ИНДИКАЦИЯ СИНХРОНИЗАЦИИ В СЕТЯХ
SYNCHRONISATION INDICATION IN NETWORKS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к технологиям позиционирования, предназначенным для предоставления услуг, основанных на определении местоположения и, в частности, к получению в терминале информации о точном времени.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данный раздел предназначен для описания предпосылок к созданию изобретения, охарактеризованного в формуле изобретения. Описание данного раздела может включать идеи, которые могли быть реализованы, но не обязательно те идеи, которые уже были предложены или разработаны ранее. Таким образом, если не указано иное, данный раздел не является описанием уровня техники для предлагаемого изобретения, и описанное в нем не признается таковым вследствие включения в настоящий раздел.
В настоящее время широко распространены услуги, основанные на определении местоположения мобильных устройств. Данные поддержки для систем навигации с поддержкой, таких как спутниковые системы глобальной навигации (GNSS, global navigation satellite system), были определены и стандартизованы для сотовых систем, например, для глобальных систем позиционирования (GPS, global positioning system), европейской системы Галилео (Galileo) и российской глобальной спутниковой системы навигации ГЛОНАСС (GLONASS, Global Navigation Satellite System). Пример системы GNSS включает сеть спутников, передающих в широковещательном режиме сигналы навигации, содержащие данные о времени и расстоянии. Приемники GNSS принимают эти широковещательные сигналы навигации и на их основе вычисляют точное глобальное местоположение. Другие примеры систем GNSS включают, не ограничиваясь этим, спутниковые системы увеличения точности навигации (SBAS, satellite-based augmentation system), локальные системы увеличения точности навигации (LAAS, local area augmentation system), квазизенитные спутниковые системы (QZSS, quasi-zenith satellite system) и гибридные приемники.
Доставка таких данных поддержки может быть организована на верхнем уровне протоколов плоскости управления, специфичной для сотовой системы, включая, например, протокол предоставления услуг определения местоположения радиоресурсов (RRLP, radio resource location services protocol) для сетей GSM, протокол управления радиоресурсами (RRC, radio resource control) уровня 3 в широкополосных сетях множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA, wideband code division multiple access) и IS-801 для сетей множественного доступа с кодовым разделением (CDMA, Code Division Multiple Access), стандарты которых разработаны в рамках проектов совместной координации разработки систем третьего поколения (3GPP, 3rd Generation Partnership Project) и 3GPP2. Кроме того, протоколы плоскости управления также поддерживают способы позиционирования, специфичные для сети радиодоступа (RAN, Radio Access Network). К примерам таких способов относятся улучшенный способ с использованием наблюдаемой разницы во времени (EOTD, Enhanced Observed Time Difference), применяемый в протоколе RRLP, и способ периодического отключения сигнала с использованием наблюдаемой разницы во времени поступления сигнала (IPDL-OTDOA, Idle Period DownLink - Observed Time Difference Of Arrival). Следует отметить, что описываемые данные поддержки могут относиться к средствам поддержки системы GNSS и содержать, не ограничиваясь этим, навигационные модели, данные поддержки о времени, опорное положение, атмосферные модели, данные поддержки дифференциальной коррекции, данные поддержки датчиков и поддержку сбора данных. Данные поддержки также могут включать, например, информацию о положении, высокоточную информацию о положении, результаты измерений многочастотной мультисистемы GNSS, сгенерированные путем вычислений результаты измерений, измерения датчиков, информацию о маршруте и конкретном положении.
Как указывалось выше, данные поддержки могут включать, помимо других данных, навигационные модели для спутников, опорное положение и опорное время. Точность опорного положения и опорного времени значительно влияет на рабочие характеристики системы, поэтому информация о времени системы GNSS является ключевой при определении положения приемника GNSS. Для соблюдения точного времени, например, в терминале/приемнике системы GNSS с поддержкой (AGNSS, Assisted GNSS) (в котором информация о времени предоставляется в виде данных поддержки), требуется, например, либо точный и дорогой генератор, энергоемкие миниатюрные атомные часы, частые соединения со спутниками либо частые запросы данных поддержки о времени от сети. Частые соединения, например, со спутниками и/или сетью потребляют мощность и, таким образом, ухудшают восприятие пользователя.
С технической точки зрения предоставление данных поддержки о точном времени совместно с данными об опорном положении позволяет предсказывать пространство поиска сдвига кода и доплеровской частоты для спутниковой широковещательной передачи с расширенным спектром. Наличие небольшого окна поиска улучшает чувствительность, что способствует улучшению таких характеристик, как время до первого определения местоположения (TTFF, Time-To-First-Fix) и доступность. Оба аспекта важны с точки зрения удовлетворения требований заказчика.
Следует отметить, что другие данные поддержки, такие как эфемериды, имеют время жизни, составляющее несколько часов. Таким образом, такую информацию требуется обновлять относительно редко. Однако при использовании существующих генераторов время в терминале может поддерживаться достаточно точно только в течение порядка десяти минут. Следовательно, предпочтительно иметь возможность поддерживать связь с точным временем в терминале с помощью другой системы или другого способа.
Если мобильный терминал работает в сети, синхронизированной со временем системы GNSS, он может использовать эту информацию для поддержания точного времени даже в случае перемещения от одной соты к другой в пределах той же сети. Однако в сетях, которые могут быть как синхронными, так и асинхронными, таких как развитая универсальная система мобильной связи наземного радиодоступа (E-UTRAN, Evolved Universal Mobile Telecommunications System Terrestrial Radio Access Network), терминал не осведомлен о состоянии синхронизации сети и не может его использовать. В определенных синхронизированных сетях, таких как IS-95/2000 и WiMAX, синхронизация определена стандартом. То есть перенос времени является внутренней функцией, например, системы IS-95/2000, в которой протоколы 3GPP RRLP и 3GPP RRC определяют данные поддержки о времени для управления с использованием синхронизации кадров соты. Кроме того, система IS-95 непосредственно синхронизируется с временем GPS, поэтому точное время GPS без труда доступно в каждой соте, благодаря чему отпадает необходимость поддерживать точное время в телефонных трубках. Таким образом, информация доступна терминалу на этапе проектирования. Более того, эти сети также передают в широковещательном режиме информацию о времени GPS.
Протокол безопасного определения местоположения в плоскости пользователя, разработанный открытым мобильным альянсом (ОМА SUPL, Open Mobile Alliance secure user plane location), выполняет те же функции в плоскости пользователя, в которой опорное время задается в виде разности между временем GNSS и временем кадра соты обслуживающей базовой станции. В IP-сетях тактовые генераторы могут синхронизироваться с использованием протоколов, специально разработанных для этой цели. Кроме того, определенные системы предоставляют приемнику AGNSS данные поддержки о времени через IP/соединение с IP-сетью посредством использования различных комбинаций, включающих по меньшей мере одно из следующего: протокол передачи информации о времени, сервер времени, GNSS-приемник для получения соотношений между временем на сервере и временными шкалами GNSS, сервер времени, синхронизированный с указанным временем GNSS, сервис, определяющий различия между временными шкалами GNSS, и протоколы поддержки плоскости пользователя для передачи из сервера в терминал информации об упомянутом соотношении (соотношениях).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Один из примеров осуществления настоящего изобретения относится к способу предоставления терминалу информации о состоянии синхронизации сети, при этом способ включает прием данных, передаваемых из сети. Способ также включает определение состояния синхронизации сети из передаваемых данных, при этом точное время поддерживают на основе состояния синхронизации сети.
Другой пример осуществления настоящего изобретения относится к устройству, включающему электронное устройство. Электронное устройство выполнено с возможностью приема передаваемых из сети данных. Электронное устройство также выполнено с возможностью определения состояния синхронизации сети из передаваемых данных, при этом точное время поддерживается электронным устройством на основе состояния синхронизации сети.
Эти и другие преимущества и технические признаки различных вариантов осуществления настоящего изобретения, а также его организация и способ работы станут понятны из последующего подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых аналогичным элементам соответствуют аналогичные цифровые обозначения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения показана блок-схема, иллюстрирующая пример процессов, выполняемых для поддержания точной синхронизации в терминале с помощью информации о состоянии синхронизации сети, переданной в процессе сеанса передачи сети.
На фиг.2 показана общая схема системы, в которой могут быть реализованы различные варианты осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 показан вид в перспективе электронного устройства, которое может использоваться в связи с реализацией различных вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 представлена схема, которая может быть включена в электронное устройство, показанное на фиг.3.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Возможность использования данных поддержки, например, информации о времени, описанной выше, может значительно повлиять на рабочие характеристики приемника GNSS. Например, в сценариях с хорошими условиями передачи сигнала, приемнику GPS обычно требуется приблизительно 30 секунд для извлечения копии навигационного сообщения из сигнала, переданного спутником в широковещательном режиме. Таким образом, если нет доступной действительной копии навигационной модели (например, полученной в предшествующем сеансе), то прежде чем спутник может быть использован для вычисления местоположения, истечет по меньшей 18 секунд (это минимальное теоретическое значение, в то время как более типичное значение - 30 секунд). Что касается приемников системы GPS с поддержкой (AGPS, Assisted GPS), сотовая сеть передает такому приемнику копию навигационного сообщения. Таким образом, приемнику не требуется извлекать навигационные данные из широковещательного спутникового сигнала, поскольку он может их получить непосредственно из сети. Время TTFF может быть сокращено до 10 секунд и менее (в отличие от 30 секунд, требуемых для обычных систем GPS). Это уменьшение времени TTFF имеет большое значение в сценариях, когда, например, требуется определять место экстренного вызова. Кроме того, это уменьшение времени TTFF может улучшить работу пользователя в различных случаях использования.
В различных вариантах осуществления настоящего изобретения терминалу предоставляют информацию о состоянии синхронизации сети, когда терминал принимает данные, передаваемые из этой сети. Упомянутое состояние синхронизации сети может быть указано различными способами, включая, не ограничиваясь этим, следующие: с помощью флага состояния в (системном) сообщении, поступающем из сети; в сообщении индикации возможностей сети; в сообщении индикации возможностей позиционирования сети; в информации о времени системы GNSS, то есть в информации о соотношении времени соты/сети; в информации о соотношении времени для различных технологий радиодоступа (RAT, Radio Access Technology) и/или неявно с помощью другого параметра и/или запроса конкретного измерения (например, конкретных данных поддержки, которые предоставляются только в синхронизированной сети, или измерений OTDOA, которые запрашиваются только в синхронизированной сети). Кроме того, следует отметить, что передача может представлять собой либо широковещательную передачу, либо сигнализацию между двумя точками.
Например, с учетом вышеупомянутых технологий RAT, между сетями может быть достигнута "псевдосинхронизация". То есть, если терминал получает информацию о состоянии синхронизации первой сети, например, сети технологии долгосрочного развития 3GPP (LTE, Long-Term Evolution), и, следовательно, поддерживает точное время, эта информация может быть использована для "псевдосинхронизации" сети LTE с другой сетью. Следовательно, многорежимный приемник, который поддерживает, например, стандарты/технологии связи для системы LTE и глобальной системы мобильной связи (GSM, Global System for Mobile Communications), может использовать информацию о состоянии синхронизации сети LTE для косвенной связи сот асинхронной системы GSM с точным временем. Таким образом, преимущества использования информации о состоянии синхронизации первой сети могут быть распространены на одну или более других сетей.
После определения состояния синхронизации сети в терминале могут поддерживаться данные о точном времени / данные поддержки о времени. Таким образом, терминал, например, приемник AGNSS, может предсказать сдвиги кода и доплеровские частоты для спутниковой широковещательной передачи с расширенным спектром. То есть спутник передает сигналы в зоне видимости (то есть выше линии горизонта), и, следовательно, приемник может очень быстро обнаружить спутниковые сигналы благодаря уменьшенному пространству поиска кода и частоты. Точная информация об опорном положении и опорном времени позволяет избежать сценариев, в которых приемник AGNSS может определить только то, какие спутники расположены выше линии горизонта и подлежат поиску, когда отсутствует информация либо об опорном положении, либо о времени, а иная информация может устареть, и приемнику AGNSS потребуется выполнять поиск по всей сфере.
На фиг.1 в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения показан пример процессов, выполняемых для предоставления информации о времени в сетевой передаче. В блоке 100 в терминале принимают данные, переданные из сети. В блоке 110 из переданных данных определяют состояние синхронизации сети. В блоке 120 для поддержания точного времени в терминале используют состояние синхронизации сети.
Поддержание точного времени в терминале в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения позволяет уменьшить объем запросов данных поддержки (то есть уменьшить объем трафика в сети), а также улучшить определение местоположения за счет более быстрого определения местоположения, например, в тех случаях, когда терминалу не требуется запрашивать из сети дополнительные данные поддержки. Более того, если доступны данные поддержки о точном времени, улучшается чувствительность и, таким образом, доступность. Помимо этого, с учетом очень точной синхронизации становится возможным использование сетевых измерений в процессе гибридного (GNSS+сетевые измерения) позиционирования, при этом сетевые измерения могут быть, например, либо измерениями OTDOA, либо времени поступления сигнала (TOA, time-of-arrival). Кроме того, появляется возможность экономии потребляемой терминалом мощности, поскольку терминал может определять местоположение пользователя в течение существенно меньшего промежутка времени по сравнению с обычным способом.
На фиг.2 показана система 10, в которой могут быть реализованы различные варианты осуществления настоящего изобретения, содержащая множество устройств связи, которые могут взаимодействовать друг с другом через одну или более сетей. Система 10 может включать любое сочетание проводных или беспроводных сетей, включая, не ограничиваясь этим, мобильную телефонную сеть, локальную беспроводную сеть (LAN, Local Area Network), персональную сеть Bluetooth, локальную сеть Ethernet, кольцевую локальную сеть с маркерным доступом (token ring LAN), глобальную сеть, Интернет и т.д. Система 10 может содержать как проводные, так и беспроводные устройства связи.
В качестве примера на фиг.2 показана система 10, включающая мобильную телефонную сеть 11 и Интернет 28. Соединение с Интернетом 28 может включать, не ограничиваясь этим, беспроводные соединения для дальней связи, беспроводные соединения для ближней связи и различные проводные соединения, включая, не ограничиваясь этим, телефонные линии, кабельные линии, линии электропитания и т.п.
Примеры устройств связи системы 10 могут включать, не ограничиваясь этим, электронное устройство 12, представляющее собой мобильный телефон, комбинированное устройство 14, состоящее из персонального цифрового помощника (PDA, personal digital assistant) и мобильного телефона, PDA 16, интегрированное устройство 18 обмена сообщениями (IMD, integrated messaging device), настольный компьютер 20, ноутбук 22 и т.д. Устройства связи могут быть стационарными или мобильными, переносимыми пользователями. Устройства связи могут также располагаться в транспортном средстве, включая, не ограничиваясь этим, легковой автомобиль, грузовик, такси, автобус, поезд, судно, самолет, велосипед, мотоцикл и т.д. Некоторые или все устройства связи могут посылать и принимать вызовы и сообщения и осуществлять связь с поставщиками услуг через беспроводное соединение 25 с базовой станцией 24. Базовая станция 24 может соединяться с сетевым сервером 26, который позволяет выполнять связь между мобильной телефонной сетью 11 и Интернетом 28. Система 10 может содержать дополнительные устройства связи различных типов.
Устройства связи могут осуществлять связь с использованием различных технологий передачи данных, включая, не ограничиваясь этим, множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA, Code Division Multiple Access), глобальную систему мобильной связи (GSM, Global System for Mobile Communications), универсальную систему мобильной связи (UMTS, Universal Mobile Telecommunications System), множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA, Time Divisional Multiple Access), множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA, Frequency Division Multiple Access), протокол управления передачей/Интернет-протокол (TCP/IP, Transmission Control Protocol-Internet Protocol), службу обмена короткими сообщениями (SMS, Short Messaging Service), службу обмена мультимедийными сообщениями (MMS, multimedia messaging service), электронную почту, службу мгновенного обмена сообщениями (IMS, Instant Messaging Service), Bluetooth, IEEE 802.11, IEEE 802.16, LTE и т.д. Устройство связи, задействованное в реализации различных вариантов осуществления настоящего изобретения, может осуществлять связь с использованием различных сред передачи, включая, не ограничиваясь этим, радиоинтерфейс, инфракрасные, лазерные, кабельные соединения и т.п.
На фиг.3 и 4 показано одно из типовых электронных устройств 12, в котором могут быть реализованы различные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены устройством конкретного типа. Электронное устройство 12, показанное на фиг.3 и 4, содержит корпус 30, дисплей 32, выполненный в виде жидкокристаллического экрана, клавиатуру 34, микрофон 36, динамик 38, батарею 40, инфракрасный порт 42, антенну 44, смарт-карту 46 в формате UICC согласно одному из вариантов осуществления устройства, считыватель 48 с карты, схему 52 радиоинтерфейса, схему 54 кодека, контроллер 56 и память 58. Все отдельные схемы и элементы хорошо известны из уровня техники, например, в ряду мобильных телефонов, выпускаемых компанией Nokia.
Различные варианты осуществления изобретения были описаны в общем контексте шагов способа или процессов, которые могут быть реализованы в одном из вариантов осуществления изобретения с помощью компьютерного программного продукта, реализованного на машиночитаемом носителе и включающего машиночитаемые инструкции (например, программный код), исполняемые компьютером в сетевом окружении. Машиночитаемый носитель может включать съемные и несъемные устройства хранения, включая, не ограничиваясь этим, постоянное запоминающее устройство (ROM, Read Only Memory), оперативную память (RAM, Random Access Memory), компакт-диски (CD, compact disc), цифровые универсальные диски (DVD, digital versatile disc) и т.д. Обычно программные модули могут содержать процедуры, программы, объекты, компоненты, структуры данных и т.д., которые выполняют определенные задачи или реализуют определенные абстрактные типы данных. Исполняемые инструкции, ассоциированные структуры данных и программные модули представляют примеры программного кода для выполнения описанных выше шагов способов. Определенная последовательность таких исполняемых инструкций или ассоциированных структур данных представляет примеры соответствующих действий для реализации функций, описанных в таких шагах или процессах.
Варианты осуществления изобретения могут быть реализованы программно, аппаратно, с помощью специализированной логики или с помощью комбинации программных средств, аппаратных средств и специализированной логики. Программные средства, специализированная логика и/или аппаратные средства могут находиться, например, в наборе микросхем (чипсете), мобильном устройстве, настольном компьютере, ноутбуке или сервере. Программное обеспечение и сетевые реализации различных вариантов осуществления изобретения могут быть реализованы с помощью стандартных технологий программирования, с логикой на базе правил или другой логикой для осуществления различных этапов или процессов поиска в базе данных, этапов или процессов корреляции, сравнения и решения. Различные варианты осуществления изобретения могут быть также реализованы полностью или частично в сетевых элементах или модулях. Следует отметить, что слова «компонент» и «модуль», используемые в описании и формуле изобретения, обозначают реализации с использованием одной или более строк программного кода и/или аппаратные реализации, и/или оборудование для приема данных, вводимых вручную.
Отдельные и конкретные структуры, описанные в вышеприведенных примерах, следует понимать как образующие типовые структуры средств для выполнения конкретных функций, описанных в нижеследующей формуле изобретения, хотя признаки формулы изобретения не должны истолковываться как "средство плюс функция" в случае, когда термин "средство" в них не используется. Кроме того, использование термина "шаг" в вышеприведенном описании не должно рассматриваться для истолкования любого признака формулы как "шаг плюс функция". Упомянутые в этом документе отдельные ссылки, включая выданные патенты, заявки на патент, и публикации, не относящиеся к патентам, не предназначены и не должны истолковываться как ограничивающие формулу изобретения.
Вышеизложенное описание вариантов осуществления изобретения было представлено с целью иллюстрации. Оно не является исчерпывающим и не ограничивает варианты осуществления данного изобретения конкретным описанным вариантом, возможны различные модификации и изменения в свете вышеприведенных идей или в результате практического применения вариантов осуществления изобретения. Рассмотренные варианты осуществления изобретения были выбраны и описаны для объяснения принципов и характера различных вариантов осуществления изобретения и его практического применения, чтобы позволить специалисту использовать настоящее изобретение в различных вариантах осуществления и с различными изменениями, которые подходят для конкретного использования. Описанные признаки вариантов осуществления изобретения могут объединяться в любые сочетания способов, устройств, модулей, систем и программных продуктов.