dicha señal necesaria de posicionamiento de satélite
comprende una señal de posicionamiento desde un tercer satélite de
posicionamiento de dicha pluralidad de satélites de
posicionamiento.
14. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el cual dicha señal de posicionamiento desde dichos terceros
satélites de posicionamiento se localiza llevando a cabo una
búsqueda en profundidad, sobre la base de dicha segunda información
de asistencia.
15. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el cual dicha segunda información de asistencia comprende sólo
información de asistencia para buscar una señal de posicionamiento
de satélite no detectado desde un satélite de posicionamiento de
dicha pluralidad de satélites de posicionamiento, y en el cual dicha
señal de posicionamiento de satélite no detectado puede utilizarse
en una utilización para determinar dicha posición geográfica.
16. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el cual dicha primera información de asistencia comprende uno entre
una estimación grosera de la hora del Sistema de Posicionamiento
Global (GPS), una estimación grosera de la posición geográfica, y
un calendario del GPS.
17. El procedimiento de la reivindicación 16, en
el cual dicha estimación grosera de la hora del GPS puede deducirse
de una hora del acceso múltiple por división del código (CDMA).
18. El procedimiento de la reivindicación 16, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140) para los cuales se requiere información de
asistencia comprende:
determinar el grado de actualización de datos de
efemérides para un primer satélite de posicionamiento, sobre la
base de dicha primera información de asistencia.
19. El procedimiento de la reivindicación 18, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140) para los cuales se requiere información de
asistencia comprende adicionalmente:
determinar una visibilidad de dicho primer
satélite de posicionamiento sobre la base de dicha estimación
grosera de la hora del Sistema de Posicionamiento Global (GPS),
dicha estimación grosera de posición geográfica, y dicho calendario
del GPS.
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140) para el cual se requiere información de asistencia
comprende adicionalmente:
configurar una máscara para dicha solicitud de
dicha segunda información de asistencia.
21. El procedimiento de la reivindicación 20, en
el cual dicha máscara garantiza que dicha segunda información de
asistencia comprende una nueva efeméride para dicho primer satélite
de posicionamiento desde dicha EDP, mediante dicho enlace de
comunicación inalámbrica, y reduce un requisito de ancho de banda de
dicha segunda información de asistencia.
\newpage
22. El procedimiento de la reivindicación 18, en
el cual dicho grado de actualización de dicha efeméride de dicho
primer satélite de posicionamiento está determinado por un primer
umbral temporal y un segundo umbral temporal.
23. El procedimiento de la reivindicación 22, en
el cual dicho segundo umbral temporal comprende:
un primer periodo temporal donde dicha efeméride
de dicho primer satélite de posicionamiento permanece constante,
y
un segundo periodo temporal basado en un
requisito de precisión mínima para determinar dicha posición
geográfica.
24. El procedimiento de la reivindicación 22, en
el cual dicho primer umbral temporal puede reducirse sin aumentar
dicho requisito de ancho de banda de dicha segunda información de
asistencia.
25. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el cual dicha determinación de dicho conjunto específico de
satélites (140) para los cuales se requiere información de
asistencia comprende:
determinar una validez de datos de efemérides
para un primer satélite de posicionamiento, sobre la base de dicha
primera información de asistencia;
configurar una máscara para dichas efemérides
para dicho primer satélite de posicionamiento si se determina que
dichas efemérides para dichos primeros satélites de
posicionamientoes son válidas;
invertir dicha máscara; y
proporcionar dicha máscara invertida a dicha
solicitud de dicha segunda información de asistencia.
26. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el cual dicha posición geográfica determinada comprende una
posición geográfica de un teléfono móvil en dicho sistema de
determinación asistida de posición inalámbrica, y en el cual dicha
EDP comprende un receptor del Sistema de Posicionamiento Global
(GPS).
27. El procedimiento de la reivindicación 26, en
el cual dicho sistema de determinación asistida de posición
inalámbrica comprende una modalidad asistida por estación móvil
(EM), y en el cual dicha EDP lleva a cabo todos los cálculos de
localización para dicho teléfono móvil.
28. El procedimiento de la reivindicación 26, en
el cual dicho sistema de determinación asistida de posición
inalámbrica comprende una modalidad basada en estación móvil (EM), y
en el cual dicha segunda información de asistencia comprende
efemérides para permitir que dicho teléfono móvil lleve a cabo dicha
localización de dicha señal necesaria de posicionamiento de
satélite, desde dicho satélite de posicionamiento, sobre la base de
dicha segunda información de asistencia recibida, y dicha
determinación de dicha posición geográfica sobre la base de dicha
señal localizada de localización de satélite.
29. Un sistema (10) de mensajería de información
basada en localización, en un sistema de determinación asistida de
posición inalámbrica, que comprende:
medios para recibir (302, 402, 702) en un
dispositivo inalámbrico (114) una primera información de asistencia
desde una entidad de determinación de posición - en lo sucesivo
abreviada como EDP - (24, 134), mediante un enlace de comunicación
inalámbrica, comprendiendo la información de asistencia información
referida a una primera pluralidad de satélites (140);
caracterizado porque comprende
adicionalmente:
medios para determinar un conjunto específico de
satélites (140) para los cuales se requiere información de
asistencia, sobre la base de dicha primera información de asistencia
recibida;
medios para transmitir (308, 410, 712) una
solicitud de la segunda información de asistencia, referida al
conjunto específico determinado de satélites (140), a dicha EDP (24,
134), mediante dicho enlace de comunicación inalámbrica;
medios para recibir dicha segunda información de
asistencia solicitada desde dicha EDP (24, 134) mediante dicho
enlace de comunicación inalámbrica;
medios para localizar (24) una señal necesaria
de posicionamiento de satélite desde un satélite de posicionamiento
(140), sobre la base de dicha segunda información de asistencia
recibida; y
medios para determinar (24) una posición
geográfica del dispositivo inalámbrico (114) sobre la base de dicha
señal de posicionamiento del satélite localizado.
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