使用多个位置协助数据源来确定方位信息的制作方法
【专利说明】使用多个位置协助数据源来确定方位信息
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年3月13日提交的美国非临时申请N0.13/797，599的优先权，该申请通过引用被合并于此。
技术领域
[0003]本公开一般涉及无线通信领域，并且具体地，涉及无线位置/定位技术。
【背景技术】
[0004]在辅助全球定位系统(A-GPS)或辅助全球导航卫星系统(A-GNSS)中，当GPS接收机在特定的无线网络中进行操作时，其接收并使用位置相关的辅助数据来改善其性能(例如，关于首次定位时间(time-to-first-fix，TTFF)值和定位准确度)。但通常在这样的系统中，GPS接收机(例如，具有GPS能力的蜂窝设备)能够仅从该设备进行操作的无线网络中的位置信息源请求并且取回位置相关辅助数据。
[0005]即使存储位置相关辅助数据的多个源或者服务器对于GPS接收机/设备来说可用或者可由GPS接收机/设备进行访问，但可能仅限于选择这些源中的一个源来接收辅助数据。而且，来自两个不同源的辅助数据可能不相容或者不同步，使得其不能被设备用来计算方位/位置。例如，无线网络中的一个源可以提供网络的专属信息(例如，网络时间、方位，等等)作为辅助数据。并且，另一源(例如，同一网络或不同网络中的位置服务器)可以提供包括与由网络选择的卫星星座相关的数据的辅助数据。在这样的情形中，设备可能不能利用这两组不同的数据，并且可能必须选择这两组中的一组来计算设备的方位。
[0006]在另一示例中，设备可以是能够连接到不同蜂窝网络(例如，不同蜂窝运营商(AT&T、Verizon等)的网络、或者利用不同的蜂窝技术(例如，3G、4G(WiMAX、LTE)等)来实现的网络)的蜂窝设备。如果设备将其连接从一个网络转换到另一网络(例如，由于漫游，同时连接到两个不同的数据网络，或者自愿地从一个网络切换到另一网络)，在当前的辅助定位系统中，该设备必须终止其当前的方位计算会话(当前的方位计算会话可能正在使用来自先前网络的辅助数据)，丢弃先前的辅助数据，并且在新的网络中发起新的方位计算会话，并且请求并使用新的辅助数据。因此，设备缺少使用来自多个位置信息源的辅助数据(例如，通过将先前的辅助数据和新的辅助数据进行整合)从而进一步改善其性能的机会。
【附图说明】
[0007]图1根据本公开的各个方面和原理，描绘了位置/方位信息系统的概况。
[0008]图2根据本公开的各个方面和原理，描绘了示出用于计算位置/方位信息的示例性处理的消息流程图。
【具体实施方式】
[0009]在下面的描述中，相似的部分被给出相同的标号，不管它们是否被示出于不同的实施例中。为了以清楚简洁的方式来说明本公开的(一个或多个)实施例，附图不一定按照比例示出，并且某些特征可能以有些示意性的形式示出。针对一个实施例说明和/或描述的特征可以以相同的方式或者以类似的方式用于一个或多个其他实施例中和/或与其他实施例的特征相结合或者代替其他实施例的特征。
[0010]根据本公开的各个实施例，所提出的是无线位置/方位计算系统，该无线位置/方位计算系统包括多个协助数据源、无线设备、以及位置计算模块，其中，每个协助数据源存储(并且提供)位置相关的协助信息，无线设备被配置为与协助数据源进行通信，位置计算模块与无线设备相集成或者位于无线设备的外部。无线设备可以包括一个或多个收发机以及用来传输和处理无线数据和其他信号的其他必需电路。无线设备可以接收请求计算无线设备的方位的方位请求，并且作为响应，发起计算方位会话。在计算方位会话中，无线设备向协助数据源发送协助请求，并且从协助数据源取回位置相关协助信息，并且对来自协助数据源的位置相关协助信息进行处理，以生成整合的位置信息。位置计算模块可以基于该整合的位置信息和从卫星接收到的卫星位置信息来计算无线设备的方位。
[0011]在一些实施例中，协助数据源包括与多个蜂窝网络相关联的网络位置服务器、一个或多个基于互联网的位置服务提供商服务器、或者其组合，其中，每个网络位置服务器对在相应的蜂窝网络内生成或处理的位置相关协助信息进行存储。
[0012]位置相关协助信息可以包括参考(或粗略的或未加工的)位置/方位信息、参考(或粗略的或未加工的)时间信息、卫星的轨道信息(例如，星历数据)、一组卫星的参考和状态信息(例如，年历)、或者其组合。在一些实施例中，为了处理位置相关协助信息，无线设备被配置为执行如下操作中的一个或多个:(a)对来自协助数据源中的至少两个协助数据源的参考时间信息或参考位置信息执行数学运算，(b)将来自协助数据源之一的卫星的轨道信息附加到来自另一协助数据源的卫星的轨道信息，(C)选择在无线设备处从协助数据源之一首先接收到的或最后接收到的位置相关协助信息作为整合的位置信息，以及(d)将卫星的轨道信息或一组卫星的参考和状态信息从第一格式转换为第二格式，反之亦然，其中，第一格式与通过集成在无线设备中的位置计算模块来计算无线设备的方位相对应，并且第二格式与通过无线设备外部的位置计算模块来计算无线设备的方位相对应。
[0013]在一些实施例中，该系统还包括第一无线网络和第二无线网络，第一无线网络包括第一协助数据源，第二无线网络包括第二协助数据源。在该情形中，无线设备可以首先在第一无线网络中进行操作，并且作为计算方位会话的一部分，无线设备可以从第一协助数据源取回位置相关协助信息。稍后，(例如，基于蜂窝漫游模式)无线设备可以被从第一无线网络断开连接，并且变为在第二无线网络中进行操作，或者除了与第一无线网络相连接并且在第一无线网络中进行操作，无线设备还可以与第二无线网络进行连接。当在第二网络中进行操作时，并且作为(当前的)计算方位会话的一部分且无需终止(当前的)计算方位会话，无线设备可以从第二协助数据源取回位置相关协助信息。仍然无需终止(当前的)计算方位会话，无线设备可以将来自第一协助数据源和第二协助数据源的位置相关协助信息进行结合。另外，在同一计算方位会话内，位置计算模块可以基于结合后的位置相关协助信息和卫星位置信息来计算无线设备的方位。
[0014]在本公开的另一方面，展示了无线设备，该无线设备可以包括收发机和具有处理器或者与处理器相关联的位置核心模块。收发机可以被安排为发送和接收无线数据和其他信号。位置核心模块可以被配置为接收请求计算无线设备的方位的方位请求，并且响应于该方位请求，发起计算方位会话。在计算方位会话中，位置核心模块(或其处理器)可以被配置为向多个协助数据源发送协助请求并且从多个协助数据源取回位置相关协助信息。位置核心模块还可以对从多个协助数据源接收到的位置相关协助信息进行处理，以生成整合的位置信息。而且，位置核心模块可以基于该整合的位置信息和从卫星接收到的卫星位置信息来计算无线设备的方位，或者向无线设备外部的位置计算模块提供该整合的位置信息和/或卫星位置信息，以计算无线设备的方位。
[0015]在一些实施例中，位置核心模块包括位置框架模块、位置引擎模块、以及位置基带模块。位置框架模块可以被安排为(例如，从在无线设备上执行的应用，或者从与该无线设备分离的设备)接收方位请求，并且与多个协助数据源进行通信，以取回位置相关协助信息。位置引擎模块可以被配置为向位置框架模块发送请求，以与多个协助数据源进行通信，从而取回位置相关协助信息，并且从位置框架模块接收位置相关协助信息。位置引擎模块还可以被配置为生成配置信息并且将配置信息提供给位置基带模块，并且对整合的位置信息和卫星位置信息进行处理。位置基带模块可以被配置为基于配置信息跟踪并捕获卫星，接收卫星位置信息，并且向位置引擎模块提供该卫星位置信息。
[0016]在一些实施例中，作为(当前的)计算方位会话的一部分，并且无需终止(当前的)计算方位会话，位置引擎模块还被配置为基于从多个协助数据源中的第一协助数据源接收到的位置相关协助信息来生成第一配置信息，并且将第一配置信息提供给位置基带模块。位置引擎模块还能够将从多个协助数据源中的第一协助数据源接收到的位置相关协助信息与从多个协助数据源中的第二协助数据源接收到的位置相关协助信息相结合。位置引擎模块然后可以使用结合后的位置相关协助信息来生成第二配置信息并且将第二配置信息提供给位置基带模块。
[0017]在一些实施例中，作为(当前的)计算方位会话的一部分，并且无需终止(当前的)计算方位会话，位置基带模块还被配置为跟踪并捕获卫星，并且基于来自位置引擎的第一配置信息来启动位置报告的生成。并且，响应于第二配置信息，位置基带模块可以更新对卫星的跟踪和捕获、以及位置报告。
[0018]在本公开的另一方面，呈现了用来计算无线设备的方位的方法。该方法可以由无线设备的处理器来执行，该方法包括:接收请求计算无线设备的方位的方位请求；以及响应于该方位请求，发起计算方位会话。计算方位会话可以包括:向多个协助数据源发送请求从该多个协助数据源取回位置相关协助信息的协助请求；以及接收所请求的位置相关协助信息。该方法还包括:对来自多个协助数据源的位置相关协助信息进行处理，以生成整合的位置信息。而且，作为计算方位会话的一部分，可以在无线设备处基于整合的位置信息和从卫星接收到的卫星位置信息计算无线设备的方位。替代地(或附加地)，整合的位置信息和/或卫星位置信息可以被从无线设备提供给无线设备外部的位置计算模块，该位置计算模块可以计算无线设备的方位。
[0019]这些及其他特征和特点、结构的相关元件的功能和操作方法、部分的组合以及制造的节约将在参照附图理解下面的描述和所附权利要求时变得更加显而易见，所有这些形成本说明书的一部分，其中，在各个附图中相似的标号表示相应的部分。然而，应当明确理解，附图仅出于说明和描述的目的，而并非意欲作为对权利要求的限制的限定。如本说明书和权利要求中所使用的，除非上下文中以其他方式清楚地指出，否则单数形式“一”、“该”包括复数指代。
[0020]图1根据本公开的各个方面和原理，描绘了无线定位系统100的概况。无线定位系统100的体系架构包括无线设备102和多个辅助/协助数据源104a-104x( “源104”)，该多个辅助/协助数据源104a-104x( “源104”)存储位置相关的辅助/协助信息，并且被配置为使用射频(RF)信号或经由数据网络(例如，诸如互联网之类的基于互联网协议(IP)的网络)来与设备102进行通信。在一些实施例中，如下面将详细讨论的，一个或多个源104a-104x可以是一个或多个蜂窝网络的一部分，或者被部署于一个或多个蜂窝网络中，其中，该一个或多个蜂窝网络使用来自协助数据源的数据来向其订户/用户提供基于位置的服务。此外，在系统100中，设备102和源104a-104x能够与GPS卫星或GPS卫星星群106a-106x( “卫星106”)进行通信，从而按需接收具有方位/位置相关信息的RF信号，其中，基于该方位/位置相关信息，设备102能够计算其方位(例如，用于基于位置的服务和应用)。一般地，系统100的组件以及在其中执行的基于位置的服务和应用可以与全球导航卫星系统和全球定位系统(例如，GNSS、GPS、GLONASS、Galileo、COMPASS、BEIDOU等)、基于协助的卫星/定位系统(例如，安全用户平面定位(SUPL)系统)和/或不同的增强系统(例如，基于卫星的增强系统(SBAS)等)有关。
[0021]在本公开的上下文中，源104指代能够存储并(向无线设备)提供相关联的(蜂窝)网络和/或一个或多个卫星的位置和时间相关信息(例如，(一个或多个)卫星106的星历信息)的任意设备或装置。在一些实施例中，源104可以是无线网络(例如，全球移动通信系统(GSM)网络、通用分组无线业务(GPRS)网络、第三代(3G)网络、包括长期演进(LTE)网络或WiMAX网络的第四代(4G)网络、W1-Fi网络、或任意其他蜂窝/无线网络)的一部分或者被部署于无线网络中，该无线网络使用来自源104和(一个或多个)卫星106的辅助数据向其订户/用户提供基于位置的服务。由此，源104可以在蜂窝网络中被实现为辅助GPS (A-GPS)或辅助GNSS (A-GNSS)服务器(下文被称为“A-GPS服务器”)，该服务器通过与A-GPS服务器相集成的参考GPS接收机(未示出)来接收、监控、处理和存储来自卫星106的GPS信号。
[0022]在一些实施例中，A-GPS服务器支持网络的一个或多个基站或移动交换中心(MSC)(例如，A-GPS服务器可以与MSC同地协作)。基于该实现方式，A-GPS服务器可以是蜂窝基站或MSC的一部分，或者可以被安排为W1-Fi网络的接入点(AP)的一部分。而且，A-GPS服务器(一般而言是源104)可以被配置为基于网络所支持的无线协议和技术(例如，GSM、GPRS、3G、4G、W1-Fi，等等)来与网络实体和/或无线设备102进行通信，其中，A-GPS服务器是该网络的一部分，并且基于GPS卫星系统所支持的定位协议来与卫星106进行通信。不管所采用的相应的无线网络技术是什么，源104都将包括(一根或多根)天线、(一个或多个)射频发送机/( 一个或多个)接收机、(一个或多个)处理器、路由器功能、存储/存储器设备以及适用于与