Aumento de sistema de localización por satélite con señales de comunicación inalámbrica.

Un procedimiento de procesamiento de información de posición en un dispositivo móvil que comprende un receptor de SPS y un transceptor (102b,

103b, 104b) de sistema de comunicación en un sistema de comunicación celular, comprendiendo dicho procedimiento:

determinar una primera medición de tiempo que representa un tiempo de propagación de un mensaje en una señal de comunicación entre dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) y al menos un transceptor (102a, 103a, 104a) inalámbrico basado en células en una ubicación conocida en el sistema de comunicación celular; determinar una segunda medición de tiempo que representa un tiempo de propagación de señales del sistema de localización por satélite (SPS) recibidas por dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b); y

permitir que se determine una posición de dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) usando dicha primera medición de tiempo, dicha segunda medición de tiempo y una medición independiente adicional para la eliminación del error de reloj inalámbrico-a-SPS, ya sea:

enviando al menos una entre dicha primera medición de tiempo y dicha segunda medición de tiempo a dicho(s) transceptor(es) (102a, 103a, 104a) inalámbrico(s) basado(s) en células; o bien recibiendo desde dicho(s) transceptor(es) (102a, 103a, 104a) inalámbrico(s) basado(s) en células información requerida para determinar dicha primera medición de tiempo;

o determinando dicha información en dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b).

Aumento de sistema de localización por satélite con señales de comunicación inalámbrica Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a sistemas de localización por satélite que están combinados con sistemas de comunicación inalámbrica y también se refiere a técnicas de ubicación por radio.

Las comunicaciones inalámbricas están aumentando rápidamente las comunicaciones telefónicas convencionales. Los teléfonos de célula inalámbrica o teléfonos celulares, como se denominan a veces, son una forma de sistema de comunicación basada en células, o celular. Estos sistemas pueden usarse en muchas ubicaciones diferentes. En las comunicaciones telefónicas convencionales, el servicio 911 de emergencias ha existido durante varios años y ha evolucionado y se ha ampliado con el tiempo. Actualmente, para la mayoría de los sistemas telefónicos cableados, se dispone de un servicio 911 mejorado. En este servicio, el centro de emergencias que recibe la llamada de manera automática desde el sistema telefónico descubre el número de teléfono, la ubicación y la identidad de la persona que llama, sin que la persona que llama tenga que proporcionar esta información. En el caso de un teléfono celular, tal servicio 911 mejorado normalmente no es posible. En la actualidad, un centro de emergencias que recibe una llamada marcada desde un teléfono celular no sabe desde dónde está produciéndose la llamada. Una solución propuesta para proporcionar un servicio 911 mejorado para teléfonos celulares es usar la superposición de las células en un sistema de comunicación basado en células. Esta superposición surge del hecho de que las distancias de comunicación de radio eficaces desde un emplazamiento de célula al siguiente se solapan en cierta medida. Esto se muestra en la Figura 1. El sistema 10 de comunicación basado en células incluye cuatro células 12, 14, 16 y 18 que se solapan en la medida mostrada en la Figura 1. Cada una de estas células se ha dibujado alrededor de su respectivo transceptor inalámbrico basado en células, que se muestran como los transceptores 21, 22, 23 y 24. Estos transceptores transmiten y reciben señales de comunicación inalámbrica basada en células a y desde los sistemas de comunicación móvil inalámbrica basada en células, tal como los sistemas 26, 27 y 28 de comunicación móvil inalámbrica basada en células mostrados en la Figura 1. Como se conoce bien en la técnica, existen numerosos sistemas de comunicación basada en células, tales como el sistema de AMPS y el sistema de CDMA, así como los sistemas de TDMA, GSM, PCS y el ISM. Cada uno de estos sistemas comparte el enfoque básico de la comunicación inalámbrica basada en células que consiste en emplazamientos base (denominados también emplazamientos celulares) que transmiten señales y que están desplegados en la topología celular en la que cada célula está definida por el área de cobertura de las señales a y desde su emplazamiento de célula (transceptor inalámbrico basado en células) y con algunas células posiblemente solapándose con otras células. El solapamiento de las células permitirá normalmente realizar una operación de radiolocalización al menos en las zonas de solapamiento. Por ejemplo, la posición del sistema 27 de comunicación móvil inalámbrica basada en células mostrado en la Figura 1 puede determinarse determinando el tiempo de propagación de señales de comunicación entre el emplazamiento 22 de célula y el sistema 27 móvil y, de manera similar, el tiempo de propagación de las señales inalámbricas de comunicación basada en células entre el sistema 27 móvil y el transceptor 23. Si se hacen determinadas suposiciones (tal como la altitud aproximada) y se usa una técnica de ángulo de llegada (AOA) , la posición de un sistema móvil basado en células puede determinarse con tan sólo dos transceptores basados en células inalámbricos que están en comunicación de radio con la unidad móvil. Normalmente, sin embargo, se requieren al menos tres enlaces de comunicación de radio con tres transceptores inalámbricos diferentes basados en células para obtener una solución de posición bidimensional. Existen numerosos ejemplos en la técnica anterior que describen el uso de la superposición celular como un modo de proporcionar operaciones de radiolocalización para sistemas de comunicación móvil de base celular. Un enfoque se denomina técnica de tiempo de llegada (TOA) y otro enfoque se denomina técnica de diferencia de tiempo de llegada (TDOA) .

Aunque la infraestructura puede, en cierta medida, existir ya para el uso de la superposición celular para proporcionar radiolocalización, resulta que la superposición es normalmente demasiado pequeña entre las células para proporcionar una cobertura adecuada sobre las diversas posiciones posibles de una unidad móvil. Esto puede verse en la Figura 1, en la que la unidad 28 móvil puede sólo recibir y transmitir señales con un transceptor inalámbrico basado en células, el transceptor 22, y no puede recibir señales desde (o transmitir señales a) los otros transceptores o emplazamientos de célula. En esta situación, la posición de la unidad 28 inalámbrica no puede definirse mejor que una circunferencia que rodea el emplazamiento 22 de célula y esto, de hecho, puede no ser posible debido a errores en el sistema y debido a la incapacidad para determinar el tiempo de manera lo bastante precisa en los sistemas de transmisión y recepción.

Otro enfoque para determinar la posición de un sistema de comunicación móvil es incorporar un sistema de localización por satélite (SPS) tal como el sistema de localización global (GPS) en el mismo recinto o acoplado estrechamente con el sistema de comunicación. Numerosas referencias han descrito este enfoque en el que el sistema GPS se usa en sí mismo para determinar la posición de la unidad integrada. Un ejemplo de una unidad integrada de este tipo se describe en la patente estadounidense 5.663.734 de Norman F. Krasner. En muchos sistemas integrados de este tipo que incluyen un receptor de GPS y un sistema de comunicación inalámbrica, el receptor de GPS es un receptor convencional basado en correlacionador que a menudo tiene dificultad para recopilar señales de GPS desde suficientes satélites de GPS como para determinar una posición del receptor de GPS. Los receptores de GPS normalmente no funcionan bien en entornos en los que existe bloqueo de las señales 2 10

de GPS desde los satélites de GPS. Este bloqueo puede ser sólo una sobrecarga de árbol, y aun así puede que el receptor de GPS no pueda adquirir y rastrear los satélites de GPS en un entorno de este tipo. Por consiguiente, existen muchas situaciones en las que un receptor de GPS y un sistema de comunicación integrados no podrán proporcionar una posición que pudiera transmitirse luego a través del sistema de comunicación de vuelta a un operador de 911 en un punto de respuesta de seguridad pública (PSAP) .

Otro enfoque de la técnica anterior que intenta proporcionar una posición para un sistema de comunicación inalámbrica se describe en la patente estadounidense 5.604.765. Esta patente da a conocer una técnica para insertar una señal de navegación de CDMA en el sistema de comunicación inalámbrica existente para proporcionar capacidad de navegación. La unidad móvil incluye un receptor de GPS y también incluye un sistema de comunicación que puede recibir señales de navegación de tipo GPS que se hayan insertado en difusiones de comunicación desde transmisores celulares y / u otros transmisores inalámbricos de estación base. En esta técnica, un sistema móvil puede utilizar tanto el sistema GPS como el sistema de comunicación. Es decir, el sistema de comunicación, cuando existe bloqueo de los satélites de GPS, puede usar las señales de tipo GPS insertadas en la señal de comunicación celular para aumentar o reemplazar las señales de GPS desde los satélites de GPS a fin de proporcionar una posición. Aunque esta técnica descrita en la patente estadounidense 5.604.765 proporciona una ventaja respecto a un teléfono celular que use solamente la superposición celular para realizar radiolocalización y también proporciona una ventaja respecto a una unidad móvil que use solamente el sistema GPS para proporcionar una posición, esta técnica de insertar una señal de tipo GPS en las señales celulares inalámbricas requiere modificaciones en las señales de difusión existentes y de este modo requeriría una modificación considerable de la infraestructura de un sistema de comunicación basado en células.

La patente estadounidense Nº 5.327.144 describe otro sistema de localización que usa transmisiones celulares de un teléfono... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de procesamiento de información de posición en un dispositivo móvil que comprende un receptor de SPS y un transceptor (102b, 103b, 104b) de sistema de comunicación en un sistema de comunicación celular, comprendiendo dicho procedimiento:

determinar una primera medición de tiempo que representa un tiempo de propagación de un mensaje en una señal de comunicación entre dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) y al menos un transceptor (102a, 103a, 104a) inalámbrico basado en células en una ubicación conocida en el sistema de comunicación celular;

determinar una segunda medición de tiempo que representa un tiempo de propagación de señales del sistema de localización por satélite (SPS) recibidas por dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) ; y permitir que se determine una posición de dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) usando dicha primera medición de tiempo, dicha segunda medición de tiempo y una medición independiente adicional para la eliminación del error de reloj inalámbrico-a-SPS, ya sea:

enviando al menos una entre dicha primera medición de tiempo y dicha segunda medición de tiempo a dicho (s) transceptor (es) (102a, 103a, 104a) inalámbrico (s) basado (s) en células; o bien recibiendo desde dicho (s) transceptor (es) (102a, 103a, 104a) inalámbrico (s) basado (s) en células información requerida para determinar dicha primera medición de tiempo;

o determinando dicha información en dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) .

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente determinar dicha posición de dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) .

3. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el cual dicha segunda medición de tiempo comprende una seudodistancia a al menos un satélite, y comprende adicionalmente transmitir dicha seudodistancia y dicha primera medición de tiempo a dicho (s) transceptor (es) inalámbrico (s) (102a, 103a, 104a) basado (s) en células, que transmite (n) dicha seudodistancia y dicha primera medición de tiempo a un sistema que determina dicha posición de dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) .

4. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el cual un tiempo de transmisión de dicha comunicación y un tiempo de recepción de dicha comunicación determinan dicha primera medición de tiempo.

5. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el cual dicha posición de dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) se determina a partir de dicha primera medición de tiempo, dicha segunda medición de tiempo y una tercera medición de tiempo que representa un tiempo de propagación de las señales de SPS desde otro satélite del SPS a dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) .

6. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el cual un tiempo de recepción, que representa un tiempo de recepción de señales del SPS en dicho dispositivo móvil (102b, 103b, 104b) , se determina a partir de señales del SPS, de un único satélite del SPS, que tenga una cantidad mínima de atenuación de señal.

7. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el cual dicha comunicación comprende información de Doppler de satélites a la vista de dicho dispositivo móvil.

8. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el cual dicha comunicación comprende una seudodistancia a al menos un satélite.

9. Un aparato para procesar información de posición en un dispositivo móvil que comprende un receptor de SPS y un transceptor (102b, 103b, 104b) de sistema de comunicación en un sistema de comunicación celular, comprendiendo dicho aparato:

medios para determinar una primera medición de tiempo que representa un tiempo de propagación de un mensaje en una señal de comunicación entre dicho aparato y al menos un transceptor inalámbrico (102a, 103a, 104a) basado en células en una ubicación conocida en el sistema de comunicación celular;

medios para determinar una segunda medición de tiempo que representa un tiempo de propagación de señales del sistema de localización por satélite (SPS) recibidas por dicho aparato; y medios para permitir que se determine una posición de dicho aparato usando dicha primera medición de tiempo, dicha segunda medición de tiempo y una medición adicional independiente para la eliminación del error de reloj inalámbrico-a-SPS, ya sea;

enviando al menos una entre dicha primera medición de tiempo y dicha segunda medición de tiempo a dicho (s) transceptor (es) (102a, 103a, 104a) inalámbrico (s) basado (s) en células; o bien recibiendo desde dicho (s) transceptor (es) (102a, 103a, 104a) inalámbrico (s) basado (s) en células información requerida para determinar dicha primera medición de tiempo;

o determinando dicha información en dicho aparato.

10. Un aparato según la reivindicación 9, que comprende adicionalmente medios para determinar dicha posición de dicho aparato.

11. Un aparato según la reivindicación 9, en el cual dicha segunda medición de tiempo comprende una

seudodistancia a al menos un satélite, y que comprende adicionalmente medios para transmitir dicha seudodistancia y dicha primera medición de tiempo a dicho (s) transceptor (es) inalámbrico (s) (102a, 103a, 104a) basado (s) en células, que transmite (n) dicha seudodistancia y dicha primera medición de tiempo a un sistema que determina dicha posición de dicho aparato.

12. Un aparato según la reivindicación 9, en el cual un tiempo de transmisión de dicha comunicación y un tiempo de 15 recepción de dicha comunicación determinan dicha primera medición de tiempo.

13. Un aparato según la reivindicación 9, en el cual dicha posición de dicho aparato se determina a partir de dicha primera medición de tiempo, dicha segunda medición de tiempo y una tercera medición de tiempo que representa un tiempo de propagación de señales del SPS desde otro satélite de SPS a dicho aparato.

14. Un aparato según la reivindicación 9, en el cual un tiempo de recepción de SPS, que representa un tiempo de

recepción de señales de SPS en dicho aparato, es determinado a partir de señales de SPS, desde un único satélite de SPS, que tenga una cantidad mínima de atenuación de señal.

15. Un aparato según la reivindicación 9, en el cual dicha comunicación comprende información de Doppler de satélites a la vista de dicho aparato.