СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МЕСТОПОЛОЖЕНИЙ ДЛЯ ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ
METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC SWITCHING-ON OF COORDINATES DETECTION TO DETERMINE LOCATIONS OF EXTERNAL DEVICES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение, в целом, относится к системам связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для автоматического начала и/или прекращения формирования данных определения местоположения для функций определения местоположения во внешних устройствах, которые выполнены с возможностью электрического соединения и разъединения с мобильной станцией.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Автономное, независимое и портативное приемное устройство глобального спутникового местоопределения (GPS) формирует данные определения местоположения, когда оно включено и работает.
Мобильные станции, например сотовые телефоны, могут формировать данные определения местоположения, либо автономно, через интегрированный приемник GPS, и/или в комбинации с системой связи (например, системой сотовой телефонной связи), когда мобильная станция включена и работает.
Некоторые внешние устройства имеют функции определения местоположения, которые используют данные определения местоположения или требуют их, но не имеют встроенного устройства определения местоположения, например, приемника GPS. Такие внешние устройства могут быть соединены с автономным, независимым, портативным приемным устройством GPS для приема данных определения местоположения, когда приемное устройство GPS включено и работает. Так как первичная функция приемного устройства GPS, прежде всего, должна определять и формировать данные определения местоположения, то приемное устройство GPS включают, когда внешнему устройству необходимы данные определения местоположения или оно требует их, и приемное устройство GFS выключают, когда внешнему устройству не нужны данные определения местоположения или оно не требует их. Посредством включения и выключения (например, вручную) приемного устройства GPS сохраняют ресурсы, например, портативного блока питания, обработки, памяти, использования сети и т.д.
Некоторые устройства или функции определения местоположения, которые являются внутренними по отношению к мобильной станции, интегрированными с ней и встроенными в нее, принимают данные определения местоположения из мобильной станции в ответ на внутренне сформированный сигнал включения или запрос, например, через интерфейс прикладного программирования (API). Такой сигнал включения сохраняет ресурсы мобильной станции, например, портативного блока питания, обработки, памяти, использования сети и т.д. Такой сигнал включения применяют на практике и разумно его реализовать в мобильной станции, так как внутреннее устройство определения местоположения и мобильная станция предназначены для совместной работы и разработаны одновременно.
Соединение внешних устройств, имеющих устройства или функции определения местоположения, с мобильной станцией, обладающей способностью формировать данные определения местоположения, представляет нежелательное техническое компромиссное решение. Когда внешнее устройство связано с мобильной станцией, эта мобильная станция не знает, когда начинать и/или прекращать формирование данных определения местоположения. Например, когда мобильная станция включена и работает для формирования данных определения местоположения для устройств или функций определения местоположения во внешнем устройстве, ценные ресурсы могут без необходимости потребляться, если таким устройствам или функциям определения местоположения немедленно или регулярно не нужны данные определения местоположения или они не требуют их. Далее, излишнее потребление ресурсов мобильной станции отрицательно воздействует на другие функции этой мобильной станции, которые зависят от идентичных ресурсов. Например, излишнее формирование данных определения местоположения, которые не используются внешним устройством, разряжает аккумулятор мобильной станции, что в свою очередь сокращает время разговора посредством этой мобильной станции или время ожидания вызовов.
В альтернативном варианте, если мобильную станцию включают и выключают, как описанное выше автономное, независимое, портативное приемное устройство GPS, для сохранения ресурсов мобильной станции, то другие требуемые функции этой мобильной станции не доступны для использования, когда эта мобильная станция выключена. Например, мобильная станция не может остаться в режиме ожидания входящего вызова, когда она выключена.
Следовательно, существует потребность в способе и устройстве для автоматического начала и/или прекращения формирования данных определения местоположения для функций определения местоположения во внешних устройствах, которые выполнены с возможностью электрического соединения и разъединения с мобильной станцией.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем разделе кратко излагается способ и/или устройство, которое выполняет этот способ. Упомянутое устройство содержит системы обработки данных, которые выполняют упомянутый способ, и машиночитаемый носитель информации, хранящий исполнимые приложения, которые, при исполнении их в упомянутых системах обработки данных, предписывают этим системам обработки данных выполнять упомянутый способ.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения упомянутые способ и устройство автоматически начинают и/или прекращают формирование данных определения местоположения для функций определения местоположения во внешних устройствах, которые выполнены с возможностью электрического соединения и разъединения с мобильной станцией.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения упомянутые способ и устройство, используемые мобильной станцией, определяют, соединена или разъединена электрически упомянутая мобильная станция с внешним устройством. Упомянутые способ и устройство дополнительно определяют, активна ли функция определения местоположения в упомянутом внешнем устройстве в ответ на определение, что упомянутая мобильная станция электрически соединена с этим внешним устройством. Упомянутая функция определения местоположения в упомянутом внешнем устройстве выполняет операцию определения местоположения в ответ на прием данных определения местоположения из упомянутой мобильной станции. Упомянутые способ и устройство формируют данные определения местоположения для функции определения местоположения в упомянутом внешнем устройстве в ответ на определение, что упомянутая мобильная станция электрически соединена с этим внешним устройством, и в ответ на определение, что упомянутая функция в этом внешнем устройстве активна. Упомянутые способ и устройство не формируют данные определения местоположения для функции определения местоположения в упомянутом внешнем устройстве в ответ на определение, что упомянутая мобильная станция электрически разъединена с этим внешним устройством, или в ответ на определение, что упомянутая функция в этом внешнем устройстве не активна.
Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны из приложенных чертежей и из следующего подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Аспекты настоящего изобретения изображены на приложенных чертежах только для примера, на которых идентичные ссылочные позиции обозначают соответствующие элементы.
На фиг.1 изображена блочная диаграмма системы связи, включающая в себя мобильную станцию и устройство, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 изображены более подробные блочные диаграммы, представляющие мобильную станцию и устройство, которые изображены на фиг.1, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 изображен способ, который может быть использован мобильной станцией, изображенной на фиг.2, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Cледующее описание и чертежи иллюстрируют это изобретение и не должны рассматриваться как его ограничение. Для обеспечения полного понимания настоящего изобретения описано множество конкретных деталей. Однако в определенных случаях общеизвестные или общепринятые детали не описаны во избежание неясности описания настоящего изобретения. Ссылки на один вариант осуществления или вариант осуществления в настоящем раскрытии не являются обязательными для идентичного варианта осуществления, и такие ссылки содержат один или большее количество вариантов осуществления.
На фиг.1 изображена блочная диаграмма системы 10 связи ("система"), включающая в себя мобильную станцию 23 и устройство 25. Система 10 содержит систему 11 глобального спутникового местоопределения (GPS), систему 12 сотовой связи и систему наземной телефонной связи 13. Система 11 GPS содержит несколько спутников 14-17 GPS. Система 12 сотовой связи содержит несколько базовых станций 18-20 сотовой связи, центр 21 коммутации сотовой связи и сервер определения местоположения, который иначе называют объектом определения местоположения (PDE) 22. Мобильная станция 23 сотовой связи ("мобильная станция") содержит приемник 24 GPS, который обменивается информацией с GPS 11, и содержит приемопередатчик 32 сотовой связи (изображенный на фиг.2), который обменивается информацией с системой 12 сотовой связи. Устройство 25 имеет функцию 26 определения местоположения и обменивается информацией с мобильной станцией 23.
Система 10 связи обеспечивает беспроводную связь для мобильной станции 23 и не ограничена системами сотовой, фиксированной беспроводной, PCS или спутниковой связи. Система 10 связи может предусматривать связь с множественным доступом, в соответствии с любым стандартом или протоколом такими, как, например, CDMA, TDMA, FDMA или GSM или их комбинациями.
Система 11 GPS
Система 11 GPS является набором спутников, таких как спутники 14-17 GPS, каждый из которых движется по определенной орбите над поверхностью земли. Каждый спутник передает сигнал, модулируемый с уникальным для спутника псевдослучайным (PN) кодом. Каждый код PN содержит предопределенное количество элементарных посылок (дискретов). Например, код PN является последовательностью 1 023 дискретов, которую повторяют каждую миллисекунду. Приемник GPS, например, приемник 24 GPS, принимает смешанный сигнал, содержащий смесь сигналов из каждого из спутников, которые видны приемнику GPS. Детектор сигналов в приемнике детектирует передачу из конкретного спутника, определяя степень корреляции между принятым сигналом и сдвинутыми версиями кода PN для этого спутника. Если детектирован пик адекватного качества в величине корреляции для одного из смещений сдвига, то считают, что приемник GPS детектировал передачу от спутника.
Для определения местоположения мобильной станции 23 в беспроводных сетях сотовой связи (например, системе 12 сотовой связи), местоположение вычисляют несколькими способами с использованием нескольких геометрически различных измерений, например, дальности, псевдодальности, задержки передачи сигнала туда и обратно и других, которые связаны с различными опорными точками (например, спутниками GPS, псевдоспутниками, базовыми станциями, поверхностью земли).
Один способ, называемый расширенная трилатерация прямой линии связи (Advanced Forward Link Trilateration, AFLT) или расширенная наблюдаемая разность времен (Enhanced Observed Time Difference, EOTD), измеряет в мобильной станции 23 времена прихода сигналов, переданных из каждой из нескольких базовых станций (например, передачи из базовых станций 18, 19 и 20). Эти времена передают в объект определения местоположения (PDE) (например, сервер определения местоположения), который вычисляет положение мобильной станции 23 с использованием этих времен приема. Времена передачи в этих базовых станциях скоординированы так, что в конкретный момент времени, времена дня, связанные с несколькими базовыми станциями 18-20, находятся в пределах заданной границы погрешности. Положение мобильной станции 23 обычно определяют посредством точного местоположения базовых станций 18-20 и времен приема.
В системе AFLT, времена приема сигналов из базовых станций 18-20 измеряют в мобильной станции 23. Эти временные характеристики могут далее использоваться для вычисления местоположения мобильной станции 23. Такое вычисление может быть сделано в мобильной станции 23 или в сервере 22 определения местоположения, если временные характеристики, полученные таким образом мобильной станцией 23, переданы в сервер 22 определения местоположения через линию связи. Как правило, времена приемов передают в сервер 22 определения местоположения через одну из базовых станций 18-20 сотовой связи. Сервер 22 определения местоположения соединен для приема данных из базовых станций через центр 21 коммутации мобильной связи. Сервер 22 определения местоположения может включать в себя сервер альманаха базовых станций (BSA), который обеспечивает местоположение базовых станций и/или зону обслуживания базовых станций. В качестве альтернативы, сервер 22 определения местоположения и сервер BSA могут находиться отдельно друг от друга, и сервер 22 определения местоположения обменивается информацией с базовой станцией для получения альманаха базовых станций для определения местоположения. Центр 21 коммутации мобильной связи обеспечивает сигналы (например, передачу голоса, данных и/или видео) в наземную коммутируемую телефонную систему общего пользования (PSTS) 13 и из нее так, чтобы сигналы могли быть переданы в и из мобильной станции 23 в другие телефоны (например, телефоны наземной линии связи в PSTS или другие мобильные телефоны). В некоторых случаях сервер 22 определения местоположения может также обменяться информацией с центром 21 коммутации мобильной связи через линию сотовой связи. Сервер 22 определения местоположения может также контролировать передачи от нескольких из базовых станций 18-20 для определения относительного распределения во времени этих передач.
В другом способе, называемом разность времен прихода (сигнала) (Time Difference of Arrival, TDOA), времена приема сигнала из мобильной станции 23 измеряют в нескольких базовых станциях 18-23. Эти временные характеристики могут далее быть переданы в сервер 22 определения местоположения для вычисления местоположения мобильной станции 23.
Кроме того, третий способ определения местоположения включает в себя использование в мобильной станции 23 приемника для системы глобального спутникового местоопределения (GPS) Соединенных Штатов или другой системы спутникового местоопределения (GPS), например, российской системы GLONASS или предложенной европейской системы Галилео (Galileo). Система GLONASS, прежде всего, отличается от системы GPS тем, что эмиссии из различных спутников отличаются друг от друга использованием несколько различных частот несущей, вместо использования различных псевдослучайных кодов. В этой ситуации, в основном, все схемы и алгоритмы, описанные ранее, применимы. Термин "GPS", используемый здесь, включает в себя такие альтернативные спутниковые системы местоопределения, включающие в себя российскую систему GLONASS и предложенную европейскую систему Галилео (Galileo).
В третьем способе приемник 24 GPS оценивает свое местоположение детектированием передачи из, по меньшей мере, четырех из спутников. Для каждой детектированной передачи приемник использует сдвиг в коде PN для оценки задержки (в пересчете на дискреты или доли дискретов) между временем передачи и временем прихода (сигнала). С учетом известной скорости передачи приемник GPS оценивает расстояние между собой и спутником. Это оцененное расстояние определяет сферу вокруг спутника. Приемник 24 GPS знает точные орбиты и местоположения каждого из спутников и непрерывно принимает поправки к этим орбитам и местоположениям. Из этой информации приемник 24 GPS может определять свое местоположение (и текущее время) от точки, в которой пересекаются сферы этих четырех спутников.
Хотя способы и устройство настоящего изобретения были описаны в отношении спутников GPS, понятно, что это описание одинаково применимо к системам определения местоположения, которые используют псевдоспутники или комбинацию спутников и псевдоспутников. Псевдоспутники - это наземные передатчики, которые передают (всем станциям сети) код PN (подобный сигналу GPS), модулируемый на сигнале несущей частоты диапазона сверхвысоких частот (L-диапазона), обычно синхронизируемый со временем GPS. Каждому передатчику может быть назначен уникальный код PN для обеспечения возможности идентификации удаленным приемником. Псевдоспутники полезны в ситуациях, когда сигналы GPS из орбитального спутника могут быть недоступны, например, в туннелях, шахтах, зданиях или других замкнутых пространствах. Термин "спутник", используемый здесь, подразумевает включение в себя псевдоспутники или эквиваленты псевдоспутников, а термин сигналы GPS, используемый здесь, подразумевает включение в себя сигналов, подобных GPS, из псевдоспутников или эквивалентов псевдоспутников.
Такой способ с использованием приемника для сигналов SPS может быть полностью автономным или может использовать сеть сотовой связи для обеспечения данных помощи или для участия в вычислении местоположения. Для краткости эти различные способы называются "GPS". Примеры таких способов описаны в патентах США 5 945 944, 5 874 914, 6 208 290, 5 812 087 и 5 841 396.
Например, патент США № 5 945 944 описывает способ получения из сотового телефона информации о точном времени сигналов передачи, которая используется в комбинации с сигналами GPS для определения местоположения приемника. Патент США № 5 874 914 описывает способ передачи доплеровских сдвигов по частоте спутников в пределах видимости в приемник через линию связи для определения местоположения приемника. Патент США № 5 874 914 дополнительно описывает способ передачи данных альманаха (созвездия) спутников (или эфемеридных данных) в приемник через линию связи для содействия приемнику в определении его местоположения. Патент США № 5 874 914 также описывает способ синхронизации с точным сигналом несущей частоты системы сотовой телефонной связи для обеспечения опорного сигнала в приемник для вхождения в синхронизм с сигналом GPS. Патент США № 6 208 290 описывает способ использования приблизительного местоположения приемника для определения приблизительного доплеровского сдвига (частоты) для сокращения времени обработки сигнал SPS. Патент США № 5 812 087 описывает способ сравнения различных записей сообщений о данных спутника, принятых в различных объектах для определения времени, в которое одна из записей принята в приемнике, для определения местоположения приемника.
В практических низкозатратных реализациях, и приемник 32 сотовой связи (изображенный на фиг.2) и приемник 24 GPS в мобильной станции 23 интегрированы в одном корпусе и могут фактически разделять общие электронные схемы, например, схемы приемника и/или антенны.
В еще одном варианте вышеупомянутых способов, для сигналов, которые посылаются из базовой станции 18, 19 или 20 в мобильную станцию 23 и затем возвращаются в соответствующую базовую станцию 18, 19 или 20, находят задержку передачи сигнала туда и обратно (RTD). В подобном, но альтернативном способе, задержку передачи сигнала туда и обратно (RTD) находят для сигналов, которые посылаются из мобильной станции 23 в базовую станцию и затем возвращаются в мобильную станцию 23. Для определения оценки времени задержки в одну сторону каждую задержку передачи сигнала туда и обратно делят пополам. Знание местоположения базовой станции плюс задержка в одну сторону ограничивает местоположение мобильной станции 23 до круга на земле. Далее в результате двух таких измерений по отношению к различным базовым станциям получают пересечение двух окружностей, которое в свою очередь ограничивает местоположение до двух точек на земле. Третье измерение (даже угол прихода или сектор соты) разрешает эту неоднозначность.
Комбинацию или AFLT или TDOA с системой GPS называют "гибридной" системой. Например, патент США № 5 999 124 описывает гибридную систему, в которой местоположение базирующегося в соте приемопередатчика определяют из комбинации, по меньшей мере: i) измерения времени, которое представляет время передачи сообщения в базирующихся в соте сигналах связи между базирующемся в соте приемопередатчиком и системой связи, и ii) измерения времени, которое представляет время передачи сигнала SPS.
В различных способах для определения местоположения мобильного устройства была дополнительно использована высота. Дополнительное использование высоты обычно основано на псевдоизмерении высоты. Знание высоты местоположения мобильной станции 23 ограничивает возможные местоположения мобильной станции 23 до поверхности сферы (или эллипсоида) с центром, расположенным в центре земли. Это знание может быть использовано для сокращения количества независимых измерений, требуемых для определения местоположения мобильной станции 23. Например, патент США № 6 061 018 описывает способ, в котором оцениваемую высоту определяют из информации объекта соты, который может быть узлом сотовой связи, который имеет передатчик узла сотовой связи, который имеет связь с мобильной станцией 23.
Когда доступен минимальный набор измерений, может быть определено единственное решение навигационных уравнений для местоположения мобильной станции 23. Когда доступны более чем одно дополнительное измерение, может быть получено "лучшее" решение, которое лучше всего соответствует всем доступным измерениям (например, решение методом наименьших квадратов, который минимизирует остаточный вектор навигационных уравнений). Так как остаточный вектор при наличии избыточных измерений обычно отличен от нуля, из-за шумов или ошибок в измерениях, то можно использовать алгоритм, контролирующий целостность, для определения, согласованы ли друг с другом все измерения.
Например, для определения, существует ли проблема согласованности в избыточном наборе измерений, можно использовать традиционный алгоритм автономного контроля целостности приемника (Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM). Например, один алгоритм RAIM определяет, находится ли величина остаточного вектора для навигационных уравнений ниже порогового значения. Если величина остаточного вектора меньше порога, то измерения считают согласованными, если величина остаточного вектора больше порога, то существует проблема целостности, тогда в этом случае одно из избыточных измерений, которое, по-видимому, вызывает наибольшую несогласованность, может быть удалено для получения лучшего решения.
Система 12 сотовой связи
Несколько базовых станций 18-20 сотовой связи обычно располагают так, чтобы они покрывали географическую зону радиоохватом, и эти различные базовые станции 18-20 соединены с, по меньшей мере, одним центром коммутации 21 сотовой связи, что является общеизвестным на предыдущем уровне техники. Соответственно, несколько базовых станций 18-20 обычно были географически распределены, но соединены центром коммутации 21 сотовой связи. Система 12 сотовой связи может быть связана с сетью опорных приемников GPS, которые обеспечивают дифференциальную информацию GPS, и могут обеспечить эфемеридные данные GPS для использования при вычислении местоположения мобильных станций. Система 12 сотовой связи соединена через модем или другой интерфейс связи с другими компьютерами или компонентами сети и/или с компьютерными системами, которыми управляют операторы служб экстренной помощи, например, телефонные центры по общественной безопасности, которые отвечают на телефонные звонки (по номеру) 911. В системах CDMA совместимых с IS-95, каждая базовая станция или сектор 18-20 передает пилот-сигнал, который модулируется с повторяющимся псевдослучайным шумовым (PN) кодом, который однозначно идентифицирует эту базовую станцию. Например, для систем CDMA совместимых с IS-95, код PN является последовательностью 32768 дискретов, которую повторяют каждые 26,67 мс.
Сервер 22 определения местоположения обычно содержит устройства связи, например модемы или сетевой интерфейс. Сервер 22 определения местоположения может быть соединен с несколькими различными сетями через устройства связи (например, модемы или другие сетевые интерфейсы). Такие сети содержат центр 21 коммутации сотовой связи или несколько центров коммутации сотовой связи, коммутаторы наземных телефонных систем, базовые станции 18-20 сотовой связи, другие приемники сигнала GPS или другие процессоры или серверы определения местоположения. В многочисленных патентах США были описаны различные примеры способов для использования серверов 22 определения местоположения, в том числе: патенты США 5 841 396, 5 874 914, 5 812 087 и 6 215 442.
Сервер 22 определения местоположения, который является разновидностью системы обработки данных, содержит шину, которая соединена с микропроцессором и ROM и энергозависимой RAM и энергонезависимой памятью (не изображены). Процессор соединен с кэш-памятью (не изображена). Шина соединяет эти различные компоненты вместе. Сервер 22 определения местоположения может использовать энергонезависимую память, которая находится на расстоянии от системы 22 сотовой связи, например, сетевого запоминающего устройства, которое соединено с системой обработки данных через сетевой интерфейс, например, модем или интерфейс Эзернет (Ethernet). Шина может содержать одну или большее количество шин, соединенных друг с другом различными мостами, контроллерами и/или адаптерами, общеизвестными в области техники, к которой относится данное изобретение. Во многих ситуациях сервер 22 определения местоположения может выполнить свои операции автоматически без помощи человека. В некоторых моделях, где требуется взаимодействие с человеком, контроллер ввода/вывода (не изображен) может взаимодействовать с дисплеями, клавиатурой и другими устройствами ввода/вывода. Будет также понятно, что компьютеры сети и другие системы обработки данных, которые содержат меньше компонентов или, возможно, больше компонентов, также можно использовать с настоящим изобретением, и они могут функционировать как сервер определения местоположения или PDE.
Мобильная станция 23 и устройство 25
На фиг.2 изображены более подробные блочные диаграммы, представляющие мобильную станцию 23 и устройство 25, которые изображены на фиг.1.
Мобильная станция 23 содержит антенну 30 GPS, приемник 24 GPS, антенну 31 сотовой связи, приемопередатчик 32 сотовой связи, процессор 33, интерфейс 34 пользователя, портативный блок питания 35 и запоминающее устройство 36. Процессор 33 дополнительно содержит порт 37 процессора и другие мобильные функции 38. Запоминающее устройство 36 дополнительно содержит способ 39.
В мобильной станции 23, антенна 30 GPS и приемник GPS содержат схемы, например, схему вхождения в синхронизм и слежения (не изображена), для выполнения функций, требуемых для приема и обработки сигналов GPS. Сигналы GPS (например, сигнал, передаваемый от одного или большего количества спутников 14-17) принимают через антенну 30 GPS и вводят в схему вхождения в синхронизм и слежения, которая входит в синхронизм с кодами PN (псевдослучайный шум) для различных общепринятых спутников 14-17. Данные, полученные схемой (например, индикаторы корреляции (не изображены)) обрабатываются процессором 33 или независимо или в комбинации с другими данными, принятыми из системы 12 сотовой связи или обработанными ею для получения данных 43 определения местоположения (например, широты, долготы, времени, спутников и т.д.)
Антенна 31 сотовой связи и приемопередатчик 32 сотовой связи содержат схему для выполнения функций, требуемых для обработки сигналов связи, принятых и переданных по линии связи. Линия связи обычно является радиочастотной линией связи с другим компонентом, например, одной или большим количеством базовых станций 18-20, имеющих связную антенну (не изображена).
Приемопередатчик 32 сотовой связи содержит коммутатор передача/прием (не изображен), который направляет (по определённому маршруту) сигналы связи (например, радиочастотные сигналы) в и из связной антенны 31 и приемопередатчика 32. В некоторых мобильных станциях, гребенчатый фильтр, или "дуплексор", используют вместо коммутатора T/R. Принятые сигналы связи вводят в связной приемник в приемопередатчике 32, и передают в процессор 33 для обработки. Сигналы связи, которые должны быть переданы из процессора 33, передают в модулятор и преобразователь частоты (не изображены), каждый (находится) в приемопередатчике. Усилитель мощности (не изображен) в приемопередатчике 32 увеличивает коэффициент усиления сигнала до соответствующего уровня для передачи в одну или большее количество базовых станций 18-20.
В одном варианте осуществления мобильной станции 23, данные, сформированные схемой вхождения в синхронизм и слежения в приемнике 24 GPS, передают по линии связи (например, по каналу сотовой связи) в одну или большее количество базовых станций 18-20. Сервер 22 определения местоположения далее определяет местоположение мобильной станции 23 на основе данных из приемника 24 GPS, времени, в которое эти данные были замерены, и эфемеридных данных, принятых из базовой станции приемника GPS или других источников таких данных. Данные определения местоположения могут далее быть переданы назад в мобильную станцию 23 или в другие удаленные местоположения (абонента службы мобильной связи). Большее количество деталей о портативных приемниках, использующих линию связи, раскрыто в патенте США № 5 874 914.
Интерфейс 34 пользователя далее обеспечивает устройство ввода данных и устройство вывода данных (не изображены).
Упомянутое устройство ввода данных обычно обеспечивает данные в процессор в ответ на прием данных, введенных или вручную пользователем или автоматически другим электронным устройством. Для ввода вручную, устройством ввода данных являются клавиатура и мышь, но им также может быть, например, сенсорный экран или микрофон и приложение распознавания речи.
Упомянутое устройство вывода данных обычно обеспечивает данные из процессора для использования пользователем или другим электронным устройством. Для вывода пользователю, устройством вывода данных является дисплей, который формирует одно или большее количество визуальных отображений в ответ на прием сигналов дисплея из процессора 33, но также им, например, может быть динамик или принтер. Примеры визуальных отображений включают в себя, например, текст, графику, видео, фотографии, изображения, графики, диаграммы, формы и т.д.
Запоминающее устройство 36 представляет любой тип устройства накопления данных, например, компьютерные запоминающие устройства или другие материальные или машиночитаемые носители данных. Запоминающее устройство 36 представляет одно или большее количество запоминающих устройств, расположенных в одном или большем количестве мест и реализованных как одна или более технологий, в зависимости от конкретной реализации мобильной станции 23. Кроме того, запоминающее устройство 36 может быть любым устройством, читаемым процессором и способным хранить данные и/или последовательность команд, воплощающих процесс (например, способ 39). Примеры запоминающего устройства 36 включают в себя, например, RAM, ROM, EPROM, EEPROM, PROM, диск (жесткий или гибкий), CD-ROM, DVD, флэш-память и т.д.
Процессор 33 управляет работой мобильной станции 23. Другие функции 38 мобильной связи в процессоре представляют любые другие функции мобильной станции 23, которые еще не были описаны здесь. Такие другие функции 38 мобильной связи включают в себя, например, управление мобильной станцией 23 для обеспечения возможности мобильной станции осуществлять телефонные вызовы и передавать данные.
Процессор 33 имеет, по меньшей мере, один порт 37 процессора интерфейс с процессором 33, который выполнен с возможностью обеспечения данных 43 определения местоположения. Например, порт 37 процессора может представлять один или большее количество выделенных или многоканальных портов в процессоре 33 или может представлять средства связи через приемопередатчик 32 сотовой связи.
Данные 43 определения местоположения могут быть переданы через порт 37 процессора с использованием любого типа протокола. Например, этим протоколом может быть протокол NMEA 0183 или предложенный протокол NMEA 2000, который определен и регулируется базируемой в США Национальной Морской Ассоциацией по Электронике (National Marine Electronics Association, NMEA), NMEA является объединенной спецификацией данных и электротехники для связи между морской электроникой, а также. в более широком смысле, приемников GPS, например приемника 24 GPS. Протокол NMEA является средством, посредством которого морские приборы и большинство приемников GPS могут обмениваться информацией друг с другом.
Протокол NMEA 0183 использует простой американский стандартный код для обмена информацией (ASCII), последовательный протокол связи, который определяет, как данные передаются в "предложении" от одного "говорящего" одному или большему количеству "слушателей". Этот стандарт также определяет содержание каждого типа предложения (сообщения) так, чтобы все слушатели могли точно проанализировать сообщение. Каждое сообщение начинается с символа доллара. Следующие первые пять символов идентифицируют тип сообщения. Все последующие поля данных разделены запятой. Первый символ, который непосредственно следует за последним символом данных является звездочкой. За звездочкой непосредственно следует двузначная контрольная сумма.
Портативный блок питания 35 аккумулирует и обеспечивает транспортабельную электроэнергию для электрических элементов мобильной станции 23. Примеры портативного блока питания 35 включают в себя, например, аккумуляторы и топливные элементы. Портативный блок питания 35 может быть или не быть перезаряжаемым. Количество аккумулируемой электроэнергии портативным блоком питания 35 обычно ограничено, и он должен быть заменен или восстановлен после некоторого времени использования так, чтобы мобильная станция могла продолжать работать.
Устройство 25 содержит функцию 26 определения местоположения, процессор 40 и интерфейс 41 пользователя. Это устройство может также содержать портативный блок питания и запоминающее устройство (не изображены), которые могут быть подобны содержащимся в мобильной станции 23. Интерфейс 41 пользователя также может быть подобным описанному для мобильной станции 23.
В устройстве 25, процессор 40 передает данные в и из функции 26 определения местоположения и в и из интерфейса 41 пользователя. Функция 26 определения местоположения представляет любой тип функции, которая функционирует в ответ на данные определения местоположения, например, данные 43 определения местоположения, определенные и/или обеспеченные мобильной станцией 23.
Примеры функции 26 определения местоположения включают в себя бесконечное разнообразие приложений на земле, море и в воздухе. Научное сообщество использует GPS для возможности определения точного времени и информации о местоположении. Инспекторы используют GPS для увеличивающейся доли их работы. Развлекательные использования GPS почти столь же различны как число развлекательных доступных видов спорта. GPS популярно среди путешественников, охотников, горных велосипедистов и лыжных гонщиков, и это только некоторые из них. Любой, кто постоянно должен отслеживать, где он или она находится, искать свой путь к заданному месту или знать, в каком направлении и как быстро он или она идет, может использовать преимущества глобальной системы местоопределения. GPS теперь также привычна в транспортных средствах. Некоторые базовые системы находятся вдоль дорог и обеспечивают экстренную техническую помощь на дороге при нажатии кнопки (например, передавая ваше текущее местоположение в центр диспетчерской связи). Более сложные системы также показывают местоположение транспортного средства на плане города. В настоящее время эти системы обеспечивают возможность водителю отслеживать, где он или она находится и предлагают лучший маршрут следования к обозначенному месту.
Устройство 25 может быть фиксированным (то есть стационарным) и/или мобильным (то есть переносным). Устройство 25 может быть реализовано в различных формах, включающих в себя, например, одно или большее количество из следующего: персональный компьютер (PC), настольный компьютер, ноутбук, автоматизированное рабочее место, миникомпьютер, универсальная ЭВМ, суперкомпьютер, сетевое устройство, процессор данных, личный цифровой помощник (PDA), смарт-карта, сотовый телефон, пейджер и наручные часы.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 25 расположено внешнее по отношению к мобильной станции 23 и отделено от нее, когда устройство электрически соединено с мобильной станцией или когда оно электрически разъединено с ней. Это может иметь место, когда устройство 25 идентичного размера или больше, чем мобильная станция 23 (например, ноутбук), или когда мобильная станция не обеспечивает возможность более интегрированной механической компоновки. В этом варианте осуществления, устройство 25 называют "внешнее" (то есть снаружи, отдельное, отличное и т.д.) по отношению к мобильной станции 23 в отношении физической взаимосвязи устройства 25 с мобильной станцией 23 до и после электрического соединения.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения устройство 25 расположено внутри мобильной станции 23 и итегрировано с ней, когда устройство электрически соединено с мобильной станцией. Устройство 24 расположено внешне по отношению к мобильной станции 23 и отделено от нее, когда оно электрически разъединено с ней. Это может иметь место, когда устройство 25 идентично мобильной станции 23 (или) меньше ее (например, смарт-карта), или когда мобильная станция 23 обеспечивает возможность более интегрированной механической компоновки. В этом варианте осуществления устройство 25 также называют "внешнее" (то есть снаружи, отдельное, отличное и т.д.) по отношению к мобильной станции 23 в отношении физической взаимосвязи устройства 25 с мобильной станцией 23 до электрического соединения.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения мобильная станция 23 выполнена с возможностью электрического соединения с устройством 25 и электрического разъединения с ним по линии 42 связи (иначе называемой сетью, шиной, путем, соединением, каналом и т.д.).
Линия 42 связи, обеспечивающая электрическое соединение, может использовать любую технологию, такую как, например, проводную или беспроводную. Примеры проводной линии 42 связи включают в себя порты связи (например, порт USB (универсальная последовательная шина), порт для шинного соединения IEEE - 1394 соединения шины), например, порта 37 процессора. Примеры беспроводной линии 42 связи включают в себя радиочастоту, частоту инфракрасного диапазона, ультразвуковую частоту и сверхвысокую частоту. Конкретный пример беспроводной линии 42 связи, использующий радиочастоту, известен как Bluetooth.
Линия 42 связи, обеспечивающая электрическое соединение, может использовать любой протокол или формат данных. Примеры протокола или формата данных включают в себя, например, одно или большее количество из следующего: NMEA, описанный выше, интернет-протокол (IP), протокол управления передачей/протокол IP (TCP/IP), протокол передачи гипертекста (HTTP), протокол RS232, протокол Ethernet, протокол совместимый с шиной медицинского интерфейса (MIB), протокол локальной сети (ЛВС), протокол глобальной сети (WAN), протокол университетской сети (CAN), протокол городской вычислительной сети, (MAN), протокол домашней сети (HAN), протокол совместимый с шиной Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE), протокол формирования, передачи и хранения медицинских изображений (DICOM) и протокол здравоохранения уровня семь (Health Level Seven, HL7).
В одном варианте осуществления настоящего изобретения мобильная станция 23 передает данные 43 определения местоположения в устройство 25 через порт 37 процессора в мобильной станции 23 так, чтобы процессор 40 в устройстве 25 мог использовать данные 43 определения местоположения для функции 26 определения местоположения.
На фиг.3 изображен способ 39, который может быть использован мобильной станцией 23, изображенной на фиг.2. Способ 39 описывает этапы, которые можно было бы иначе назвать последовательностями, операциями, функциями и т.д. Способ 39 начинается на этапе 50. На этапе 51, способ 39 контролирует мобильную станцию 23, которая выполнена с возможностью электрического соединения или разъединения с устройством 25. В одном варианте осуществления настоящего изобретения этот способ контролирует порт 37 процессора для электрического соединения между мобильной станцией 23 и устройством 25. Этап 51 контроля может быть выполнен различными способами, или в порту 37 процессора или иначе. На этапе 52 способ 39 (проверяет), электрически соединена или разъединена мобильная станция с устройством 25 в ответ на контроль мобильной станции 23 на этапе 51. На этапе 53 способ 39 формирует предварительные данные определения местоположения для функции 26 определения местоположения в устройстве 25. Эти предварительные данные определения местоположения иначе называют начальными данными, и они представляют улучшенную подготовку (например, формы и/или содержания) данных 43 определения местоположения, до отправки данных 43 определения местоположения в устройство 25. Такая улучшенная подготовка данных 43 определения местоположения обеспечивает возможность мобильной станции 23 для более быстрого обеспечения данных 43 определения местоположения в устройство 25, когда это желательно или требуется.
На этапе 54, способ 39 контролирует активность функции 26 определения местоположения в устройстве 25 в ответ на определение, что мобильная станция 23 электрически соединена с устройством 25. В одном варианте осуществления настоящего изобретения этот способ контролирует порт 37 процессора на предмет электрической активности, генерируемой функцией 26 определения местоположения в устройстве 25. Например, способ 39 детектирует, когда функция 26 определения местоположения в устройстве 25 открывает (то есть активный) и закрывает (то есть неактивный) порт 37 процессора для начала и прекращения, соответственно, приема данных 43 определения местоположения из мобильной станции 23. Этап 54 контроля может быть выполнен различными способами, или в порту 37 процессора, или иначе. На этапе 55 способ 39 (проверяет), активна ли функция 26 определения местоположения в устройстве 25 в ответ на определение, что мобильная станция 23 электрически соединена с устройством на этапе 54. На этапе 56 способ 39 формирует (то есть, отслеживая координаты определения местоположения) данные 43 определения местоположения для функции 26 определения местоположения в устройстве 25 в ответ на определение, что мобильная станция 23 электрически соединена с устройством 25 на этапе 52, и в ответ на определение, что функция 26 определения местоположения в устройстве 25 является активной на этапе 55. Способ 39 формирует данные 43 определения местоположения с любой частотой, например, непрерывно, периодически, когда желательно или когда требуется. Способ 39 может формировать данные 43 определения местоположения в ответ на определение мобильной станцией 23 и/или в ответ на определение устройством 25. Например, мобильная станция 23 формирует данные 43 определения местоположения, когда местоположение мобильной станции 23 изменяется, или когда функция 26 определения местоположения требует, использует, принимает данные 43 определения местоположения или имеет потребность в них и т.д. На этапе 57 способ 39 не формирует данные определения местоположения для функции 26 определения местоположения в устройстве 25 в ответ на определение, что мобильная станция 23 электрически разъединена с устройством 25 на этапе 52, или в ответ на определение, что функция 26 в устройстве 25 не активна на этапе 55. На этапе 58 способ 39 выполняет, если требуется или желательно, другие функции 38 мобильной станции 23. Хотя операционные последовательности в примере способа 39 изображены в конкретных последовательностях, способ 39 не следует ограничивать изображенным примером. Понятно, что можно использовать различные последовательности операций и изменения самих операционных последовательностей, не выходя за пределы сущности и объема изобретения. Этот способ и устройство, используемые мобильной станцией 23, автоматически начинают и/или прекращают формирование данных 43 определения местоположения для функций 26 определения местоположения во внешних устройствах 25, которые выполнены с возможностью электрического соединения и разъединения с мобильной станцией 25 (23). Эти способ и устройство обеспечивают возможность устройствам выполнять функции 26 определения местоположения, при отсутствии приемника GPS или другого устройства определения местоположения в устройстве 25. Это сокращает сложность, габариты и стоимость устройства 25. Эти способ и устройство дополнительно обеспечивают возможность формирования данных 43 определения местоположения без запросов и контроля со стороны устройства 25. Другими словами, двунаправленные связи между мобильной станцией 23 и устройством 25 не являются необходимыми, потому что мобильная станция 23 может детектировать электрическое соединение и активность связи. Способность детектирования мобильной станции упрощает работу мобильной станции 23 и устройства 25. В одной перспективе упомянутые способ и устройство обеспечивают операцию "включай и работай" в том смысле, что устройство 25 "подключают" к мобильной станции 23, и функция 26 определения местоположения "исполняется" (то есть функционирует, используется, открывает или закрывает порт 37 и т.д.). После того как мобильная станция 23 детектирует "включай и работай" устройства 25, мобильная станция 23 формирует данные 43 определения местоположения. Упомянутые способ и устройство далее обеспечивают возможность мобильной станции 23 выполнять функцию стандартного, автономного приемника GPS, не тратя впустую ресурсы, например, излишнее потребление энергии портативного блока питания 35. Например, с (использованием) упомянутых способа и устройства нет необходимости включать мобильную станцию 23, и формирование данных 43 определения местоположения, даже посредством функции 26 определения местоположения в устройстве 25, не требует данных 43 определения местоположения. Следовательно, упомянутые способ и устройство сохраняют ресурсы в мобильной станции 23 для других функций 38 мобильной связи (например, телефонных вызовов или обмена данными) или продляют использование других функций 38 мобильной связи (например, более продолжительное время разговора или ожидания вызовов). Система, элементы и/или процессы, содержащиеся здесь, например, система 10, мобильная станция 23, устройство 25 и способ 39, могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении или их комбинации и могут содержать один или более процессоров. Процессор - это устройство и/или набор машиночитаемых команд для выполнения задачи. Процессор может быть любым устройством, способным выполнять последовательность команд, воплощающих процесс, включающим в себя, например, компьютер, микропроцессор, контроллер, специализированную интегральную схему (ASIC), конечный автомат, цифровой сигнальный процессор (DSP) или какой-нибудь другой механизм. Процессор содержит любую комбинацию аппаратных средств, программно-аппаратных средств и/или программного обеспечения. Процессор работает с сохраненной и/или принятой информацией, вычисляя информацию, управляя ею, анализируя, изменяя, преобразуя или передавая ее для использования исполнимым приложением или процедурой или информационным устройством и/или направляя информацию в устройство вывода.
Исполнимое приложение содержит машинный код или машиночитаемую команду для реализации предопределенных функций, включающих в себя, например, таковые из операционной системы, прикладной программы, реализованной программно, или другой системы обработки информации, например, в ответ (на) ввод или директиву пользователя.
Исполнимая процедура - это часть кода (то есть машиночитаемая команда), подпрограмма или другая отдельная часть кода или часть исполнимого приложения для выполнения одного или большего количества конкретных процессов, и (которая) может включать в себя выполнение операций над принятыми входными параметрами (или в ответ на принятые входные параметры) и обеспечение результирующих выходных параметров.
В различных вариантах осуществления для реализации настоящего изобретения можно использовать жестко закодированную схему в комбинации с командами программного обеспечения. Соответственно, упомянутые способы не ограничены ни какой-либо конкретной комбинацией аппаратной схемы и программного обеспечения, ни каким-либо конкретным источником команд, выполняемых системой обработки данных. Кроме того, во всем этом описании, для упрощения описания различные функции и операции описаны как выполняемые или вызываемые кодом программного обеспечения. Однако специалистам в данной области техники будет понятно, что под такими выражениями имеются в виду функции, которые следуют из выполнения кода процессором, например процессором 33.
Из этого описания будет очевидно, что аспекты настоящего изобретения могут быть воплощены, по меньшей мере частично, в программном обеспечении. То есть упомянутые способы могут быть выполнены в компьютерной системе или другой системе обработки данных в ответ на выполнение их процессором последовательности команд, содержащихся на машиночитаемом носителе информации.
Машиночитаемый носитель информации включает в себя любой механизм, который обеспечивает (то есть хранит и/или передает) информацию в форме, доступной машине (например, компьютеру, сети, устройству, личному цифровому помощнику, компьютеру, данным, процессору, инструментальному средству обработки, любому устройству с набором из одного или большего количества процессоров и т.д.). Машиночитаемый носитель информации (например, запоминающее устройство 36) может быть использован для хранения программного обеспечения (например, для способа 39) и данных, которое при исполнении системой обработки данных (например, процессором 33), предписывает системе выполнять различные способы настоящего изобретения. Части этого исполнимого программного обеспечения и/или данных могут быть сохранены в различных местах. Например, машиночитаемый носитель информации включает в себя перезаписываемый / неперезаписываемый носитель информации (например, постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), магнитный диск, носители информации, оптические носители информации, устройства флэш-памяти, энергонезависимую память, кэш, удаленное запоминающее устройство, и т.д.), а также электрические, оптические, акустические или другие формы переданных сигналов (например, несущие, инфракрасные сигналы, цифровые сигналы и т.д.); и т.д. В предшествующем описании изобретения это изобретение было описано в отношении его конкретных иллюстративных вариантов осуществления. Очевидно, что можно создать различные его модификации, не выходя за пределы сущности и объема изобретения, как сформулировано в следующей формуле изобретения. Описание изобретения и чертежи должны, соответственно, рассматриваться в иллюстративном, а не ограничительном смысле.