一种在TDSCDMA系统中校准GPS标准时间的方法与装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810039664.3

申请日:

2008.06.26

公开号:

CN101615946A

公开日:

2009.12.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移 IPC(主分类):H04B 7/26登记生效日:20170714变更事项:专利权人变更前权利人:芯鑫融资租赁有限责任公司变更后权利人:芯鑫融资租赁(北京)有限责任公司变更事项:地址变更前权利人:200000 上海市中国(上海)自由贸易试验区张杨路707号32楼3205F室变更后权利人:100033 北京市西城区金融街乙9号威斯汀行政公寓2062室|||专利权的转移IPC(主分类):H04B 7/26登记生效日:20170125变更事项:专利权人变更前权利人:展讯通信(上海)有限公司变更后权利人:芯鑫融资租赁有限责任公司变更事项:地址变更前权利人:201203 上海市浦东张江高科技园区祖冲之路2288弄展讯中心1号楼变更后权利人:200000 上海市中国(上海)自由贸易试验区张杨路707号32楼3205F室|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H04B7/26; H04W24/00(2009.01)I

主分类号:

H04B7/26

申请人:

展讯通信(上海)有限公司

发明人:

吴 涛

地址:

201203上海市浦东张江高科技园区祖冲之路2288弄展讯中心1号楼

优先权:

专利代理机构:

上海专利商标事务所有限公司

代理人:

陈 亮

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内容摘要

本发明公开了一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,可在用户终端上获得更加准确的GPS标准时间。其技术方案为:该方法包括:网络设备测量GPS标准时间并下发给UE;待定位UE获得基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS;RNC控制基站上报信号环回时间Tloop;RNC下发Tloop给对应的待定位UE;UE测量自己的接收-发射时间TRX-TX;UE计算自身对于基站的信号传输时延TRA;UE计算自身的GPS标准时间TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA;UE中的A-GPS利用TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号以及获得其用户位置信息;同步UE向网络上报获得卫星有关信息和其用户位置信息;网络向需要用户位置信息的节点上报用户位置信息。本发明应用于移动通信领域。

权利要求书

1、  一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,包括:
(1)网络设备测量GPS标准时间,并下发给相应的用户终端;
(2)待定位用户终端获得基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS
(3)资源网络控制器控制基站上报信号环回时间Tloop
(4)资源网络控制器下发该信号环回时间Tloop给对应的待定位用户终端;
(5)用户终端测量自己的接收-发射时间TRX-TX
(6)用户终端计算自身对于基站的信号传输时延TRA
(7)用户终端计算自身的GPS标准时间TGPS_SD_UE=TGPS_SD-BS-TRA
(8)用户终端中的辅助型GPS接收机利用GPS标准时间TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号以及获得其用户位置信息;
(9)同步用户终端向网络上报获得卫星有关信息和其用户位置信息;
(10)网络向需要该用户位置信息的节点上报该用户位置信息。

2、
  根据权利要求1所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(6)中自身相对于基站的信号传输时延TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。

3、
  根据权利要求1所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(8)是利用GPS热启动方法进行启动的。

4、
  根据权利要求1所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(3)和步骤(1)~(2)是同时进行的。

5、
  根据权利要求1所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(2)中待定位用户终端是以广播信道的方式获得基站的GPS标准时间的。

6、
  根据权利要求1所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(2)中待定位用户终端是以专用信道的方式获得基站的GPS标准时间的。

7、
  一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,包括:
(1)网络设备测量GPS标准时间,并下发给相应的用户终端;
(2)待定位用户终端获得基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS
(3)用户终端不断测量自己的接收-发射时间TRX-TX并且存储一定长度的测量值,存储长度取决于信号环回时间Tloop以及基站测量信号环回时间Tloop所花的时间;
(4)资源网络控制器控制基站上报信号环回时间Tloop
(5)资源网络控制器下发信号环回时间Tloop以及对应的测量时间系统帧/子帧号码给对应的待定位用户终端;
(6)用户终端从存储的测量值中选择对应Tloop测量时刻的自身对于基站的信号传输时延TRA
(7)用户终端计算自身GPS标准时间TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA
(8)用户终端中的辅助型GPS接收机利用GPS标准时间TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号以及获得其用户位置信息;
(9)同步用户终端向网络上报获得卫星有关信息和其用户位置信息;
(10)网络向需要该用户位置信息的节点上报该用户位置信息。

8、
  根据权利要求7所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(6)中自身相对于基站的信号传输时延TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。

9、
  根据权利要求7所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(8)是利用GPS热启动方法进行启动的。

10、
  根据权利要求7所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(3)和(4)与步骤(1)~(2)是同时进行的。

11、
  根据权利要求7所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(2)中待定位用户终端是以广播信道的方式获得基站的GPS标准时间的。

12、
  根据权利要求7所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其特征在于,步骤(2)中待定位用户终端是以专用信道的方式获得基站的GPS标准时间的。

13、
  一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置,包括:
定位应用平台模块,完成业务定位,连接外部服务器并向外提供需要定位的用户终端的位置信息;
定位中心模块,完成需要定位的用户终端的位置估计,同时向该定位应用平台模块提供需要定位的用户终端的位置信息;
基站,完成TD-SCDMA系统时钟在确定系统帧号GPS标准时间TGPS_SD_BS的测量、上报以及网络与用户终端之间的通讯功能,上报测量到的GPS标准时间,同时测量并上报待定位用户终端的信号环回时间;
资源网络控制器,接收各个基站上报的GPS标准时间TGPS_SD_BS,通过信令下发给用户终端,同时计算基站到待定位用户终端的信号环回时间Tloop,并通过专用信道传递给需要定位的用户终端;
待定位的用户终端,测量自己的接收-发射时间TRX-TX,计算用户自身相对基站的信号传输时延TRA,结合接收到的基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS进而计算用户终端自身的GPS标准时间TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA,由设置于用户终端内的辅助型GPS接收机利用GPS标准时间TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号和获得用户位置信息,传递至该定位中心模块。

14、
  根据权利要求13所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置,其特征在于,该待定位的用户终端还包括存储一定长度的接收-发射时间TRX-TX的模块,其中存储长度取决于信号环回时间Tloop以及基站测量信号环回时间Tloop所花的时间。

15、
  根据权利要求13或14所述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置,其特征在于,在待定位的用户终端中,用户终端自身相对于基站的信号传输时延TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。

说明书

一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法与装置
技术领域
本发明涉及一种校准GPS标准时间的方法与装置,尤其涉及具有A-GPS(辅助全球定位系统)功能的TD-SCDMA终端设备获得GPS(全球定位系统)标准时间的方法与装置。
背景技术
GPS是一种基于卫星的定位系统,它最初由美国军方设计并受美国军方的控制,可以为任何人免费使用。这个系统是由在6个中间环形轨道上运行的24颗卫星组成,一个卫星环绕轨道运转一周的时间接近12个小时。每个卫星不断地发送关于当前时间、所有卫星的位置以及像历书(almanac)和星历(ephemeris)这样的一些相关数据信息。GPS接收器使用这种信息来计算其自身与卫星之间的距离。为确定位置,GPS接收器必须接收来自至少三个卫星的信号。
首次定位时间(TTFF)很大程度上决定于接收器的接收灵敏度,以及可见卫星的数量、每个卫星信号的强度、卫星在天空中的分布以及接收器对天空的视角。在一种不利的环境中,例如信号较弱的城市高楼间隙或者室内,某些情况下需要几分钟的时间来计算位置。这对于定位服务(LBS)或者紧急呼叫(E911)来说是不可接受的,这些情况需要一种更快的获取时间。为此,人们开发了辅助型GPS(A-GPS)来解决不利环境下的TTFF问题。
A-GPS的开发部分地受到美国联邦通信委员会(FCC)的E911强制要求能对紧急呼叫者提供蜂窝电话的定位所推动。A-GPS的目的是或者提高TTFF,或者当它不能提高TTFF时使定位运算成为可能。
在过去的几年,在A-GPS这个关键词之下开发出了不同的概念和解决方案,其中很多是受专利保护的。这些不同的概念可以分成支持型GPS(Aided GPS)和辅助型GPS两类(Assisted GPS)。
(1)支持型GPS:
支持型GPS通过在移动网络上发送历书、星历、粗略的位置和时间来提高TTFF。这种支持型数据可以在控制层面(control plane)上发送,或者移动网络的用户层面(user plane)上。位置的运算大多数发生在移动设备上。
(2)辅助型GPS:
辅助型GPS使得采用快速TTFF计算位置成为可能。为实现这点,利用像时间同步、更准确的位置、多普勒和频率这样的额外信息用来确定位置。这种额外信息可以通过使用移动网络控制层面的基础设备来获得,像高级前向链路三边测量(AFLT)这样的机制被用来确定移动设备的位置。这里,信号从移动设备发出,几个移动基站接收并进行测量。位置的计算可以在移动设备内发生(基于移动设备的),或者在移动网络服务器上(基于网络的)。
基于移动设备的辅助型GPS解决方案通过移动网络接收额外的辅助GPS数据,但是在移动设备上进行位置计算。这意味着LBS或者E911服务必须从移动设备得到当前的位置。
图1示出了A-GPS系统的结构,请参见图1,采用基于网络的辅助型GPS解决方案,移动设备发送原始的GPS数据到移动网络中的GPS辅助服务器。这个网络服务器可以利用直接来自网络的额外辅助GPS信息来计算位置。在计算之后,位置数据被发送到接收器。LBS或者E911服务可以直接访问网络服务器的位置数据库。
A-GPS的好处是改善TTFF、增加灵敏性以及使可用性最大化,存在这些优点是因为接收器不再必须下载和解码来自GPS卫星的导航数据,接收器可以使用更多的时间和处理能力来跟踪GPS信号。
A-GPS的定位计算可以分为MS-Based方式和MS-Assisted方式。在MS-Based方式中,计算由终端完成;而在MS-Assisted方式中,定位计算由网络基于SET提供的测量数据完成。图2和图3分别示出了A-GPS中MS-Assisted方式和MS-Based方式的定位计算方法的流程。
两种定位计算方法各有利弊:MS-Assisted的优点是对终端的要求低,但具有时延较大、不适合高速行驶情况下的定位等缺点。相比而言,MS-Based方法的优点是网络负担小且定位时延小;适合短时间内的连续定位情况;在网络不能提供辅助的情况下,可以使用自治的GPS功能来定位,因而可靠性高;此方式下无需核心网络作任何改进,成本较低。总体而言,MS-Based方式是比较可取的定位方式。
在对于GPS的定位计算过程中,如果确定了解GPS接收机本地GPS标准时间,则可以准确测量GPS系统中各个卫星信号到达接收机的准确时延。在这种前提下,可以有效地提高GPS接收机的接收灵敏度并且减少首次定位时间。
TD-SCDMA系统下具有A-GPS能力的用户终端可以根据无线接入网提供的网络信息以及GPS参考信息,确定GPS接收机的定时参考以及搜索窗口大小。
对于用户终端辅助方法,码片的相位以及无线接入网-GPS数据通过上层信令被传递。由于无线接入网接收机建立精度问题,码片的相位是不准确的。对于用户终端主导方法,UE通过辅助数据自主进行定位。
TD-SCDMA的另一个关键技术就是同步CDMA即指上行链路各终端信号在基站解调器完全同步。这样,使用正交扩频码的各个码道在解扩时就可以完全正交,相互间不致产生多址干扰,大大的解决了CDMA系统的容量。为实现同步CDMA,必须解决同步的检测、建立和保持等主要问题,这也是本系统的关键技术之一。但是,由于各个用户终端在小区覆盖范围内的位置是可以变化的,即使在通信进行过程中,用户还可以以很高速度移动。由于电波在从基站到用户终端的传播时间的变化,将引起同步的变化。如果再考虑多径传播的影响,此同步将更为困难,这就是实现同步CDMA的难题所在。在同步CDMA系统中,同步的检测是用软件,通过求相关的方式获得的。在无线基站,我们对接收到的,来自用户终端的信号进行8倍的过取样,即在解调出的基带信号中,对每个码片(Chip)等时间取8个样值.然后和此取得的样值求相关。当相关峰未达到所需值时,再向前或向后搜寻,直至获得收到信号的同步起点为止。这样获得此接收帧的同步起点以及它与期望的同步起点之间的距离SS(其单位为每次取样的间隔,即I/8Chlp的整数倍)。因为在任何时刻,基站在SYNC1时刻只能接收一个终端的接入请求;而在SYNC2时刻只有一个终端在发出此信号,其余终端在此时隙均为空时隙(EMPTY),故不会有来自本小区内其他终端的干扰,保证了同步的检测的准确性。
TD-SCDMA系统采用TDD双工技术和FDMA/TDMA/CDMA多址方式,为了减少干扰、提高系统容量,要求各基站间、基站与终端之间同步。TD-SCDMA系统中的同步技术主要由两部分组成,一个是基站间的同步;另一个是移动台间的上行同步技术。同步采用GPS或其它技术来实现基站间的同步。即同步系统中所有基站的信号包括系统帧号(SFN)是一致的。
利用同步系统基站间同步、各基站位置精确已知和各基站均具有高精度GPS接收机的特点,通过基站获得GPS标准时间并且传递给同步终端设备,可以有效地提高终端设备内的A-GPS接收机的接收灵敏度并且减少首次定位时间。
其方法如图4所示,下面是该方法中各步骤的详细描述。
步骤S100:各个TD-SCDMA基站分别接收GPS卫星信号,获得TD-SCDMA系统时钟在确定系统帧号(例如SFN=0)时的GPS标准时间。
步骤S101:各个TD-SCDMA基站分别上报步骤S100中测量的GPS标准时间给RNC(资源网络控制器)。
步骤S102:RNC存储步骤S101中上报的GPS标准时间。
步骤S103:RNC通过信令通知需要定位的用户终端所在小区的系统时钟在确定系统帧号与GPS标准时间以及其它传统A-GPS所需信息。在这一步骤中,RNC可以通过广播信道或者专用信道来实现。
步骤S104:用户终端中的A-GPS接收机利用有关信息获得卫星有关信息和其位置信息。其中同步用户终端需要根据当前的SFN号计算当前标准的GPS时间,再利用这一个信息以及其它A-GPS有关信息进行卫星搜索以及定位。
步骤S105:同步用户终端向网络上报获得卫星有关信息和其位置信息。
步骤S106:网络向需要用户位置信息的节点上报该用户位置信息。
以上的步骤S100~S102可以周期性进行,用以保证测量的及时性。
对于上述的步骤S100,图5示出了该步骤的进一步细化,下面是对步骤S100更进一步的描述。
步骤S200:基站确定当前的SFN号。
步骤S201:同时基站GPS接收机解调GPS卫星的信息,获得GPS标准时间信息TGPS
步骤S202:计算同步系统时钟在确定系统帧号对应测量时间的时间差:ΔTSFN=-Tframe(同步系统帧长度)×(SFN-SFNSD),其中SFNSD为同步系统时钟的确定系统帧号。
步骤S203:计算同步系统时钟在确定系统帧号时的GPS标准时间:TGPS_SD=TGPS+ΔTSFN
对于上述的步骤S104,其进一步的细化如图6所示,下面是对步骤S104更进一步的描述。
步骤S301:同步通讯系统用户终端解调定位中心下发的同步系统时钟在确定系统帧号时的GPS标准时间信息TGPS_SD
步骤S302:同步通讯系统用户终端解调基站系统信号获得当前SFN号SFN’。
步骤S303:同步通讯系统用户终端计算当前GPS系统标准时间:T’GPS=TGPS_SD+Tframe(同步系统帧长度)×(SFN’-SFNSD)。
步骤S304:同步通讯系统用户终端利用这一信息以及其它A-GPS有关信息,进行卫星搜索及定位。
由于用户终端和基站之间存在一定的距离,基站发射的信号需要一定的传输时延才可以到达用户终端,因此还需要对上述的方法进行校正才能获得更加准确的GPS标准时间。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题,提供了一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,可以在用户终端上获得更加准确的GPS标准时间,并有效提高终端设备内的A-GPS接收机的接收灵敏度且减少首次定位时间。
本发明的另一目的在于提供了一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置,可以在用户终端上获得更加准确的GPS标准时间,并有效提高终端设备内的A-GPS接收机的接收灵敏度且减少首次定位时间。
本发明的技术方案为:本发明揭示了一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,包括:
(1)网络设备测量GPS标准时间,并下发给相应的用户终端;
(2)待定位用户终端获得基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS
(3)资源网络控制器控制基站上报信号环回时间Tloop
(4)资源网络控制器下发该信号环回时间Tloop给对应的待定位用户终端;
(5)用户终端测量自己的接收-发射时间TRX-TX
(6)用户终端计算自身对于基站的信号传输时延TRA
(7)用户终端计算自身的GPS标准时间TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA
(8)用户终端中的辅助型GPS接收机利用GPS标准时间TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号以及获得其用户位置信息;
(9)同步用户终端向网络上报获得卫星有关信息和其用户位置信息;
(10)网络向需要该用户位置信息的节点上报该用户位置信息。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(6)中自身相对于基站的信号传输时延TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(8)是利用GPS热启动方法进行启动的。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(3)和步骤(1)~(2)是同时进行的。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(2)中待定位用户终端是以广播信道的方式获得基站的GPS标准时间的。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(2)中待定位用户终端是以专用信道的方式获得基站的GPS标准时间的。
本发明还揭示了一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,包括:
(1)网络设备测量GPS标准时间,并下发给相应的用户终端;
(2)待定位用户终端获得基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS
(3)用户终端不断测量自己的接收-发射时间TRX-TX并且存储一定长度的测量值,存储长度取决于信号环回时间Tloop以及基站测量信号环回时间Tloop所花的时间;
(4)资源网络控制器控制基站上报信号环回时间Tloop
(5)资源网络控制器下发信号环回时间Tloop以及对应的测量时间系统帧/子帧号码给对应的待定位用户终端;
(6)用户终端从存储的测量值中选择对应Tloop测量时刻的自身对于基站的信号传输时延TRA
(7)用户终端计算自身GPS标准时间TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA
(8)用户终端中的辅助型GPS接收机利用GPS标准时间TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号以及获得其用户位置信息;
(9)同步用户终端向网络上报获得卫星有关信息和其用户位置信息;
(10)网络向需要该用户位置信息的节点上报该用户位置信息。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(6)中自身相对于基站的信号传输时延TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(8)是利用GPS热启动方法进行启动的。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(3)和(4)与步骤(1)~(2)是同时进行的。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(2)中待定位用户终端是以广播信道的方式获得基站的GPS标准时间的。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,其中,步骤(2)中待定位用户终端是以专用信道的方式获得基站的GPS标准时间的。
本发明又揭示了一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置,包括:
定位应用平台模块,完成业务定位,连接外部服务器并向外提供需要定位的用户终端的位置信息;
定位中心模块,完成需要定位的用户终端的位置估计,同时向该定位应用平台模块提供需要定位的用户终端的位置信息;
基站,完成TD-SCDMA系统时钟在确定系统帧号GPS标准时间TGPS_SD_BS的测量、上报以及网络与用户终端之间的通讯功能,上报测量到的GPS标准时间,同时测量并上报待定位用户终端的信号环回时间;
资源网络控制器,接收各个基站上报的GPS标准时间TGPS_SD_BS,通过信令下发给用户终端,同时计算基站到待定位用户终端的信号环回时间Tloop,并通过专用信道传递给需要定位的用户终端;
待定位的用户终端,测量自己的接收-发射时间TRX-TX,计算用户自身相对基站的信号传输时延TRA,结合接收到的基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS进而计算用户终端自身的GPS标准时间TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA,由设置于用户终端内的辅助型GPS接收机利用GPS标准时间TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号和获得用户位置信息,传递至该定位中心模块。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置,其中,该待定位的用户终端还包括存储一定长度的接收-发射时间TRX-TX的模块,其中存储长度取决于信号环回时间Tloop以及基站测量信号环回时间Tloop所花的时间。
上述的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置,其中,在待定位的用户终端中,用户终端自身相对于基站的信号传输时延TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。
本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明通过传递测量的基站信号传输时延信息以及用户终端的校正,可以在用户终端上获得更加准确的GPS标准时间,有效提高终端设备内的A-GPS接收机的接收灵敏度且减少首次定位时间。
附图说明
图1是A-GPS系统的结构图。
图2是A-GPS系统的网络辅助定位方法中UE辅助方式的流程图。
图3是A-GPS系统的网络辅助定位方法中UE主动方式的流程图。
图4是GPS标准时间下发的流程图。
图5是GPS标准时间下发中基站处理的流程图。
图6是GPS标准时间下发中用户终端处理的流程图。
图7是基站信号传输时延测量的时间关系的示意图。
图8是本发明的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法的第一实施例的流程图。
图9是本发明的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法的第二实施例的流程图。
图10是本发明的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置的较佳实施例的结构图。
图11是本发明的广播方式下发GPS标准时间过程的示意图。
图12是本发明的专用信道方式下发GPS标准时间过程的示意图。
图13是本发明的基站侧标准GPS时间计算模块的原理图。
图14是本发明的用户终端侧当前标准GPS时间计算模块的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
由于用户终端和基站之间存在一定的距离,基站发射的信号需要一定的传输时延才可以到达用户终端,所以用户终端获得的无线帧的帧头与实际的基站发射的帧头之间存在时间差。图7示出了基站信号传输时延测量的时间关系,这个时间差TRA可以通过用户终端测量自己的接收-发射时间TRX-TX,同时基站测量信号环回时间Tloop(两个测量均在第一条可检测径上进行),可得TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。
基于上述的原理,图8示出了本发明的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,请参见图8,下面是对方法中各步骤的详细描述。
步骤S400:网络设备测量GPS标准时间,并下发给相应的用户终端。
步骤S401:待定位用户终端获得基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS
下发GPS标准时间可以通过广播方式或者专用信道方式。图11示出了通过广播方式下发GPS标准时间过程。首先,各个TD-SCDMA基站分别接收GPS卫星信号,获得TD-SCDMA系统时钟在确定系统帧号(比如SFN=0)时的GPS标准时间。然后,各个TD-SCDMA基站分别上报在第一步中测量的GPS标准时间给RNC(资源网络控制器)。在第三步中,RNC存储第二步中上报的GPS标准时间。最后,RNC通过广播信道的信令通知需要定位的用户终端,所在小区的在确定系统帧号与GPS标准时间的定时关系以及其它传统A-GPS所需信息。
图12示出了通过专用信道方式下发GPS标准时间过程。第一步,各个TD-SCDMA基站分别接收GPS卫星信号,获得TD-SCDMA系统时钟在确定系统正好(比如SFN=0)时的GPS标准时间。第二步,各个TD-SCDMA基站分别上报第一步中测量的GPS标准时间给RNC(资源网络控制器)。第三步,RNC存储第二步中上报的GPS标准时间。第四步,外部系统向RNC发送定位请求。最后,RNC通过专用信道的测量控制信令(包含所在小区的系统在确定系统帧号的GPS标准时间以及其它传统A-GPS所需信息)通知需要定位的用户终端。
步骤S402:RNC控制基站上报信号环回时间Tloop。这一步可以与步骤S400~401同时进行。
步骤S403:RNC下发基站传输时延(也称信号环回时间Tloop)给对应的待定位用户终端。
步骤S404:用户终端测量自己的接收-发射时间TRX-TX
步骤S405:用户终端测量自身相对基站的信号传输时延TRA,其中TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。
步骤S406:用户终端计算自身GPS标准时间:TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA
步骤S407:用户终端中的A-GPS接收机利用GPS标准时间TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号以及获得其用户位置信息。这是利用GPS热启动方法进行启动的。
步骤S408:同步用户终端向网络上报获得卫星有关信息和其位置信息。
步骤S409:网络向需要该用户位置信息的节点上报该用户位置信息。
图9示出了本发明的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法的步骤。请参见图9,下面是对方法中各步骤的详细描述。
步骤S500:网络设备测量GPS标准时间,并且下发给相应的用户终端。
步骤S501:待定位的用户终端获得基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS
下发GPS标准时间可以通过广播方式或者专用信道方式。图11示出了通过广播方式下发GPS标准时间过程。首先,各个TD-SCDMA基站分别接收GPS卫星信号,获得TD-SCDMA系统时钟在确定系统帧号(比如SFN=0)时的GPS标准时间。然后,各个TD-SCDMA基站分别上报在第一步中测量的GPS标准时间给RNC(资源网络控制器)。在第三步中,RNC存储第二步中上报的GPS标准时间。最后,RNC通过广播信道的信令通知需要定位的用户终端所在小区的在确定系统帧号与GPS标准时间的定时关系以及其它传统A-GPS所需信息。
步骤S502:用户终端不断测量自己的接收-发射时间TRX-TX,并且存储一定长度的测量值,存储长度取决于信令环回时间Tloop以及基站用来测量传输时延(亦即信令环回时间)Tloop的时间(由系统仿真或者实际测量获得)。
步骤S503:RNC控制基站上报信号环回时间Tloop。其中步骤S502~S503和步骤S500~S501可以是同时进行的。
步骤S504:RNC下发基站传输时延Tloop以及对应的测量时间系统(子)帧号码给对应的待定位用户终端。
步骤S505:用户终端从存储的测量值中选择对应Tloop测量时刻的自身对于基站的信号传输时延TRA,其中TRA=(Tloop-TRX-TX)/2。
步骤S506:用户终端计算自身GPS标准时间:TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA
步骤S507:用户终端中的A-GPS接收机利用TGPS_SD_UE以及其它有关信息(例如星历以及A-GPS校正信息)测量卫星信号和获得其用户位置信息。这是利用GPS热启动方法进行启动的。
步骤S508:同步用户终端向网络上报获得卫星有关信息和其用户位置信息。
步骤S509:网络向需要用户位置信息的节点上报该用户位置信息。
图10示出了本发明的在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的装置的较佳实施例的结构。请参见图10,装置包括定位应用平台模块10、定位中心模块11、RNC 12、基站13以及用户终端14。其中定位应用平台模块10完成业务定位,连接外部服务器并向外提供需要定位的用户终端的位置信息。定位中心模块11完成需要定位的用户终端的位置估计,同时向该定位应用平台模块10提供需要定位的用户终端的位置信息。基站13完成TD-SCDMA系统时钟在确定帧号GPS标准时间TGPS_SD_BS的测量、上报以及网络与用户终端14之间的通讯功能,上报测量到的GPS标准时间,同时测量并上报待定位用户终端14的信号环回时间Tloop。RNC12接收各个基站13上报的GPS标准时间TGPS_SD_BS,通过信令下发给用户终端14,同时计算基站13到待定位用户终端14的信号环回时间Tloop,并通过专用信道传递给需要定位的用户终端14。待定位的用户终端14测量自己的接收-发射时间TRX-TX,计算用户自身相对基站13的信号传输时延TRA,结合接收到的基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS进而计算用户终端自身的GPS标准时间TGPS_SD_UE=TGPS_SD_BS-TRA,由设置于用户终端内的辅助型GPS接收机利用GPS标准时间TGPS_SD_UE和有关信息测量卫星信号和获得用户位置信息,传递至该定位中心模块11。
在另一实施例中,待定位的用户终端14还包括了存储一定长度的接收-发射时间TRX-TX的模块,其中存储长度取决于信号环回时间Tloop以及基站用于测量信号环回时间Tloop所花的时间。
图13示出了基站在确定系统帧号时的GPS标准时间计算模块的结构。请参见图13,GPS接收机20完成当前的标准GPS时间测量工作,将测量值输出给加法器21。基站的时钟板22提供当前SFN以及帧头时间,输出当前SFN给加法器23。加法器23将当前SFN与标准SFN的差输出给乘法器24。乘法器24将输入的差乘以TD-SCDMA的帧长度获得相对时间,输出给加法器25。加法器25将标准GPS时间减去相对时间获得系统帧号时的绝对GPS标准时间作为系统输出,提供给RNC使用。
图14示出了用户终端侧当前标准GPS时间计算模块的结构。请参见图14,TD-SCDMA接收机30完成定位中心消息解调功能,将系统帧号时的绝对GPS标准时间输出给加法器31。TD-SCDMA接收机30完成其接入基站的SFN解调功能,输出当前SFN给加法器32。加法器32将当前SFN与标准SFN相减的差输出给乘法器33。乘法器33将输入的差乘以TD-SCDMA帧长度获得相对时间,输出给加法器31。加法器31将系统帧号时的绝对GPS标准时间与相对时间相加,获得当前标准GPS时间,提供给A-GPS接收机34。A-GPS 34完成在网络辅助信息下的定位功能。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的,本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下,对上述实施例做出种种修改或变化,因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限,而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

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本发明公开了一种在TD-SCDMA系统中校准GPS标准时间的方法,可在用户终端上获得更加准确的GPS标准时间。其技术方案为:该方法包括:网络设备测量GPS标准时间并下发给UE;待定位UE获得基站的GPS标准时间TGPS_SD_BS;RNC控制基站上报信号环回时间Tloop;RNC下发Tloop给对应的待定位UE;UE测量自己的接收-发射时间TRX-TX;UE计算自身对于基站的信号传输时延TRA;U。

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