专利名称：一种定时校准方法
技术领域：
本发明一般地涉及无线通信系统，具体地，涉及使用无线通信系统设备的地理位置。
卫星基导航系统可向全世界用户给出精确的三维位置信息。然而，先有技术的卫星基导航系统在确定位置信息中应用了费时的搜索过程。当用户在移动或是在紧急情况下需要立即求助时，导航系统中费时的搜索过程是特别不希望的。
图1示明一个称作全球定位系统(GPS)10的、周知的卫星基航导系统。GPS10中包含多颗卫星12-j和至少一个GPS接收机14，这里，j=1,2,……,n。每颗卫星12-j的轨道以已知速度Vj围绕地球运行，并与其它卫星12-j有已知的间隔距离。每颗卫星12-j传送一个GPS信号11-j,GPS信号中包括有一个已知频率f的载波信号，它受到一个独特的伪随机噪声(PN-j)码以及与特定的卫星12-j相关联的导航数据(ND-j)的调制，其中，PN-j码里包括一个独特的PN码片序列，导航数据ND-j内包括一个卫星识别符、星历表信息以及诸如仰角αj和方位角φj的轨道数据。图2示明一个典型的、20ms的GPS信号11-j的数据帧，其中除了包含一个导航数据ND-j序列外，还包含20个完整序列的PN-j码。
GPS接收机14中包含一个用以接收GPS信号11-j的天线15、多个用以检测GPS信号11-j的相关器16-k(k=1,2,……,m)以及一个处理器17，处理器17中装有应用导航数据ND-j来确定一个位置的软件。GPS接收机14通过PN-j码检测GPS信号11-j。检测GPS信号11-j时涉及一种相关处理，这里，应用相关器16-k在载波频率方面和代码相位方面搜索PN-j码。实施此种相关处理时应用实时的相乘运算，将调制于一个复制的载波信号上的移相复制PN-j码乘上接收到的GPS信号11-j，随后作积分和转储处理。
在载波频率方面，当GPS信号11-j到达GPS接收机14时，GPS接收机14复制出载波信号来匹配GPS信号11-j的频率。然而，由于存在多普勒效应，在GPS信号11-j到达GPS接收机14之前该GPS信号11-j所传送的频率f会发生一个未知量Δfj的改变，也就是，每个GPS信号11-j在到达GPS接收机14上时会有频率f+Δfj。为了计及多普勒效应，使GPS接收机14在f+Δfmin到f+Δfmax的频谱范围fspec内复制载波信号，直至所复制的载波信号的频率与接收到的GPS信号11-j的频率相匹配，这里，Δfmin和Δfmax是GPS信号11-j从卫星12-j传送到GPS接收机14时因多普勒效应而遭受到的频率变化的最小值和最大值，也即Δfmin≤Δfj≤Δfmax。
在代码相位方面，GPS接收机14复制出与每颗卫星12-j相关联的独特的PN-j码。使复制的PN-j码的相位在代码相位谱Rj(spec)范围内移位，直至以复制的PN-j码调制的复制载波信号毕竟与GPS接收机14接收到的GPS信号11-j相关联，这里，每个代码相位谱Rj(spec)中包括着有关PN-j码的每种可能的相位偏移。当相关器16-k检测到GPS信号11-j时，GPS接收机14从检测到的GPS信号11-j中抽取出导航数据ND-j，并如本技术领域内所周知的，应用此导航数据ND-j来确定GPS接收机14的位置。
相关器16-k在配置上可实现并行搜索，在载波频率谱fspec和代码相位谱Rj(spec)范围内同时搜索多个PN-j码。换言之，多个相关器16-k之每一个专用于对一个特定的PN-j码在f+Δfmin至f+Δfmax之间的每一个可能频率上进行搜索，并对该PN-j码在每一可能的相位偏移上进行搜索。当一个相关器16-k对一个PN-j码完成其搜索时，该相关器16-k便对另一个PN-j码在f+Δfmin至f+Δfmax之间的每一个可能频率上进行搜索，并对该PN-j码在每一可能的相位偏移上进行搜索。此种过程继续下去，直至这多个相关器16-k总体地搜索好全部PN-j码。例如，假若有12颗卫星12-j，于是将有12个独特的PN-j码。如果GPS接收机14中有6个相关器16-k，则GPS接收机14将应用它的相关器16-k每次对6个不同PN-j码的两组之一进行搜索。具体地，相关器16-k先搜索前6个PN-j码，也即相关器16-1搜索PN-1，相关器16-2搜索PN-2，等等。完成这前6个PN-j码的搜索后，相关器16-k再搜索后6个PN-j码，也即相关器16-1搜索PN-7，相关器16-2搜索PN-8，等等。
对于每个被搜索的PN-j码，相关器16-k对该PN-j码的频率频谱和相位偏移之每一种可能组合实施一次积分和转储处理。例如，对于该载波信号假定频率频谱fspec中包括50个可能的频率，并对于每个PN-j码假定代码相位谱Rj(spec)中包括2046个可能的半码片相位偏移。为了对该PN-j码搜索其频率频谱和半码片相位偏移之每一种可能组合，相关器16-k便需实施102300次积分。相关器16-k一次典型的积分时间为1ms，当天线15能清楚地见到天空或者对卫星12-j有直接视线时，对于GPS接收机14来说1ms的时间通常足以检测到GPS信号11-j。因此，对于上面的例子，一个相关器16-k对一个PN-j码搜索完成其每一种可能的频率频谱和半码片相位偏移之组合需要102.3秒时间。
然而，GPS接收机14现在是安装在移动电话或者其它类型移动通信装置中的，它们往往不能清楚地见到天空。因此，GPS接收机14时常不能清楚地见到天空。在此情况下，由GPS接收机14接收到的GPS信号的信号噪声比与GPS接收机14能清楚地见到天空时的信号噪声比相比较，一般要低得多。因此，这使得GPS接收机14更难以检测GPS信号11-j。为了补偿较弱的信号噪声比和增强对GPS信号11-j的检测，可以使相关器16-k配置以较长的积分时间。在此场合，足够的积分时间将大约需1秒钟。因此，对于上面的例子，一个相关器16-k对一个PN-j码搜索完成其每一种可能的频率频谱和半码片相位偏移之组合将需要102300秒时间。对于检测GPS信号11-j来说，较长的积分时间造成了较长的捕获时间，而较长的捕获时间是不希望的。
已开发了无线辅助GPS(WAG)系统，对于配置有短的或长的积分时间之GPS接收机可帮助其对GPS信号11-j的检测。WAG系统通过减少相关器搜索GPS信号11-j时要实施的积分次数来帮助对GPS信号11-j的检测。借助于减小要搜索的频率范围和代码相位范围，可减少积分次数。具体地，WAG系统使搜索GPS信号11-j限制于一个特定频率或一些频率上，并使代码相位限制于比代码相位谱Rj(spec)为窄的范围内，进行搜索的时间段在这里称为搜索窗口。
图3示明一个WAG系统20，它包含一个WAG服务器22，多个基站23和至少一个客户机24。WAG服务器22中包括一个GPS接收机26，其中装有一个在已知的固定位置上、能清楚地见到天空的天线27。由于天线27能清楚地见到天空，所以GPS接收机26中的相关器通常配置短的积分时间。WAG服务器22在工作中通过有线或无线接口与基站23进行通信。每个基站23具有已知的位置，并向位于其地理区域内或者与基站23相关联的小区25内的WAG客户机提供通信服务，这里，每个小区25具有已知的范围，并划分成多个扇区。WAG客户机24中包括一个GPS接收机28并或许有一个移动电话27，客户机24通常在移动，和/或处于一个未知位置上，能或不能清楚地见到天空。带有相关器的GPS接收机28典型地配置长的积分时间。需要指出，使用于本场合的名词“移动电话”应认作包括且不限于任何通信装置。
图4是一个流程图300，示明了WAG系统20的工作。步骤310中，WAG服务器22应用其GPS接收机26通过多颗卫星12-j的GPS信号11-j来检测这多颗卫星12-j。WAG服务器22从每颗检测到的卫星12-j中获得下列信息卫星12-j的标识和频率fj，代码相位，以及与检测到的卫星12-j相关联的仰角αj和方位角φj。这里，仰角αj定义为WAG服务器22或客户机24对一颗卫星12-j的视线与该视线在水平面上投影之间的夹角，方位角φj定义为该视线在水平面上的投影与正北方向在水平面上投影之间的夹角。参见图5，它示明了对应于一颗卫星12-j,WAG服务器22或WAG客户机24的仰角αj和方位角φj。
步骤315中，WAG服务器22从当前与WAG客户机24进行通信或为之服务的基站23中接收扇区信息；这里，扇区信息指示出一个扇区内WAG客户机24现时的位置。步骤320中，WAG服务器22根据下列因素对WAG客户机24的位置作出初始估计已知的起服务作用的基站之位置，与此服务的基站相关的小区范围，WAG客户机24现时所在的扇区，以及WAG客户机24与服务的基站之间的单程延时。一个实施例中，WAG服务器22初始估计为WAG客户机位于该扇区内一个基准点上，例如是扇区内大约中心处的点上。另一个实施例中，WAG服务器22应用周知的增强式前向链路三角测量(EFLT)技术来初始估计WAG客户机24的位置。
步骤330中，对于每颗检测到的卫星12-j，由WAG服务器22应用自检测到的GPS信号11-j中获得的信息在一个基准时间tj内预测基准点上的一个频率fj(r)和一个代码相位搜索范围Rj(sectk)，该代码相位搜索范围Rj(sectk)中包括了GPS信号11-j到达该扇区内任何地方时所有可能的代码相位，或是GPS信号11-j到达比之WAG客户机24现时所在扇区为小的一个估计地区内时所有可能的代码相位。这里，基准时间tj是一个GPS时间。步骤340中，WAG服务器22向服务的基站23传送一个搜索消息，这里，该搜索消息中对于每颗检测到的卫星12-j包括下列信息关于有关的PN-j码的信息，预测的频率fj(r)，代码相位搜索范围Rj(sectk)，以及基准时间tj。
步骤350中，服务的基站向WAG客户机24传送搜索消息。步骤360中，对于在搜索消息内指明的卫星12-j，由WAG客户机24于基准时间tj所指明的搜索窗口内开始并行搜索。具体地，WAG客户机24在代码相位搜索范围Rj(sectk)的界限内以及由基准时间tj指明的搜索窗口内，使用它的相关器于预测的频率fj(r)上同时搜索每一个GPS信号11-j。因此，积分次数减少到在代码相位搜索范围Rj(sectk)之界限内的预测频率fj(r)的数目上。
为了使WAG客户机24正常地实施搜索，WAG客户机24需要与GPS时间同步，以做到在基准时间tj所指明的合适时间上由WAG客户机24对GPS信号进行搜索；如前面所述，基准时间tj是一个GPS时间。WAG客户机24典型地同步于一个系统时间上，它对应的定时被应用来使基站23同步在属于同一无线通信系统中的其它基站23上。如果系统时间与GPS时间同步，则WAG客户机24将知道GPS时间，并在由基准时间tj所指明的合适时间上搜索GPS信号11-j。根据周知的IS-95或IS-2000标准，无线通信系统内采用一个与GPS时间同步的系统时间。然而，根据诸如W-CDMA、TDMA或GSM之类的其它标准，无线通信系统并不采用与GPS时间同步的系统时间。此类无线通信系统中，WAG客户机24需要接收到依据系统时间所表明的基准时间tj，或是需使其本身能够同步于GPS时间上。因此，存在着一种要导出精确的GPS定时的需求，以使得能将WAG技术应用于不与GPS定时同步的无线通信系统中。
本发明是一种方法，通过将数据帧边界校准到全球定位卫星(GPS)定时上以导得精确的GPS定时。借助于在一个基准GPS时间(或脉冲)与第n个数据帧边界之间确定一个校准时间Δt来达到时间校准。将此校准时间Δt和一个规定出第n个数据帧边界的帧边界识别符提供给一个配备有完全或部分GPS接收机的装置，以使得该配备GPS接收机的装置可将其本身同步于GPS定时上。在使其本身同步于GPS定时上之后，配备GPS接收机的装置可以利用由一个地理位置服务器，例如WAG服务器，提供的信息来搜索GPS信号。
建立初始的校准时间Δt之后，配备GPS接收机的装置随后可建立一个第二校准时间Δt’，方法是利用由配备GPS之装置记录下的相对于该配备GPS之装置处的本地时间而言的相位或伪范围。另一种方法，配备GPS之装置可以将记录的相位或伪范围以及一个诸如基准帧的本地时间基准传送至另一个实体上，以计算出这第二校准时间Δt’。按照下面的说明，所附的权利要求书和各个附图，对本发明的特性、特点和优点将能较好地理解。附图中，图1示明一个称为全球定位系统(GPS)的、周知的卫星基导航系统；图2示明一个典型的GPS信号的20ms数据帧；图3示明一个无线辅助GPS(WAG)系统；图4示明一个流程图，表明了图3上WAG系统的工作；
图5示明对应于一颗卫星与一个WAG服务器或WAG客户机所形成的仰角αj和方位角φj；图6示明按照本发明的一个无线辅助GPS(WAG)系统；图7示明通过它们传送数据的一系列数据帧；图8示明利用一个GPS信号导出的一个GPS脉冲串；图9示明通过一个无线接口将基站信号和GPS信号传送给一个专用定时校准(DTC)单元；图10示明DTC单元如何实施时间校准；图11示出一个流程图，表明了应用图6的WAG系统时一种可能的地理位置处理；以及图12示明校准时间Δtk与单程传输延时之间的关系。
图6示明按照本发明的一个无线通信系统或无线辅助GPS(WAG)系统60。WAG60中包含至少一个基站62、一个专用定时校准(DTC)单元66、一个WAG服务器68和至少一个WAG客户机69。基站62具有已知的位置，向位于一个有关的地理区域或小区内的各WAG客户机提供通信服务。基站62通过有线或无线接口65和67连接至DTC单元66和WAG服务器68上。DTC单元66是一个用以实施时间校准的装置，可以通过有线或无线接口61连接至WAG服务器68上。DTC单元66中包括一个振荡器和一个GPS接收机，GPS接收机的天线其位置能清楚地见到天空，以便从GPS卫星64-k上接收GPS信号。另一个实施例中，DTC单元66可以安装入WAG客户机69中。WAG服务器68中包括一个GPS接收机，其天线安装在一个已知的固定位置上，能清楚地见到天空。WAG客户机69中包括一个振荡器、一个GPS接收机以及或许一个移动电话，并且WAG客户机69通常在移动，和/或处于一个未知位置上，能或不能清楚地见到天空。需要指出，使用于本场合的名词“移动电话”应认作包括且不限于任何通信装置。
DTC单元66在系统定时与GPS定时之间实现时间校准。为了说明DTC单元66如何实现这种时间校准作用，这里解释一下对系统定时和GPS定时的理解。系统走时是指由无线通信系统使用的、基站62和WAG客户机69所属的定时，而GPS定时是指由GPS卫星64使用的定时。系统定时被认为是不与GPS定时同步的。应当理解到，当系统定时与GPS定时同步时本发明也是可应用的，例如，那时候它可以应用于在多个基站之间进行精细的同步调整。
系统定时应用于基站62与同一无线通信系统内所属的其它基站间的同步，并应用于WAG客户机24与同一无线通信系统内所属的其它移动台间的同步。基站62通过多个数据帧向客户机24传送数据，这里，每个数据帧跨越一个已知的时间段，并且每个数据帧的传输是按系统定时同步的。图7示明一系列数据帧70-n，数据通过它们传输。每个数据帧在时间tn和tn+1上开始和结束传输，这里，时间tn与tn+1之间的时间长度为T。数据帧70-n由帧边界72-n和72-n+1予以规定。每个数据帧70-n中包括有用于指明帧边界72-n和72-n+1的同步比特74。需要指出，图7中所示的同步比特74是在一帧的开始处。但应理解到，同步比特74可以插入在一个帧70-n内的任一处，只要同步比特74指示出帧边界72-n和/或72-n+1的位置。
GPS卫星64-k之间应用GPS定时互相同步。GPS定时嵌入进GPS信号中，随后传送至DTC单元66、WAG服务器68、WAG客户机69和任何其它的配备GPS接收机的装置上。接收到GPS信号之后，DTC单元66导出一个GPS时间tGps-derived，并应用其振荡器产生出一个代表GPS定时的GPS脉冲串，这里，GPS脉冲串是同步于GPS时间tGPS-derived上的。DTC单元66将定期地导出其它GPS时间GPS-derived，以纠错或校正由于其振荡器中的漂移在GPS脉冲串内发生的误码。图8示例出一个GPS脉冲串80，这是应用一个GPS信号和DTC单元66的振荡器导出的。GPS脉冲串80中包括一系列脉冲82，这里的脉冲82之间相隔开例如1ms时间。
由DTC单元66应用基站信号和GPS信号63-k实现时间校准。通常，基站信号可以是由基站62通过一个或多个数据帧70传送的任何信号。在一个实施例中，基站信号中包括一个用于使DTC单元66(或者是配备有GPS接收机的其它装置)实现定时校准的请求。图9示明了通过一个无线接口向DTC单元66传送基站信号90和GPS信号63-k。
图10示明由DTC单元66如何实现时间校准。接收到基站信号90后，DTC单元66应用同步比特74确定出，何时接收到一个或多个帧边界72-n，并产生一个包含脉冲94-n的系统脉冲串92，这里，脉冲94-n对应于数据帧70-n中的帧边界72-n或者另一个基准点。类似地，接收到GPS信号63-k之后，DTC单元66导出一个GPS时间tDPS-derived，并应用此导出的GPS时间tGPS-derived以及它的振荡器产生出GPS脉冲串80。根据GPS脉冲串80和系统脉冲串92，DTC单元66应用其振荡器确定一个校准时间Δt，它是基准GPS脉冲(或时间)82与基准系统脉冲94-n之间的时间差。这里，DTC的振荡器可取地提供出误差为0.05×10-6或更小的定时信息精确度。一个实施例中，基准GPS脉冲(或时间)82对DTC单元66和WAG客户机69来说是预定和已知的。例如，基准GPS脉冲82对应于来自一个基准GPS时间中每节100个脉冲或是1ms。确定出校准时间Δt之后，DTC单元66随后向基站62传送此校准时间Δt和一个基准帧识别符，其中，基准帧识别符规定出一个对应于基准系统脉冲94-n的帧边界72-n(或是帧70-n)。
在另一个实施例中可注意到，基站信号90是通过一个有线接口传输至DTC单元66上的。又在另一个实施例中，DTC单元66同步于系统定时上，并先期知道何时送帧边界72，因此不向DTC单元66传输基站信号90。
如果DTC单元66可以较快速地捕获或检测GPS信号63-k，则产生GPS脉冲串80时可以简化。一个实施例中，基站信号90中包括一个用于定时校准和指明GPS卫星64-k之信息的请求，这里考虑到了基站62和/或DTC单元66以及相关的多普勒频率fk(r)。另一个实施例中，基站信号90中包括有用于定时校准和帮助信息(诸如由WAG服务器68通过基站62提供给WAG客户机69的信息)的请求，它带有最大的保持时间ΔT，用以指明此种帮助信息何时截止失效。
应当指出，对于图10的上述说明，假定了DTC单元66与基站62处于同位置上，因而基站信号90去到DTC单元66的传延输时可以忽略。应理解到，如果基站62与DTC单元66之间的传输延时不忽略，本发明也是可应用的。本技术领域内的一般熟练人员应能在此种状况下实现时间校准。
图11是一个流程图100，示例出按照本发明应用WAG系统60时一种可能的地理位置处理。步骤102中，启动位置服务和请求DTC单元66作定时校准。步骤104中，DTC单元66实现定时校准，也即对一个特定的基站62确定校准时间Δt。步骤106中，DTC单元66通过基站62向WAG服务器68提供以关于第n个帧边界的校准时间Δt。步骤108中，WAG服务器68向基站62提供以由WAG服务器68检测的每颗卫星的下列信息关于第n个帧边界的校准时间Δt；WAG客户机69当前所处的扇区内一个基准点上的估计频率fk(r)；代码相位搜索范围Rk(sect)，它包括了WAG客户机69在当前所处的扇区内或是比之扇区范围更小的区域内之任何地方上所到达的GPS信号63-k方面全部可能的代码相位；以及一个指明时间长度或搜索窗口的基准时间tk，在这期间估计频率fk(r)和代码相位搜索范围Rk(sect)有效。
步骤110中，基站62向WAG客户机69传送一个增强的搜索消息，这里，增强的搜索消息是通过一系列数据帧70传输的。增强的搜索消息中包括估计频率fk(r)、代码相位搜索范围Rk(sect)、GPS基准时间tkk、校准时间Δt和延时信息。延时信息中至少包括该增强的搜索消息传输中经受的延时，但不是增强的搜索消息形成中的基站信号和/或基站信道环节中的基站信号传输出而在WAG客户机69和/或DTC单元66上分别接收此类信号时经受的延时。通常，延时信息中包括有从基站天线点到WAG客户机69的信号传输之延时所对应的单程(或往返)传输延时。传输延时可以用周知的方式来确定。参见图12，它示明了校准时间Δt与单程传输延时OWD之间的相互关系95。
步骤112中，WAG客户机69接收增强的搜索消息，应用同步比特及其内部时钟从时间上标记出何时接收到增强的搜索消息，并应用校准时间Δt和增强的搜索消息中包括的延时信息使其内部时钟同步。具体地，为了使其内部时钟同步于GPS定时上，WAG客户机69通过从一个时间中首先减去单程传输延时OWD来计算出基站62与WAG客户机69之间的单程传输延时，在这个时间中WAG客户机69接收到增强的搜索消息而产生出一个DTC单元66的共通帧边界基准时间。该共通帧边界基准时间是指这样一个时间，其间顾及到信号从基站62传输到DTC单元66与信号从基站62传输到WAG客户机69之间的非共通延时。随后，再从共通帧边界基准时间中减去(或加上)校准时间Δtk，以得到GPS定时。
注意在步骤112中假定，DTC单元66有一个与基站62的无线接口，并且与基站62处于同位置上，使得传输延时大约为零。因此，信号从基站62传输到DTC单元66和WAG客户机69受到的传输延时将与基站信道环节到基站天线点之间的传输延时相同。但是，如果在DTC单元66与基站之间的连接为有线接口，则当实现时间校准时需考虑到传输延时差异，因为基站信道环节到DTC单元66之间的传输延时比之于基站信道环节到基站天线点(和/或WAG客户机69)之间的传输延时可能不是不同的。具体地，基站信道环节与DTC单元66之间的传输延时需考虑到，基站信道环节与天线点之间的传输延时需要作考虑。另外，延时信息中还需包括入与基站信道环节传输到基站天线点的延时相对应的传输延时信息。
步骤114中，WAG客户机69应用导得的GPS定时开始搜索在增强的搜索消息中指明的GPS信号。例如，DTC单元66应用估计的频率fk(r)和代码相位搜索范围Rk(sect)通过在由GPS时间tkk指明的一个搜索窗口内搜索有关的PRN码PN-k来搜索GPS卫星64-k。
步骤116中，WAG客户机69对检测到的GPS信号63-k进行检测和处理。步骤118中，WAG客户机69在处理好检测到的GPS信号之后导出一个GPS时间tGps-derived’，并将此GPS时间tGps-derived’与基站62传送的信号中的帧边界进行比较，以确定一个第二校准时间Δt’，这里，第二校准时间Δt’中可计及或不计及在WAG客户机69与基站62之间的单程传输延时。步骤120中，将第二校准时间Δt’传送回基站62。步骤122中，如果对时间校准请求另一个请求(用于另一个或同一个WAG客户机69)，则可以应用该第二校准时间Δt’。随后，由该WAG客户机69接收此第二校准时间Δt’并传送回基站62来确定另一个校准时间Δt”，如此等等。
一个实施例中，WAG客户机按照下列方式计算第二校准时间Δt’。WAG客户机应用校准时间Δt，通过使其本地时间同步于GPS时间来帮助检测GPS信号。例如，使本地时间同步于GPS时间时，可使WAG客户机应用较窄的搜索窗口来搜索GPS信号。检测到GPS信号之后，WAG客户机记录下在其上面GPS被检测(或达到)的一个相位。根据WAG客户机上的记录相位和本地时间，可以确定出对于WAG客户机上本地时间来说的伪范围Pk(或是卫星64-k与WAG客户机之间的距离)，这里，WAG客户机上的本地时间可以是接收到的基站信号的一个帧边界、一个先前的GPS时间、应用校准时间和基准帧识别符的一个同步的时间、等等。如果WAG客户机能够对至少四颗卫星64-k检测和记录相位，则应用下面的式子可以求解出第二校准时间Δt’ρk-cΔt′=(xk-xCLIENT)2+(yk-yCLIENT)2+(zk-zCLIENT)2]]>式中，c表示光线速度，xk、yk和zk表示卫星64-k的空间坐标，而xCLIENT、yCLIENT和zCLIENT表示WAG客户机的空间坐标。需要指出，坐标xk、yk和zk可以从卫星信号63-k中确定或得到。
另一个实施例中，WAG客户机将本地时间基准和代码相位或是关于至少四颗卫星64-k的伪范围ρk传送给基站、WAG服务器、DTC和/或在那里可校准好第二校准时间Δt’的另一个WAG客户机，其中，本地时间基准指明了WAG客户机上的本地时间，它由WAG客户机应用来记录代码相位或伪范围。本地时间可以指明一个数据帧或者帧边界。
这里，参照某些实施例说明了本发明。应当理解到，其它实施例也是可能的，本发明不应限制于这里说明的实施例。
例如，可以应用本发明来预测WCDMA系统中诸基站之间的定时偏移，以改善越区切换性能。现时，WCDMA中不同基站上的系统定时会偏移±500μs。这意味着，当一个移动台从一个基站越区切换到另一个基站时，移动台上的搜索窗口要大到±500μs的宽度，以便捕获第二基站来的信号(假定从第一基站到移动台的距离与第二基站到该移动台的距离相等)。通过应用定时校准Δt’，WCDMA系统可得到关于基站之间系统定时差异的偏移信息。因此，移动台上规定出搜索窗口的参数可得到改善，能缩窄对第二基站传送来信号的搜索窗口。因此，可以减少越区切换的过渡时间，从而系统性能得到改进。
另一个例子中，本发明可以在一个非同步网络中应用来使一个基于网络的地理位置得到解决，以覆盖传统的移动台(也即不配备GPS接收机的移动台)。系统定时可应用来记录到达信号的时间差(TDOA)，它们或是通过下行链路到达移动台上，或是通过上行链路信号到达多个基站上。在多个基站上的系统定时校准于GPS定时上。
权利要求
1．一种时间校准的方法，包括步骤应用与至少四个检测到的卫星信号和一个本地时间基准相关联的伪范围确定出一个校准时间，其中，该本地时间基准与卫星时间之间有已知的关系；以及传送此校准时间。
2．一种时间校准的方法，包括步骤在接收机上接收一个带有校准时间和基准帧识别符的消息，其中该消息是通过一个或多个数据帧接收到的；应用该校准时间和基准帧识别符检测至少四个卫星信号；以及应用与检测的卫星信号相关联的、关于本地时间的伪范围，计算出第二校准时间。
3．一种时间校准的方法，包括步骤在接收机上接收一个带有校准时间和基准帧识别符的消息，其中该消息是通过一个或多个数据帧接收到的；应用该校准时间和基准帧识别符检测至少四个卫星信号；以及传送出与至少四个检测的卫星信号和一个本地时间基准识别符相关联的伪范围，其中该本地时间基准识别符规定出一个本地时间基准，它与卫星时间之间具有一种已知的关系。
全文摘要
一种时间校准方法,通过将数据帧边界校准到GPS定时上用以导出精确的全球定位卫星(GPS)定时。借助于确定出基准GPS时间(或脉冲)与第n个数据帧边界之间的时间差Δt来达到时间校准。将规定了第n个帧边界的时间差Δt和一个帧边界识别符提供给一个配备有完全或部分GPS接收机的装置,使得配备GPS的装置可将其本身同步于GPS定时上。使其本身同步于GPS定时上后,配备GPS的装置应用由一个例如WAG服务器的地理位置服务器提供的信息,可搜索GPS信号。
文档编号G01S3/46GK1299063SQ0013446
公开日2001年6月13日 申请日期2000年12月1日 优先权日1999年12月3日
发明者克里斯托弗·B.·巴勒瑟, 陈华, 乔瓦尼·万努塞 申请人:朗迅科技公司