Передача данных для мобильных устройств беспроводной связи
Изобретение относится к передаче данных между сетью связи и мобильной станцией (МС) беспроводной связи. Достигаемый технический результат - исключение необходимости передачи вспомогательных данных для МС, если она находится в режиме с низкой скоростью передачи данных. Согласно способу запрашивают данные МС из сети непосредственно перед переходом ее из режима с высокой скоростью передачи данных, такого как цифровой режим, в режим с низкой скоростью передачи данных, такой как аналоговый режим. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к передаче данных между сетью связи и мобильной станцией беспроводной связи, более конкретно настоящее изобретение относится к определению местоположения мобильных станций в сетях сотовой связи.
Предшествующий уровень техники
Федеральная Комиссия США по связи (FCC) недавно выпустила обязательное требование Е911 для услуг беспроводной связи, в частности сотовых телефонов, широкополосных услуг персональной связи (PCS) и специализированных по территориальному признаку мобильных устройств радиосвязи (SMR). Эти правила и соответствующая услуга определены как беспроводный вызов Е911. FCC требует, чтобы к 1 октября 2001 служащие Центров общественной безопасности (PSAP) беспроводных сетей связи имели возможность определять телефонный номер вызывающего абонента службы 911, чтобы осуществлять обратные вызовы и определять местоположение вызывающего абонента, чтобы вызовы могли маршрутизироваться к соответствующему центру PSAP и соответствующим служащим, оказывающим помощь в критической ситуации.
Глобальная система определения местоположения (GPS) включает в себя сеть спутников, находящихся на орбитах вокруг Земли и передающих сигналы, которые могут обнаруживаться наземными приемниками GPS. Приемники GPS, которые декодируют и обрабатывают обнаруженные спутниковые сигналы GPS для определения информации о точном местоположении пользователя независимо от погодных условий могут быть портативными или устанавливаться на судах, самолетах, автомобилях или в мобильных станциях беспроводной связи или мобильных станциях, таких как радиотелефоны, пейджеры, карманные компьютеры (PDA), устройства двусторонней радиосвязи или подобные устройства беспроводной связи. Таким путем GPS обеспечивает данные местоположения и синхронизации, которые используются для разнообразных применений, включая определение местоположения мобильной станции для обеспечения возможности сетевым операторам предоставлять дополнительные услуги.
В схемах определения местоположения мобильной станции на основе GPS одна или несколько наземных опорных станций или серверных узлов определения местоположения, связанных с сетью сотовой связи, принимают спутниковые данные GPS и ретранслируют эти данные в форме вспомогательных сообщений по интерфейсу сотовой радиосвязи к мобильным станциям для использования при определении местоположения.
На фиг. 1 схематично представлена диаграмма типовой сотовой системы связи. Как показано на фиг. 1, сотовая система 100 связи включает в себя ряд ячеек 102-114, каждая из которых определяет область покрытия радиосвязью, устанавливаемую стационарной базовой станцией, находящейся в каждой ячейке. Как показано на фиг. 1, ячейка 102 определяет зону покрытия радиосвязью, устанавливаемую базовой станцией 116, связанной с антенной 118, расположенной в ячейке 102. Аналогичным образом каждая из остальных ячеек 104-114 определяет связанную с ней зону покрытия радиосвязью, устанавливаемую соответствующими базовыми станциями 120-130, связанными с соответствующими антеннами 132-142, расположенными в каждой из ячеек 104-114.
Сотовая сеть 114 связи, связанная с опорным приемником 146 GPS, принимает данные от сети GPS спутников 148 через опорный приемник 146 GPS и ретранслирует данные в форме вспомогательных сообщений через интерфейс или стационарный канал 150 через другие узлы к базовым станциям 116 и 120-130. Вспомогательные данные затем передаются по эфиру через антенны 118 и 132-142 в режиме двухточечной связи к единственной беспроводной мобильной станции, или в режиме «от точки к множеству точек», или в широковещательном режиме к множеству беспроводных мобильных станций вместе с сетевым несущим сигналом 152. Понятно, что хотя на фиг. 1 для наглядности показан единственный опорный приемник GPS, сеть 144 принимает данные из сети GPS спутников 148 через множество опорных приемников GPS или через дифференциальную сеть опорных приемников GPS широкого охвата.
По мере того как беспроводная мобильная станция 154 перемещается вместе с пользователем из положения х в положение y в сотовой системе 100 связи, мобильная станция непрерывно контролирует сигнальные характеристики от базовых станций 116, 120-130 ячеек 102-114 и на основе некоторых критериев выбора выбирает или направляется в ячейку, из которой следует осуществлять прием и передачу сигналов, включая вспомогательные данные, при обмене данными с сетью 144. Например, когда мобильная станция 154 находится в ячейке 112, если сигнальные характеристики из ячейки 112 таковы, что на основе критериев выбора ячейка 112 выбирается как зона «наилучшего» покрытия, то ячейка 112 рассматривается как «обслуживающая ячейка» или ячейка, в которой мобильная станция 154 передает и принимает сигналы. Мобильная станция 154 продолжает контролировать сигнальные характеристики из ячеек 102-114, и, как показано на фиг. 1, по мере того как мобильная станция 154 затем перемещается по отмеченной траектории из положения х в положение y, мобильная станция 154 перемещается из зоны покрытия, связанной с ячейкой 112, в зону покрытия, связанную с другими ячейками, такими, например, как ячейки 114 или 106. Как только сигнальные характеристики от другой ячейки, например, ячейки 114, становятся такими, что данная ячейка рассматривается как наилучшая ячейка, мобильная станция 154 или сеть 144 выбирает или определяет эту ячейку как обслуживающую ячейку до тех пор, пока сигнальные характеристики от другой ячейки, например, от ячейки 106, становятся такими, что эта ячейка рассматривается в качестве наилучшей ячейки, и мобильная станция 154 или сеть 144 выбирает и определяет эту ячейку в качестве обслуживающей ячейки и т.д.
Каждая базовая станция 116, 120-130 в сотовой системе 100 связи может работать в одном из множества различных режимов, таких как аналоговый режим, режим множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), режим множественного доступа c кодовым разделением каналов (CDMA), режим общей услуги пакетной радиосвязи (GPRS), режим широкополосного CDMA (W-CDMA) или режим UMTS (услуга универсальной мобильной телекоммуникационной системы). Также возможно, что каждая ячейка содержит более чем одну базовую станцию или содержит рядом расположенные базовые станции, каждая из которых работает в своем собственном режиме. В результате, чтобы работать в каждой из ячеек 102-114, мобильная станция 154 в типовом случае является многорежимным устройством, способным работать в множестве режимов, включая CDMA/аналоговый, TDMA/аналоговый, GPRS/GSM, UMTS/GSM, W-CDMA/GSM, W-CDMA/GPRS/ GSM, cdma2000/cdmaOne.
Поскольку ячейки 102-114 работают в различных режимах, мобильная станция 154 должна также переключаться между режимами, как это требуется при «перевыборе» ячейки и передаче обслуживания с одной ячейки на другую. Например, если ячейка 112 работает в режиме CDMA, ячейка 114 работает в аналоговом режиме и ячейка 106 работает в режиме CDMA, мобильная станция должна переключаться из режима CDMA в аналоговый режим при перевыборе или при переходе из ячейки 112 в ячейку 114 и переключаться из аналогового режима в режим CDMA при перевыборе или переходе из ячейки 114 в ячейку 106 и т.д.
Однако поскольку скорость передачи данных в аналоговом режиме намного ниже скорости передачи данных в режиме CDMA или TDMA, передача вспомогательных данных для определения местоположения становится проблематичной, когда мобильная станция 154 выбирает или переходит в аналоговую ячейку в качестве обслуживающей ячейки. Соответственно, имеется потребность в способе и устройстве для улучшения передачи путем исключения передачи вспомогательных данных или иного другого типа данных, когда многорежимное устройство находится в режиме с низкой скоростью передачи данных, например, в аналоговом режиме.
Краткое описание чертежей
Признаки настоящего изобретения, которые рассматриваются как новые, изложены, в частности, в формуле изобретения. Изобретение, вместе с его дополнительными целями и преимуществами, поясняется в последующем описании со ссылками на чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены сходные элементы и на которых представлено следующее:
Фиг. 1 - сотовая сеть связи, поддерживающая определение местоположения с использованием системы GPS мобильного приемника, обеспечиваемое спутниковой системой определения местоположения;
Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая запрос мобильной станцией вспомогательных данных для определения местоположения от базовой станции перед входом в аналоговую ячейку, осуществляемый в соответствии с изобретением;
Фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая альтернативный способ запроса мобильной станцией вспомогательных данных для определения местоположения от базовой станции перед входом в аналоговый режим, осуществляемый в соответствии с изобретением;
Фиг. 4 - блок-схема, иллюстрирующая альтернативный способ запроса мобильной станцией вспомогательных данных для определения местоположения от базовой станции перед входом в аналоговый режим, осуществляемый в соответствии с изобретением;
Фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая передачу базовой станцией вспомогательных данных определения местоположения к мобильной станции перед передачей сообщения управления переключения в аналоговый режим;
Фиг.6 - блок-схема мобильной станции, имеющей возможность определения местоположения с использованием системы GPS.
Хотя настоящее изобретение представлено на вышеуказанных чертежах, однако чертежи и последующее описание не должны интерпретироваться как ограничивающие новизну изобретения. Они используются для раскрытия настоящего изобретения только в целях его пояснения. В некоторых случаях хорошо известные или обычные элементы не упоминаются.
Раскрытие изобретения
В одном варианте осуществления изобретения данные передаются из обычной сети связи к мобильной станции беспроводной связи, перед тем как мобильная станция беспроводной связи переключится из режима высокой скорости передачи данных, такого как цифровой режим, в режим с низкой скоростью передачи, такой как аналоговый режим. Мобильная станция беспроводной связи контролируется для определения того, когда мобильная станция беспроводной связи перейдет в режим с низкой скоростью передачи данных. В другом варианте осуществления изобретения мобильная станция беспроводной связи запрашивает данные от сети связи, прежде чем переходить в режим с низкой скоростью передачи данных. Оба варианта осуществления исключают необходимость передачи данных в режиме с низкой скоростью передачи данных. Данные, принимаемые мобильной станцией беспроводной связи, сохраняются в мобильной станции беспроводной связи, пока она находится в режиме с низкой скоростью передачи данных до тех пор, пока данные не будут затребованы конкретным приложением.
Вспомогательные данные для определения местоположения, используемые в технологии на основе GPS, передаются из сети связи к мобильной станции. Вспомогательные данные для определения местоположения могут включать в себя эфемериды и коррекции синхронизации (эфемерид) системы GPS, календарь, элементы ионосферных задержек, смещения координат универсального времени (UTC), коррекции дифференциальной GPS (DGPS), доплеровский сдвиг и его окно поиска, фазу кода и ее окно поиска, опорное время, опорное местоположение, календарь базовой станции и другие элементы данных. Мобильная станция затем передает результаты измерений местоположения или данные оценки местоположения назад в сеть связи. Вспомогательные данные определения местоположения, результаты измерений местоположения, данные оценки местоположения установлены в протоколах, которые определены во множестве стандартов, например, таких как IS-801 и IS-816 для систем CDMA, TIA/EIA-136-C и ожидающий рассмотрения IS-869 для систем TDMA, TS03.71, TS04.31 и TS04.35 для систем GSM и TS25.305 и TS25.331 для систем W-CDMA/UMTS.
Для технологии на базе GPS существуют два метода: GPS с поддержкой со стороны мобильной станции (МС) и GPS на базе МС. Метод GPS с поддержкой со стороны МС смещает большую часть традиционных функций приемника GPS в сетевой процессор. Этот метод требует антенны, радиочастотного (РЧ) блока, цифрового процессора в мобильной станции для осуществления измерений путем генерирования копий кодов и коррелирования их с принятыми сигналами GPS. Сеть связи передает вспомогательное сообщение к мобильной станции, состоящее из времени, перечня наблюдаемых спутников, доплеровского сдвига спутникового сигнала, фазы кода и их окон поиска. В GPS с поддержкой со стороны МС мобильная станция, представляющая собой многорежимное устройство, сообщает о результатах измерений местоположения в сеть связи, и сеть связи вычисляет местоположение мобильной станции. Переданные вспомогательные данные в типовом случае являются действительными в течение нескольких минут.
GPS на базе МС поддерживает GPS приемник с полным набором функциональных возможностей в мобильной станции, причем этот приемник включает в себя средство для вычисления местоположений спутников и мобильной станции. Автономный GPS приемник может классифицироваться как один тип GPS на базе МС. Эта функция мобильной станции добавляет к общим требованиям к памяти (RAM/ROM (ОЗУ/ПЗУ)) дополнительно вычислительные возможности более миллиона команд в секунду (MIPS). В GPS на базе МС данные в форме прецизионных эфемерид спутниковых орбит или эфемерид, а также опорного времени и местоположения должны быть предоставлены мобильной станции. Мобильная станция, такая как многорежимное устройство, вычисляет местоположение мобильной станции и сообщает оценку местоположения в сеть связи. Переданные к мобильной станции данные эфемерид вместе с другими вспомогательными данными используются мобильной станцией для вычисления местоположения и в типовом случае действительны в течение до 4 часов. Вспомогательные данные, переданные к мобильной станции в GPS на базе МС, используют более широкую полосу частот, чем GPS с поддержкой со стороны МС, и действительны в мобильной станции в течение более длительного времени. Сообщение, передаваемое назад в сеть связи от мобильной станции в варианте GPS на базе МС, использует более узкую полосу частот, чем в варианте GPS с поддержкой со стороны МС.
Существенные вспомогательные данные для определения местоположения, требуемые как для решений по методу GPS с поддержкой со стороны МС, так и для решений по методу GPS на базе МС, включают в себя следующее: опорное местоположение, опорное время, данные эфемерид и данные коррекции синхронизации. Эфемериды и опорное время могут быть использованы, например, для обеспечения фазы кода вместе с шириной окна поиска; эфемериды и опорное местоположение могут быть использованы, например, для обеспечения доплеровской информации вместе с шириной окна поиска для обеспечения результатов измерений псевдодальности в GPS с поддержкой со стороны МС, чтобы определить местоположение мобильной станции. Данные эфемерид могут быть использованы непосредственно в мобильных станциях вместе с опорным временем и местоположением для генерации местоположения мобильной станции в GPS на базе МС. Данные эфемерид, переданные к мобильной станции, действительны в течение до 4 часов и могут перекрывать большие географические зоны. Поэтому мобильная станция может поддерживать текущий набор данных эфемерид, чтобы можно было обеспечить мобильной станции услугу мгновенного определения местоположения. Текущий набор эфемерид может передаваться к мобильной станции при включении ее питания. После приема текущих данных эфемерид, на основе предельного срока действия эфемерид (t-toe), мобильная станция принимает решение запросить обновление данных или затребовать от сети связи передать эфемериды для всех наблюдаемых спутников, для которых эфемериды мобильной станции более старые, чем определенный предельный срок действия эфемерид. Предельный срок действия эфемерид используется с идентификаторами (ИД) спутников и с соответствующим выпуском данных эфемерид (IODE), где t - текущее время, toe - время применимости эфемерид. Совместно t и toe определяют, следует ли обновить эфемериды, связанные с конкретным спутником, или следует ли передать к мобильной станции эфемериды восходящего спутника. Поскольку до 12 спутников могут наблюдаться наземным GPS приемником в любой конкретный момент времени, сеть связи не требует постоянной передачи эфемерид всех наблюдаемых спутников к мобильной станции, тем самым уменьшая используемую полосу частот.
Поскольку полный набор данных эфемерид относительно велик по длине сообщения, он будет очень заметно влиять на обычные услуги мобильной станции при передаче в режиме с низкой скоростью передачи данных. Например, в течение речевого вызова в аналоговой ячейке разговор должен прерываться паузами в течение длительного времени, чтобы использовать тот же самый канал для передачи вспомогательных данных для запроса услуги определения местоположения. Настоящее изобретение не ограничено передачей данных эфемерид или вспомогательных данных определения местоположения. Настоящее изобретение также может использоваться во множестве других ориентированных на передачу данных услуг и приложений. Короткие сообщения передачи данных могут по-прежнему передаваться по требованию, если это необходимо или если качество услуги не ухудшается.
Мобильные станции беспроводной связи или мобильные станции, включая многорежимные устройства, могут работать в одном из различных режимов, таких как аналоговый режим, режим множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), режим множественного доступа c кодовым разделением каналов (CDMA), режим общей услуги пакетной радиосвязи (GPRS), режим широкополосного CDMA (W-CDMA) или режим UMTS (услуга универсальной мобильной телекоммуникационной системы). В результате мобильная станция 154, такая как многорежимное устройство, работает в более чем в одном режиме, включая CDMA/аналоговый, TDMA/аналоговый, GPRS/GSM, UMTS/GSM, W-CDMA/GSM, W-CDMA/GPRS/GSM, cdma2000/ cdmaOne. Каждый режим осуществляется при различной скорости передачи данных. Скорость передачи данных представляет собой скорость, с которой данные передаются в канале, например, 100 бит/с, 9,6 кбит/с, 2 Мбит/с. В соответствии с настоящим изобретением данные, которые запрашивает мобильная станция, будут передаваться из сети связи к мобильной станции непосредственно перед тем, как мобильная станция переключится из режима с высокой скоростью передачи данных, такого как цифровой режим, в режим с низкой скоростью передачи данных, такой как аналоговый режим. Данные, которые передаются к мобильной станции перед тем, как мобильная станция войдет в режим с низкой скоростью передачи данных, такой как аналоговый режим, включают в себя передачу данных для любого приложения и услуги, например, вспомогательные данные для определения местоположения, а также изображения, видео, телеконференции и мультимедийные данные.
Хотя настоящее изобретение описано в контексте вспомогательных данных для определения местоположения в системе CDMA/аналогового режима, ясно, что применимы различные данные, например, изображения, видео, телеконференции и мультимедийные данные. Также следует иметь в виду, что в настоящем изобретении применимы различные системы, например, режимов CDMA/аналоговый, TDMA/аналоговый, GPRS/GSM, UMTS/GSM, W-CDMA/GSM, W-CDMA/GPRS/GSM, cdma2000/cdmaOne. В настоящее время стандарты определяют, что вспомогательные данные определения местоположения передаются по требованию. Например, мобильная станция передает вспомогательные данные определения местоположения в режиме CDMA, когда мобильная станция находится в цифровом режиме, и в соответствующем аналоговом режиме, когда она находится в аналоговом режиме. Мобильная станция и сеть связи знают заранее или могут прогнозировать, когда режим может быть переключен с CDMA на аналоговый режим. В соответствии с настоящим изобретением мобильная станция может предварительно запросить или сеть связи может предварительно передать вспомогательные данные для определения местоположения перед тем, как мобильная станция перейдет в аналоговый режим.
Вспомогательные данные для определения местоположения посылаются из сети связи к мобильной станции в форме сообщений, как определено в документе IS-801 для цифрового режима и в документе IS-817 для аналогового режима в системах стандарта CDMA. Во избежание передачи вспомогательных данных для определения местоположения в режиме с низкой скоростью передачи данных, таком как аналоговый режим, вспомогательные данные для определения местоположения могут передаваться к мобильной станции перед входом в аналоговый режим. Вспомогательные данные для определения местоположения затем сохраняются в памяти телефона (RAM/ROM), причем к ним может быть обеспечен доступ при запросе приложения услуги определения местоположения. Терминами «базовая станция» и «сеть связи» определяются функции, выполняемые на стороне сотовой сети связи, обычно распределенные между приемопередатчиком базовой станции (BTS), контроллером базовой станции (BSC), центром коммутации мобильных станций (MSC), центром определения мобильных станций (MPC), объектом определения местоположения (PDE) или сервером определения местоположения, связанным с опорным приемником GPS, и функция межсетевого обмена (IWF), требуемая для осуществления соединения в сети связи. Термином «спутниковая система связи» определяются функции, выполняемые на стороне спутниковой сети.
В системах стандарта CDMA (cdmaOne/cdma2000) выбор и перевыбор системы производятся в типовом случае в процессе подсостояния мобильной станции, называемого подсостоянием определения системы, в то время как передача обслуживания вхолостую производится в состоянии ожидания, а гибкая и жесткая передача обслуживания производится обычно в состоянии доступа и в состоянии канала трафика. В противоположность этому для систем GSM, TDMA, UMTS и W-CDMA повторный выбор (перевыбор) ячейки в типовом случае производится в течение состояния ожидания мобильной станции, в то время как передача обслуживания происходит в состоянии соединения или в специализированном состоянии. В данном изобретении термин «повторный выбор (перевыбор) ячейки» определяет передачу обслуживания вхолостую, используемую в спецификациях CDMA, или повторный выбор ячейки, используемый в спецификациях других систем. «Передача обслуживания» представляет такую передачу, используемую в спецификациях CDMA, или передачу обслуживания, используемую в спецификациях других систем.
Основываясь на стандарте TIA/EIA/IS-95-B, в течение состояния ожидания мобильной станции, перевыбор ячейки или передача обслуживания вхолостую происходит, когда мобильная станция перемещается из зоны покрытия одной базовой станции в зону покрытия другой базовой станции. Если мобильная станция определяет, что один из сигналов каналов пилот-сигналов в наборе соседних базовых станций или в наборе остальных базовых станций существенно превышает сигнал канала пилот-сигнала из набора активных базовых станций, то мобильная станция должна осуществить перевыбор ячейки. В некоторых системах обнаруживается пилот-сигнал (сигнал маяка), если ячейка, которая должна быть перевыбрана, является аналоговой ячейкой. В других системах никакая ячейка не выбирается, если отсутствует покрытие CDMA.
На фиг. 2 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру запроса мобильной станцией вспомогательных данных определения местоположения от базовой станции перед входом в аналоговую ячейку, в соответствии с настоящим изобретением. Мобильной станции известно, когда она должна перевыбрать новую ячейку. В процессе перевыбора ячейки согласно фиг. 2, если на этапе 204 установлено, что мобильная станция не будет в скором времени входить в аналоговую ячейку, или что она не теряет покрытие зоной обслуживания, то мобильная станция возвращается к процедуре нормальной обработки на этапе 202. Если же результатом проверки на этапе 204 является то, что мобильная станция будет в скором времени входить в аналоговую ячейку или что она теряет покрытие зоной обслуживания, то мобильная станция может запросить на этапе 206 вспомогательные данные определения местоположения, прежде чем она войдет в аналоговую ячейку. Как только вспомогательные данные определения местоположения приняты от базовой станции, эти данные сохраняются в телефоне. Затем мобильная станция входит в аналоговую ячейку или теряет покрытие зоной обслуживания. Вспомогательные данные определения местоположения могут не доставляться, как в случае эфемерид. Мобильная станция может уже иметь действительные данные эфемерид, которые приняты непосредственно после включения питания мобильной станции или во время предыдущего сеанса передачи данных между мобильной станцией и базовой станцией. Ниже со ссылкой на фиг. 3 описано, каким образом проверяется действительность данных эфемерид. К вспомогательным данным определения местоположения осуществляется доступ, когда запрашивается приложение услуги определения местоположения.
Согласно стандарту TIA/EIA/IS-95-B, мобильная станция использует пороговые значения для обнаружения пилот-сигнала, например, T_ADD, T_DROP, T_COMP, T_TDROP, вместе с измеренными уровнями сигналов, посылаемых к узлу или обслуживающей базовой станции, чтобы обеспечить выполнение системой решения переключиться в аналоговый режим.
Используются различные способы для управления мобильной станцией в процессе выполнения перехода обслуживания из режима CDMA в аналоговый режим: с использованием пилот-сигнала, с поддержкой со стороны базы данных, с поддержкой со стороны мобильной станции. В результате имеются различные методы, которыми мобильная станция может запросить вспомогательные данные определения местоположения, прежде чем переключаться в аналоговый режим. На фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая альтернативный метод, которым мобильная станция запрашивает вспомогательные данные определения местоположения от базовой станции, прежде чем переходить в аналоговый режим, в соответствии с настоящим изобретением. Для передачи обслуживания на основе использования пилот-сигнала маяка, когда на этапе 304 определено, что уровень пилот-сигнала в наборе активных базовых станций выше порогового значения T_DROP, мобильная станция остается на этапе 302 нормальной обработки вызова. Если на этапе 304 определено, что уровень пилот-сигнала в наборе активных базовых станций ниже порогового значения T_DROP, на этапе 306 определено, что уровень пилот-сигнала на границе между ячейкой CDMA и аналоговой ячейкой выше порогового значения T_ADD, и нет других уровней пилот-сгналов, например, превышающих пороговое значение T_DROP, мобильная станция запускается для запроса на этапе 308 вспомогательных данных определения местоположения от базовой станции. Мобильная станция запрашивает на этапе 308 вспомогательные данные определения местоположения от базовой станции, прежде чем переходить в аналоговую ячейку или прежде чем она потеряет покрытие, обеспечиваемое ячейкой CDMA. Вспомогательные данные определения местоположения могут не доставляться, например, как в случае данных эфемерид. Поскольку данные эфемерид могут содержать данные вплоть до 12 спутников, мобильная станция и сеть связи могут использовать предельный срок действия эфемерид для того, чтобы определить необходимость передачи полного набора данных эфемерид. Хотя имеется запрос данных, передача данных может не потребоваться, если набор данных эфемерид в мобильной станции продолжает оставаться действительным. Мобильная станция или базовая станция могут определить, на основе предельного срока действия эфемерид, идентификаторы спутников и их IODE, что запрос или передача этих данных не являются необходимыми, если данные в мобильной станции все еще действительны. Мобильная станция или базовая станция могут определить, что требуется только частичный набор данных эфемерид. Если вспомогательные данные определения местоположения посланы от базовой станции к мобильной станции, то данные сохраняются в телефоне. Затем мобильная станция входит в аналоговый режим. К вспомогательным данным определения местоположения осуществляется доступ, когда запрашивается приложение услуги определения местоположения.
При передаче обслуживания с поддержкой со стороны базы данных может игнорироваться определенное на этапе 306 условие обнаружения пилот-сигнала, превышающего пороговое значение T_ADD. Если на этапе 304 определено, что уровень пилот-сигнала в наборе активных станций ниже порогового значения T_DROP, и на этапе 306 установлено, что отсутствуют уровни других пилот-сгналов, например, превышающие пороговое значение T_DROP, то мобильная станция запускается для запроса на этапе 308 вспомогательных данных определения местоположения от базовой станции. Если на этапе 304 установлено, что уровень пилот-сгнала в наборе активных базовых станций выше порогового значения T_DROP, то мобильная станция остается на этапе 302 нормальной обработки вызова. Мобильная станция запрашивает на этапе 308 вспомогательные данные определения местоположения от базовой станции, прежде чем она перейдет в аналоговую ячейку или потеряет покрытие, обеспечиваемое ячейкой CDMA, но вспомогательные данные определения местоположения могут не доставляться, например, как в случае данных эфемерид. Мобильная станция или базовая станция могут определить, на основе предельного срока действия эфемерид, идентификаторы спутников и их IODE, что запрос или передача этих данных не являются необходимыми, если данные в мобильной станции все еще действительны. Мобильная станция или базовая станция могут определить, что требуется только частичный набор данных эфемерид. Если вспомогательные данные определения местоположения посланы от базовой станции к мобильной станции, то данные сохраняются в телефоне. Затем мобильная станция входит в аналоговый режим. К вспомогательным данным определения местоположения осуществляется доступ, когда запрашивается приложение услуги определения местоположения.
На фиг.4 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая альтернативный метод запроса мобильной станцией вспомогательных данных определения местоположения от базовой станции перед переходом в аналоговый режим, в соответствии с настоящим изобретением. При передаче обслуживания с поддержкой со стороны мобильной станции, в соответствии с фиг. 4, мобильная станция контролирует на этапе 404, когда ответное сообщение поиска частоты-кандидата (CFSR) должно быть послано к обслуживающей базовой станции. Если на этапе 404 установлено, что ответное сообщение поиска частоты-кандидата не послано к обслуживающей базовой станции, то мобильная станция остается на этапе 402 нормальной обработки вызова. Если на этапе 404 установлено, что ответное сообщение поиска частоты-кандидата послано к обслуживающей базовой станции, то на этапе 406 анализируется поле кода команды SEARCH_MODE в сообщении запроса поиска частоты-кандидата. Если на этапе 406 установлено, что код команды SEARCH_MODE не равен «0001», то аналоговый режим не доступен, и мобильная станция остается на этапе 402 нормальной обработки вызова. Если на этапе 406 установлено, что код команды SEARCH_MODE равен «0001», то аналоговый режим доступен, и мобильная станция запускается для запроса на этапе 408 вспомогательных данных определения местоположения от базовой станции, прежде чем будет инициировано переключение с цифрового режима в аналоговый режим. Альтернативно, мобильная станция может быть запущена несколько раньше, чтобы запросить на этапе 408 вспомогательные данные определения местоположения непосредственно после приема сообщения запроса поиска частоты-кандидата от базовой станции. Мобильная станция запрашивает на этапе 408 вспомогательные данные определения местоположения от базовой станции, но вспомогательные данные определения местоположения могут не доставляться, например, как в случае данных эфемерид. Мобильная станция или базовая станция могут определить, на основе предельного срока действия эфемерид, идентификаторы спутников и их IODE, что запрос или передача этих данных не являются необходимыми, если данные в мобильной станции все еще действительны. Мобильная станция или базовая станция могут определить, что требуется только частичный набор данных эфемерид. Если вспомогательные данные определения местоположения посланы от базовой станции к мобильной станции, то данные сохраняются в телефоне. Затем мобильная станция входит в аналоговый режим. К вспомогательным данным определения местоположения осуществляется доступ, когда запрашивается приложение услуги определения местоположения.
На фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая передачу базовой станцией вспомогательных данных определения местоположения к мобильной станции в соответствии с настоящим изобретением. Согласно фиг. 5 на этапе 504 базовой станции известно, когда должно быть послано сообщение команды переключения в аналоговый режим. Например, в ситуации передачи обслуживания при поддержке со стороны мобильной станции, если поле кода команды SEARCH_MODE в ответном сообщении поиска частоты-кандидата равно «0001», то обслуживающая базовая станция использует результаты измерений уровня частот аналоговых сигналов в ответном сообщении поиска частоты-кандидата для определения того, следует ли мобильной станции выполнить переключение из режима CDMA в аналоговый режим. Если на этапе 504 определено, что сообщение команды переключения в аналоговый режим не должно быть послано к мобильной станции, то базовая станция остается на этапе 502 нормальной обработки вызова. Если на этапе 504 определено, что сообщение переключения в аналоговый режим должно быть послано к мобильной станции, то базовая станция на этапе 506 может послать или запросить сервер определения местоположения послать вспомогательные данные определения местоположения к мобильной станции, прежде чем будет послано сообщение команды переключения в аналоговый режим. Вспомогательные данные определения местоположения посылаются от базовой станции к мобильной станции и сохраняются в телефоне. Затем мобильная станция входит в аналоговый режим. К вспомогательным данным определения местоположения осуществляется доступ, когда запрашивается приложение услуги определения местоположения.
Альтернативный метод состоит в том, что мобильная станция прогнозирует, когда базовая станция должна передать на этапе 504 сообщение команды переключения в аналоговый режим, на основе результатов измерений уровня частот аналоговых сигналов и доступности пилот-сигналов CDMA. Затем на этапе 506 мобильная станция немедленно запрашивает от базовой станции вспомогательные данные определения местоположения перед ожидаемым выполнением переключения из режима CDMA в аналоговый режим. Вспомогательные данные определения местоположения посылаются от базовой станции к мобильной станции и сохраняются в телефоне. Затем мобильная станция входит в аналоговый режим. К вспомогательным данным определения местоположения осуществляется доступ, когда запрашивается приложение услуги определения местоположения.
На фиг. 6 показана блок-схема мобильной станции, такой как мобильная станция со средствами поддержки GPS, выполненная в соответствии с изобретением. Согласно фиг. 6 блок 601 генератора кадра и микропроцессор 603 совместно генерируют необходимый протокол связи для обеспечения функционирования мобильной станции в сотовой системе. Микропроцессор 603 использует память 604, содержащую RAM (ОЗУ) 605, EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ - ЭСППЗУ) 607 и ROM (ПЗУ) 609, предпочтительно объединенные в одном корпусе 611, чтобы выполнить этапы, необходимые для генерации протокола передачи и обработки протокола приема. Кроме того, микропроцессор 603 выполняет другие функции для мобильной станции, такие как запись на дисплей 613, прием информации с кнопочной панели 615, прием информации ввода/вывода с помощью разъема 616, управление частотным синтезатором 625, выполнение этапов, необходимых для усиления сигнала и приема аудиовыхода с микрофона, и обеспечение аудиовхода в динамик. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения микропроцессор 603 также управляет функциями схем 650 GPS, а также вычисляет местоположение мобильной станции.
Передатчик 623 осуществляет передачу через антенну 629 с использованием несущих частот, формируемых частотным синтезатором 625. Информация, принимаемая антенной 629 мобильной станции, поступает в приемник 627, который демодулирует символы с использованием несущих частот с частотного синтезатора 625. Микропроцессор 603 может дополнительно включать в себя цифровой процессор сигналов для обработки цифровых сигналов беспроводной связи, таких как сигналы TDMA и CDMA. Приемник с поддержкой GPS получает часть или все необходимые сообщения поддержки через антенну 629 связи.
Информация вспомогательных данных определения местоположения обеспечивается узлом сети связи, таким как сервер определения местоположения, и передается к мобильной станции с помощью протокола уникальных сообщений, например, IS-801 для цифрового режима и IS-817 для аналогового режима или IS-801 для цифрового режима и части IS-801, предварительно переданной для аналогового режима в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивая доставку некоторых или всех параметров данных, требуемых для быстрого определения местоположения мобильной станции.
Элементы приемника с поддержкой GPS или приемника GPS, интегрированного в мобильную станцию, включают в себя антенну GPS 632 для приема сигналов, переданных от спутников GPS. Приемник GPS 650 может частично функционировать для проведения измерений для определения местоположения или полностью обеспечивать оценки местоположения. Понижающий GPS преобразователь 634 преобразует центральную частоту GPS на некоторую более низкую промежуточную или нулевую промежуточную частоту (ПЧ) 646. Промежуточная или нулевая промежуточная частота преобразуется в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 636, который берет периодические выборки сигнала промежуточной или нулевой промежуточной частоты по команде с тактового генератора 638. Выходной сигнал АЦП 636 подается на коррелятор 640 обработки сигналов базовой полосы. Коррелятор 640 обработки сигналов базовой полосы выполняет функции цифровой обработки сигналов с использованием сигнала 648 для определения времени прихода множества спутниковых сигналов GPS, поступающих одновременно в антенну 632.
Элементы приемника с поддержкой GPS или приемника GPS, интегрированные в мобильную станцию, могут дополнительно включать в себя цифровой процессор сигналов для обработки цифровых сигналов или совместно использовать цифровой процессор сигналов, используемый для микропроцессора 603. Микропроцессор 603 контролирует, когда мобильная станция должна переходить в режим передачи данных с низкой скоростью, такой как аналоговый режим. Как только микропроцессор 603 обнаружит или спрогнозирует, что должно осуществляться переключение в аналоговый режим или перевыбор ячейки, мобильная станция запрашивает вспомогательные данные определения местоположения или другие данные услуги через передатчик 623. Передатчик 623 осуществляет передачу через антенну 629 с использованием несущих частот, формируемых частотным синтезатором 625. Прежде чем мобильная станция перейдет в режим с низкой скоростью передачи данных, антенна 629 мобильной станции принимает вспомогательные данные определения местоположения или другие данные услуги. Альтернативно данные могут быть запрошены или приняты в любой момент времени в течение режима с высокой скоростью передачи данных. Приемник 627 демодулирует символы с использованием несущих частот с частотного синтезатора 625. ROM 609 или RAM 605 микропроцессора 603 сохраняют данные в мобильной станции при нахождении ее в режиме с низкой скоростью передачи данных до тех пор, пока данные не будут запрошены для текущей услуги. Данные извлекаются из ROM 609 или RAM 605, когда некоторое приложение, например, срочный вызов запрашивается сетью связи посредством сообщения запроса. Извлеченные данные затем обрабатываются с помощью микропроцессора 603 во взаимосвязи с приемником 650 с частичными функциями GPS или приемником 650 с полными функциями GPS.
Блок-схема, представленная на фиг. 6, является схемой интегрированного устройства связи, в котором набор интегральных схем (ИС) сотового приемопередатчика тесно связан с набором ИС приемника с частичными или полным функциями GPS. Способ и устройство, соответствующие настоящему изобретению, также применимы к портативному устройству связи без такой тесной интеграции, например, такому, в котором автономный приемник GPS встроен в качестве вспомогательного устройства для устройства связи. Например, сотовый приемопередатчик, используемый в мобильной станции по фиг. 6, может также быть реализован в карманном компьютере (PDA), пейджере, устройстве двусторонней радиосвязи, портативном компьютере, дорожном портативном компьютере или в навигационном оборудовании.
Настоящее изобретение использовано для переключения из режима CDMA в аналоговый режим в качестве примера того, как получить преимущества режима с высокой скоростью передачи данных, избегая передачи вспомогательных данных определения местоположения в режиме с низкой скоростью передачи данных. Помимо данных поддержки GPS, могут также передаваться данные других методов определения местоположения, таких как метод с использованием идентификаторов ячеек, метод трилатерации (трехсторонних измерений) для систем CDMA, усовершенствованный метод с использованием наблюдаемых разностей времени (E-OTD) для систем GPS и наблюдаемых разностей времен прихода (OTDOA) для систем UMTS/W-CDMA. Для специалиста в данной области техники должно быть ясно, что описанные способы, подобные им решения, их развития и варианты также могут быть использованы для многих других ориентированных на передачу данных услуг и приложений, таких как видео, мультимедиа, браузеры, телеконференции. Они применимы не только для переключения из режима TDMA в аналоговый режим и перевыбора ячейки, но и для переключения из режима с высокой скоростью передачи данных в режим с низкой скоростью передачи данных и перевыбора ячейки, например, из ячейки с пакетной коммутацией в ячейку с коммутацией каналов (с GPRS на GSM), из ячейки W-CDMA/UMTS в ячейку GSM; и из режима с высокой скоростью передачи данных в режим с низкой скоростью передачи данных в системе W-CDMA/UMTS или в системе cdma2000/cdmaOne.
Вышеописанное изобретение представлено по отношению к системе глобального определения местоположения (GPS). Однако настоящее изобретение применимо к другим спутниковым системам определения местоположения или к Глобальным спутниковым навигационным системам(GNSS), таким как Российская система GLONASS и Европейская система Galileo. Настоящее изобретение также применимо к другим типам систем связи, например, к спутниковым системам связи таким, как Globalstar, IOC, Iridium, Odyssey, Orbcomm. Например, мобильная станция может запрашивать данные из спутниковой сети связи перед тем, как мобильная станция перейдет в режим с низкой скоростью передачи данных из режима с высокой скоростью передачи данных. Аналогичным образом спутниковая система связи может передать данные к мобильной станции перед тем, как мобильная станция перейдет в режим с низкой скоростью передачи данных из режима с высокой скоростью передачи данных. Кроме того, данные также могут запрашиваться и передаваться из Интернета.
Хотя настоящее изобретение и то, что рассматривается в настоящее время в качестве наилучшего варианта его осуществления, было описано таким образом, что устанавливает права владения им изобретателей и позволяет специалистам в данной области техники осуществить и использовать настоящее изобретение, однако должно быть понятно, что имеется множество эквивалентов приведенных для примера вариантов осуществления и что могут быть осуществлены многие модификации и видоизменения без отклонения от объема и сущности изобретения, которые должны быть ограничены не приведенными для примера вариантами осуществления, а приложенной формулой изобретения.
1. Способ работы в режиме с первой скоростью передачи данных и в режиме со второй скоростью передачи данных в мобильной станции беспроводной связи, содержащей, по меньшей мере, процессор для выполнения способа, заключающийся в том, что
прогнозируют, когда мобильная станция беспроводной связи осуществит переход между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных, и
запрашивают данные мобильной станцией беспроводной связи из сети перед переходом мобильной станции беспроводной связи между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных.
2. Способ по п.1, в котором в ответ на запрос принимают данные мобильной станцией беспроводной связи из сети перед переходом мобильной станции беспроводной связи между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных.
3. Способ по п.1, в котором режим с первой скоростью передачи данных является цифровым режимом, режим со второй скоростью передачи данных является аналоговым режимом, при этом сеть представляет собой сотовую сеть связи.
4. Способ по п.1, в котором режим с первой скоростью передачи данных является цифровым режимом, режим со второй скоростью передачи данных является аналоговым режимом, при этом сеть представляет собой спутниковую сеть связи.
5. Способ по п.3, в котором запрашивают данные спутниковой системы глобального определения местоположения из сотовой сети связи.
6. Способ по п.5, в котором запрашивают данные эфемерид из сотовой сети связи.
7. Мобильная станция беспроводной связи, работающая в режиме с первой скоростью передачи данных и в режиме со второй скоростью передачи данных, содержащая
передатчик,
процессор, связанный с передатчиком,
при этом процессор предназначен для прогнозирования, когда мобильная станция беспроводной связи осуществит переход между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных, и
передатчик предназначен для передачи в сеть запроса на получение данных перед переходом мобильной станции беспроводной связи между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных.
8. Мобильная станция беспроводной связи по п.7, содержащая приемник, предназначенный для приема данных, переданных из сети перед упомянутым переходом, в ответ на запрос на получение данных, переданных от мобильной станции беспроводной связи.
9. Мобильная станция беспроводной связи по п.7, содержащая память для сохранения данных, принятых из сети перед упомянутым переходом.
10. Мобильная станция беспроводной связи по п.7, содержащая блок запроса, предназначенный для запроса данных из сотовой сети связи перед переходом мобильной станции связи между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных.
11. Мобильная станция беспроводной связи по п.7, содержащая блок запроса, предназначенный для запроса данных из спутниковой сети связи перед переходом мобильной станции связи между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных.
12. Мобильная станция беспроводной связи по п.10, в которой блок запроса предназначен для запроса данных спутниковой системы глобального определения местоположения из сотовой сети связи перед упомянутым переходом.
13. Мобильная станция беспроводной связи по п.12, в которой блок запроса предназначен для запроса данных эфемерид из сотовой сети связи перед упомянутым переходом.
14. Мобильная станция беспроводной связи по п.11, в которой запрошенные данные являются данными спутниковой системы глобального определения местоположения.
15. Мобильная станция беспроводной связи по п.14, в которой запрошенные данные являются данными эфемерид.
16. Способ работы в сети в режиме с первой скоростью передачи данных и в режиме со второй скоростью передачи данных в мобильной станции беспроводной связи, содержащей, по меньшей мере, процессор для выполнения способа, заключающийся в том, что
прогнозируют, когда мобильная станция беспроводной связи осуществит переход между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных, и
передают данные из сети перед переходом мобильной станции беспроводной связи между режимом с первой скоростью передачи данных и режимом со второй скоростью передачи данных.
17. Способ по п.16, в котором режим с первой скоростью передачи данных является цифровым режимом, режим со второй скоростью передачи данных является аналоговым режимом, при этом сеть является сотовой сетью связи.
18. Способ по п.16, в котором режим с первой скоростью передачи данных является цифровым режимом, режим со второй скоростью передачи данных является аналоговым режимом, при этом сеть является спутниковой сетью связи.
19. Способ по п.16, в котором режим с первой скоростью передачи данных является цифровым режимом, режим со второй скоростью передачи данных является аналоговым режимом, при этом передаваемые данные содержат данные спутниковой системы глобального определения местоположения.
20. Способ по п.19, в котором передаваемые данные дополнительно содержат данные эфемерид.
