!HU000005608T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 005 608
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA G01S 5/02
(21) Magyar ügyszám: E 05 857941 (22) A bejelentés napja: 2005. 09. 07. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20050857941 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1787490 A1 2006. 12. 21. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1787490 B1 2009. 02. 25.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 935785 2004. 09. 07.
(73) Jogosult: Qualcomm Incorporated, San Diego, CA 92121 (US)
US
(72) Feltaláló: KHUSHU, Sanjeev, San Diego, CA 92130 (US)
(54)
(2006.01) G01S 5/14 (2006.01) H04W 64/00 (2009.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 06135418 PCT/US 05/032014
(74) Képviselõ: dr. Harangozó Gábor, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Eljárás helyzetmeghatározás sikeres végrehajtásának elõsegítésére
HU 005 608 T2
(57) Kivonat A találmány szerinti eljárás mobilállomás (2) helyzetének meghatározására szolgál. Az eljárás során (a) egy elsõ helyzetmeghatározó módszerrel meghatározzák a mobilállomás pozícióját (102); és (b) ha a meghatározás nem eredményez elfogadható pozícióeredményt, az elsõ módszertõl eltérõ legalább egy további helyzetmeghatározó módszer felhasználásával megismétlik a meghatározási lépést (108, 114) legalább néhányszor megismételve mindaddig, amíg (i) egy ismétlés eredményeként elfogadható pozíció adódik (112, 118) vagy (ii) az összes rendelkezésre álló helyzetmeghatározó módszert már alkalmazták (120). Az eljárás jellemzõje, hogy (c) az egyes helyzetmeghatározó módszerek korábbi eredményei alapján átrendezik azt a sorrendet, amely szerint az elsõ helyzetmeghatározó módszert és a legalább egy további helyzetmeghatározó módszer végrehajtását megkísérelték.
2. ábra A leírás terjedelme 16 oldal (ezen belül 5 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 005 608 T2
A találmány háttere Az utóbbi években egyre nagyobb jelentõségre tett szert a személyek, jármûvek és egyéb eszközök helyzetmeghatározásának lehetõsége, különös tekintettel a bevezetésre kerülõ új technológiákra és a biztonság és biztonságosság fokozódó szerepére. Egy személy vagy jármû földrajzi helyzete meghatározható a személynél, illetve a jármû fedélzetén lévõ rádiófrekvenciás mobileszköz helyzetének meghatározásával. Kívánatos például, hogy egy cellás telefonrendszer képes legyen meghatározni egy a szükséghelyzet jelzésére használt egyedi mobiltelefon földrajzi helyzetét, hogy az erre vonatkozó adatokat továbbítani lehessen a vészhelyzeteket kezelõ szervezetek, mint amilyen a rendõrség, a tûzoltóság és a mentõszolgálat munkatársainak. A földi földrajzi helyzet meghatározására több módszer is létezik. Ezek egyike a GPS-ként ismert Globális Helyzetmeghatározási Rendszer. A GPS¹t eredetileg az USA nemzetvédelmi minisztériuma találta ki és fejlesztette ki katonai navigációs célokra. A rendszer egyes elemei idõvel a polgári célú felhasználásra is fokozatosan elérhetõvé váltak. A GPS a helyzetmeghatározáshoz egy 24 geostacionárius pályára állított mûholdból álló rendszert használ. Az adott földrajzi helyzet meghatározása annak az idõnek a meghatározásán alapszik, amely egy GPS-mûhold által sugárzott jel kibocsátása és egy GPS-vevõ által történõ fogadása között eltelik. A rendszer öt, föld körüli pályára állított tartalék mûholddal is rendelkezik arra az esetre, ha a 24 mûhold közül valamelyik meghibásodna. A mûholdak szórt spektrumú jeleket sugároznak két frekvenciasávban. Ez a két frekvenciasáv az L1 (1575,42 MHz) és az L2 (1223,6 MHz). A jeleket két ál¹véletlen zajkóddal, egy „durva/gyûjtõ” („coarse/acquisition”) C/A¹kóddal és egy „pontos” („precision”) P¹kóddal modulálják. Az L1 sávbeli C/A¹kód használható polgári célokra. A GPS-jelet ezen túlmenõen egy adatüzenettel, közismert nevén GPS navigációs üzenettel is modulálják. A GPS-vevõk általában háromszögelésen alapuló módszerrel kísérlik meg a földrajzi helyzet meghatározását. Ez lehet kétdimenziós háromszögelés is, amelynek során például három mûhold által sugárzott jel használható a három egymást metszõ kör metszéspontjának helyére alapuló helyzetmeghatározáshoz. Minden egyes mûhold által kibocsátott jel segítségével ugyanis meghatározható egy olyan sugarú kör, amelyen belül az adott GPS-vevõ megtalálható. Két mûhold jelének segítségével a GPS-vevõ lehetséges tartózkodási helyeinek halmaza leszûkíthetõ az egyes mûholdakhoz tartozó, egymást metszõ két kör által körülzárt közös részre. Egy harmadik mûhold jelét is felhasználva a GPS-vevõ helyzete tovább pontosítható, mivel a három kör elvileg egyetlen pontban metszi egymást. A fenti koncepciónak háromdimenziós háromszögelésre való kiterjesztésével minden mûhold által kibocsátott jel segítségével egy-egy gömb jelölhetõ ki, és így három egymást metszõ gömb segítségével határozható meg a GPS-vevõ magasságra vonatkozó adatot is tar-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
talmazó földrajzi helyzete. Általában több mûhold jelét használják fel a nagyobb pontosság érdekében. A GPS-vevõ demodulálja a mûhold jelét egy álvéletlen kódra történõ illesztést és az azzal való szinkronizálást követõen. A GPS-vevõ a GPS navigációs üzenet segítségével kiszámítja az átviteli idõket és a GPSmûhold koordinátáit. A GPS-vevõ által meghatározott földrajzi helyzet pontossága általában 15 méteren belül van. A számítások pontossága azonban a mérési pontosság és a mûholdak elhelyezkedésének függvénye. A légköri viszonyok ionoszférai késleltetéseket okozhatnak. Ezenkívül a mûholdak pályaadataival kapcsolatos bizonytalanságok is hibákat okozhatnak, hiszen köztudott, hogy a mûholdpályák idõvel degradálódnak. A GPS-adatokból meghatározott földrajzi helyzet megbízhatósága a közbiztonsággal kapcsolatosan napjainkban tapasztalható aggodalmak tükrében is kiemelkedõ jelentõségû. A GPS-nél felléphet az a probléma, hogy nem áll rendelkezésre használható jel. Ennek megoldására az 1990¹es évek végén bevezették a szerver által támogatott GPS¹t, amelynél a GPS-mûholdjelek vételéhez a fixen telepített szerverekhez kapcsolódó, helyhez kötött GPS-vevõk is hozzájárulnak. A helyhez kötött GPS-vevõket a teljes égboltot befogó antennákkal látják el, hogy lehetõvé váljon az összes látható GPS-mûhold által kibocsátott jel folyamatos monitorozása. Minden szerver rendelkezik egy rádiófrekvenciás interfésszel a mobil GPS-állomásokkal történõ kommunikációhoz. Amikor sor kerül valamely mobil GPS-egység helyzetének lekérdezésére, a szerver elküldi a mobil GPS-egységnek azokat a GPS-mûholdakra vonatkozó adatokat, amelyeket a hozzá kapcsolódó, helyhez kötött GPS-vevõtõl kapott. Ezek az adatok tartalmazzák a megfigyelhetõ GPS-mûholdak jegyzékét és azokat az adatokat, amelyek segítségével a mobil GPS-vevõ végre tudja hajtani az álvéletlen kódok illesztését és szinkronizálását. A mobil GPS-vevõ az általa összegyûjtött GPS-adatokat elküldi a szervernek, a szerver pedig a mobil és a helyhez kötött GPS-vevõtõl kapott adatokból kiszámítja a mobil GPS-vevõ földrajzi helyzetét. Ez az eljárás ugyan sokkal nagyobb pontosságot tesz lehetõvé mint a szerver-támogatást nélkülözõ GPS, a rendelkezésre álló mûholdjelek használhatóságával kapcsolatos problémák azonban továbbra is megnehezíthetik a földrajzi helyzet pontos meghatározását. A növelt jelerõsségû rendszer (ESS) a GPS-tõl független helyzetmeghatározási módszert alkalmaz. Az eljárás során begyûjtik azokat az adott területre, beleértve az ott található épületekre, tereptárgyakra és a rádióhullámok terjedését gátló akadályokra vonatkozó háromdimenziós adatokat, amelyekkel a szóban forgó földrajzi térségben elhelyezett vezeték nélküli adóantenna esetére modellezhetõk a rádiófrekvenciás jel terjedési jellemzõi. A modellszámítások eredményeit egy adatbázisban tárolják. A mobil helymeghatározó berendezés helyzetének meghatározásánál az adatbázisban tárolt adatokon kívül több vezeték nélküli adó által kisugárzott jelnek a berendezés által mért jelerõsségét is
1
HU 005 608 T2
felhasználják. A Japánban üzemeltetett digitális telefonhálózat (PHS) is ezt az eljárást alkalmazza. A nem GPS-alapú módszerek közül az AOA (Angle of Arrival) módszer a vevõkre beérkezõ jelek beesési szögét, a TDOA (Time difference of Arrival) módszer pedig a jelek beérkezési idõpontjai közötti különbséget használja fel a helyzetmeghatározáshoz. A hálózatalapú AOA módszernél azt a szöget határozzák meg valamely mobilállomás (például mobiltelefon, vezeték nélküli adatátviteli funkciókkal ellátott PDA, illetve hordozható számítógép, személykeresõ vagy egyéb személyi kommunikációs eszköz) helyét, amely alatt egy jel két vagy több fixen telepített antennára beérkezik. A jel érkezési iránya, illetve beesési szöge egy fixen telepített antennánál is meghatározható például az adott antenna különbözõ elemeire bejövõ jelek érkezési idejének különbségébõl. Így például egy két elembõl álló fázisvezérelt antennaráccsal –60 és +60 fok közötti beesési szögek határozhatók meg, míg egy hat elembõl álló fázisvezérelt antennarács, amely három darab kételemes antennaként is felfogható, lefedi a teljes 360 fokos tartományt. A hírközlési hálózat berendezései a különbözõ helyekrõl származó szögadatok összesítésébõl határozzák meg a mobilállomás helyzetét. A szögmérés pontossága, valamint a mobilállomás és a fixen telepített antennák kölcsönös helyzete befolyásolhatja a helyzetmeghatározás eredményét. Komoly mérési hibát okozhat az, ha a mobilállomás közel van két fixen telepített antenna közötti távolság felezõpontjához. Ezért kívánatos három vagy több antenna használata az AOA-méréseknél. A szintén hálózatalapú TDOA-módszernél egy legkevesebb két antennára beérkezõ rádiófrekvenciás jel beérkezési idejének különbségét mérik. Az adási és vételi idõ ismeretében az elektromágneses hullám terjedési sebességének figyelembevételével egy fixen telepített antenna és a mobilállomás közötti távolság meghatározható. A feldolgozás során nyert adatokat hosszúsági és szélességi fokokká alakítják át. A TDOA-eljáráson alapuló helyzetmeghatározás kritikus pontja az órák pontos szinkronizációja. A pontos szinkronizált idõmérés esetenként nehézségekbe ütközhet a TDOA módszer alkalmazásakor. A TDOA módszer így az ebbõl adódó hátrányokkal rendelkezik. Az idõmérésben vétett csupán 1 ms¹os tévedés már többméteres hibát okozhat a helyzetmeghatározásban. A földrajzi helyzet FLT (Forward Link Trilateration) módszerrel is meghatározható. A módszer a bázisállomás antennája által kibocsátott jelek mobilállomásra való beérkezési idejének különbségét használja fel, amelyet, a legkevesebb két antenna által, a mobilállomásra továbbított álvéletlen zajjal kódolt jelek fáziskülönbségének mérésébõl számítanak ki. Ez a módszer különösen jól használható kódosztásos többszörös hozzáférésû (CDMA) rendszerekben. A módszer továbbfejlesztett változata az AFLT (Advanced FLT) módszer, amelynél a mobilállomás és a bázisállomások az FLT módszerrel összehasonlítva szerepet cserélnek. Az AFLT módszernél ugyanis a mobilállomás pozíciója rögzített a mobilállomás adását fogadó bázis-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
állomásokhoz képest. Az AFLT módszernél a mobilállomás méri meg a különbözõ tesztelõ fáziszajok CDMA fáziseltolását és továbbítja azt a helyzetmeghatározást végzõ hálózati egységnek, amely ezek segítségével hajtja végre az FTL módszer szerinti háromszögelést a mérési eredményeket közlõ egység rögzített földrajzi helyzetének meghatározására. Az ujjlenyomatozás a mobilállomás helyzetmeghatározásának másfajta megközelítése. Adatbázist hoznak létre a rádiófrekvenciás jelek azon jellemzõibõl, amelyek a jeltovábbításban érintett terület különbözõ tartományaihoz tartoznak. A jelek jellemzõinek az adott régiókhoz kapcsolódó egyes halmazait nevezik ujjlenyomatnak. A mobilállomás helyzetének meghatározása az állomás által begyûjtött RF¹adatmintáknak az adatbázisban szereplõ ujjlenyomatadatokkal való összehasonlításával történik. Az összehasonlítás elvégezhetõ a mobilállomáson vagy az ujjlenyomatadatokkal rendelkezõ szerveren. Az ujjlenyomatozásnak az az elõnye, hogy az adó és a vevõ közötti közvetett útvonalakból származó többutas jeleket is figyelembe veszi. Az ujjlenyomatozásnál nem lépnek fel az egyéb helyzetmeghatározási eljárásoknál jelentkezõ problémák, használata azonban az adatgyûjtéssel kapcsolatos nagyarányú munka miatt csak sûrûn lakott nagyvárosi területeken gazdaságos. Ahogy a fentiekbõl látható, a technika jelenlegi állása szerint számos egyedi helyzetmeghatározási módszer ismert. Ezek nagy általánosságban a mobilállomás által támogatott (MS-Assisted), illetve a mobilállomás-alapú/önálló (MS-Based/Standalone) üzemmódkategóriába sorolhatók. A mobilállomás által támogatott üzemmódban a mobilállomás helyzetét egy a hírközlési hálózattal összeköttetésben álló számítógép, a PDE-ként ismert hálózati helyzetmeghatározási egység határozza meg valamelyik fent említett módszer, például a TDOA, az AOA, az ESS vagy más módszer segítségével. A mobilállomás-alapú/önálló üzemmódban maga a mobilállomás határozza meg saját helyzetét a mobilállomáson rendelkezésre álló adatokat felhasználó processzora segítségével. Erre az üzemmódra példa a GPS-vevõvel és jelfeldolgozó képességgel rendelkezõ mobilállomás, amely saját helyzetét az általa vett GPS-jelek segítségével határozza meg. A helyzetmeghatározás módszerének kiválasztása attól függ, hogy az eljárás során használt különféle elemek, illetve erõforrások milyen típusú hibáknak vannak kitéve. Az összes mobilállomás által támogatott GPS-eljárásnál például elengedhetetlen a hálózati összeköttetés, legyen szó bármelyik ehhez az üzemmódhoz tartozó egyedi módszerrõl (GPS-rõl, GPS plus AFLT-rõl, vagy egyéb módszerrõl). A mobilállomás által támogatott eljárás akármilyen kiváló GPS-mérések mellett is mûködésképtelen, ha a hálózati összeköttetés megszakad. Ezért ebben az esetben egy kizárólag GPS-alapú eljárás jobb becslést adna a földrajzi helyzetre. Az összes fent ismertetett helyzetmeghatározási módszer esetenként pontatlanná vagy használhatatlanná válhat, ahogy ezt a fenti példában is láttuk. Így elõfordulhat, hogy az ismert helyzetmeghatározási
1
HU 005 608 T2
módszerek valamelyikét alkalmazó mobilállomás vagy hálózat egyáltalán nem vagy csak pontatlanul képes a mobilállomás aktuális helyzetét meghatározni. Felmerül tehát az igény egy olyan eljárás kidolgozására, amellyel a korábbiaknál megbízhatóbban határozható meg a mobilállomás helyzete. Az EP 1 251 362 számú, Shioda és társai által benyújtott szabadalomban ismertetett eljárásnál egy mobil hírközlési eszköz helyzetének meghatározásához GPS¹t és bázisállomások által kibocsátott rádióhullámokat alkalmaznak. Ha a kizárólag a bázisállomások felõl beérkezõ rádióhullámok segítségével történõ mérésnél a mérési hiba meghalad egy elõzetesen meghatározott határértéket, a GPS-módszerre térnek át. Ha a GPSmódszerrel végzett mérés hibája is meghaladja a GPSmérésekre elõzetesen megszabott határértéket, akkor a pozíció egy összetett eljárással határozható meg. Összefoglalás Jelen találmányt a mellékelt igénypontok ismertetik. A találmány tárgya egyrészt egy eljárás mobil eszköz helyzetének meghatározására. Ezen eljárás során egy elsõ helyzetmeghatározó módszerrel meghatározzuk a mobilállomás pozícióját és ha a meghatározás nem eredményez elfogadható pozícióeredményt, az elsõ módszertõl eltérõ legalább egy további helyzetmeghatározó módszer felhasználásával megismételjük a meghatározási lépést legalább néhányszor megismételve mindaddig, amíg (i) egy ismétlés eredményeként elfogadható pozíció adódik (112, 118) vagy (ii) az összes rendelkezésre álló helyzetmeghatározó módszert már alkalmaztuk. Az eljárás során alkalmazott különbözõ módszerek különbözõ jeleket vagy adott jelkarakterisztikák különbözõ típusú méréseit használhatják a helyzetmeghatározáshoz. Nem valószínû, hogy mindezen különbözõ eljárások egyike sem vezet elfogadható eredményre, így a rendszer megbízhatóbbá válik. Az eljárás gyakorlatilag olyan helyzetmeghatározási módszert választ ki, amely elfogadható eredményeket ad az adott körülmények között. A rendszer a körülményekhez igazodva dinamikusan vált a mérési módszerek között. A találmány tárgya másfelõl egy olyan eljárás mobil eszköz helyzetének meghatározására, amely során a helyzetmeghatározást több különféle módszerrel végezzük és meghatározzuk az egyes módszerek becsült hibáját. Az eljárás során kiválasztjuk a legkisebb becsült hibával rendelkezõ helyzetmeghatározási módszert és a mobilállomás pozíciójaként a kiválasztott helyzetmeghatározási módszer által szolgáltatott pozícióeredményt választjuk ki. Ez az eljárás hatékonyan választja ki azt a módszert, amely az adott körülmények mellett elérhetõ legjobb eredményeket szolgáltatja. Azaz a rendszer a változó körülményekhez igazodva dinamikusan váltogatja a módszereket. Az eljárás arra is lehetõséget kínál, hogy az adott mobilállomás helyzetének kiszámítására a többféle módon meghatározott értékek valamilyen módon történõ összesítésével kerüljön sor, például a kapott eredmények súlyozott átlagának meghatározásával.
2
A találmány tárgya továbbá egy mobil eszköz és a mobil eszköz helyzetének meghatározására szolgáló rendszerek. 5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
Az ábrák rövid ismertetése Az 1. ábrán a rendszer egyik kiviteli alakjának funkcionális blokkvázlata látható. A 2. ábrán látható folyamatábra egy helyzetmeghatározó eljárás menetét szemlélteti. A 3. ábrán látható folyamatábra egy további helyzetmeghatározó eljárás menetét szemlélteti. A 4. ábrán látható folyamatábra egy további helyzetmeghatározó eljárás menetét szemlélteti. Az 5. ábrán látható blokkvázlat a 2 mobilállomás és a 14 hálózat egymással való együttmûködését szemlélteti. Részletes leírás Az 1. ábra egy funkcionális blokkvázlat segítségével mutatja be egy 2 mobilállomást és 20 hírközlési hálózatot, valamint a 20 hálózathoz kapcsolódó 14 helyzetmeghatározó egységet (PDE¹t) magában foglaló rendszert. A 2 mobilállomás rendelkezik egy 6 processzorral, egy 8 memóriával és egy 10 adó-vevõvel. Az „adó-vevõ” fogalma alatt ebben a leírásban egy tetszõleges elemekbõl álló egység értendõ, amely adási és vételi funkciókra képes. A 10 adó-vevõ tehát tartalmazhat mindkét funkció végrehajtására közösen használt elemeket vagy kizárólag adási, illetve vételi feladatokat ellátókat. A 10 adó-vevõ a 20 hálózattal való kommunikációra alkalmas jelek adására és vételére képes. Az adó-vevõ össze van kapcsolva a 6 processzorral, hogy a processzor vezérelni tudja az adó mûködését, és hogy az adó-vevõn keresztül adatokat küldhessen a 20 hírközlési hálózatnak és adatokat fogadhasson tõle. A 2 mobilállomás általában rendelkezik a felhasználói kommunikációt és vezérlést lehetõvé tévõ (az ábrán nem látható) elemekkel is. Ha az adott mobilállomás például egy mobiltelefon, akkor rendelkezni fog egy, a processzor által vezérelt adó-vevõhöz kapcsolt hagyományos mikrofonnal és hangszóróval, valamint az adatok bevitelére és megjelenítésére szolgáló (az ábrán nem látható) hagyományos billentyûzettel és kijelzõvel. Az ábrán látható kiviteli alaknál a 10 adó-vevõ GPS-jelek vételére is képes, és a 6 processzor a vett GPS-jelek és a 8 memóriában tárolt szoftver segítségével meg tudja határozni a mobilállomás helyzetét. A 6 processzor úgy van kialakítva, hogy meg tudjon határozni egy, a mobilállomás helyzetére kapott eredmény várható hibájára vonatkozó paramétert, például azt, hogy a vett és a helyzetmeghatározás során felhasznált jelek hány mûholdtól származnak. A 20 hálózathoz nagyszámú, különbözõ helyeken telepített 22, 24, 26 és 28 bázisállomás tartozik, mint amilyen például egy celluláris adóállomás. Mindegyik bázisállomás rendelkezik olyan 30 berendezéssel, amely a jelkarakterisztikák monitorozásánál vagy egy
1
HU 005 608 T2
elõre meghatározott karakterisztikájú jel kibocsátásánál képes legalább egy egyedi helyzetmeghatározási módszer igényeit figyelembe venni. Példának okáért a bázisállomások konfigurációja a beesési szög alapján történõ helyzetmeghatározás igényeinek megfelelõen úgy alakítható ki, hogy a 30 berendezés mindegyik bázisállomáson egy fázisvezérelt antennaráccsal és egy, az antenna különbözõ elemeire beérkezõ jelek beérkezési idõpontjainak különbségét mérni tudó áramkörrel rendelkezik. A fenti konfiguráción kívül a bázisállomások konfigurációja a beérkezési idõpontokat monitorozó módszer számára is alkalmassá tehetõ. Ebben az esetben a 30 berendezés mindegyik bázisállomáson rendelkezik az állomásra beérkezõ jel beérkezési idõpontjainak monitorozására szolgáló hagyományos eszközökkel, és a hálózat központi óráját vagy a hálózat központi órájával szinkronizált helyi órát használva biztosítja annak lehetõségét, hogy az egyes állomásokon meghatározott beérkezési idõpontok összehasonlíthatók legyenek az összes többi állomáson meghatározott beérkezési idõpontokkal. A 30 berendezés mindegyik bázisállomáson tartalmazhat egy olyan berendezést is, amely megméri a jeleknek az adott helyzetmeghatározási módszerre vonatkozó megfelelõségi paramétereit. A beérkezési idõpontot vagy a beesési szöget használó módszer esetében a 30 berendezés például a vett jelek erõsségének mérésére alkalmas berendezést tartalmazhat. A 14 helyzetmeghatározó egység (PDE) egy vagy több, a 22, 24, 26, 28 bázisállomásokkal kapcsolatot tartó 36 processzorral és egy, a 36 processzor(ok)hoz kapcsolódó 38 memóriával rendelkezik. A 38 memóriában tárolt szoftver utasítja a 36 processzort az ahhoz szükséges mûveletek végrehajtására, hogy a hálózati elemekben implementált minden egyes helyzetmeghatározási módszer egy-egy helyzetértéket szolgáltasson. Ha a hálózatban implementált módszer például a beérkezési idõpontok mérésén alapszik, akkor a memória a bázisállomások helyzetére vonatkozó adatokon kívül azokat az utasításokat is tárolhatja, amelyek a különbözõ bázisállomásokhoz kapcsolódó beérkezési idõpontok különbségét és a bázisállomások helyét felhasználó hagyományos helyzetmeghatározási számítások végrehajtására vonatkoznak. Ahogy az a 2–4. ábrák alábbiakban sorra kerülõ leírásából is megismerhetõ, a PDE 36 processzor az ahhoz szükséges mûveleteket is végrehajtja, amelyek segítségével a nagyszámú helyzetmeghatározási módszerrel vagy ezek kombinációjából kapott eredmények közül kiválasztott módszer eredményeként kapott pozíció értékre alapozva végzi el a helyzetmeghatározást. A processzornak az ezeket a mûveleteket végrehajtó elemét ebben a leírásban „vezérlõ”-nek nevezzük, és az ábrákon a „40” hivatkozási jellel jelölve különálló elemként tüntettük fel. A processzor ezen eleme tartalmazhatja ugyanazokat a fizikai struktúrákat, mint amelyeket más mûveletek elvégzéséhez is használunk, de tartalmazhat speciális, azoktól elkülönülõ fizikai struktúrákat is. A vezér-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 5
2
lõ a 38 memóriában tárolt utasításoknak és adatoknak megfelelõen mûködik. A 36 processzor és a 38 memória egymástól különálló egységként is kialakítható. A 38 memória például a 20 hírközlési hálózaton vagy más (az ábrán nem látható) nyilvános vagy magáncélú hálózaton, például az interneten keresztül kapcsolódhat a processzorhoz. A processzor egyes elemei sem képeznek szükségszerûen egyetlen fizikai egységet, ilyenkor valamilyen a célnak megfelelõ módon állnak kapcsolatban egymással. A 2. ábrán látható folyamatábra az 1. ábra leírásakor bemutatott rendszert használó helyzetmeghatározási eljárás menetét szemlélteti. Az eljárás a 2 mobilállomás helyzetének meghatározása iránti kérés 14 PDE által történõ vételével indul a 100 lépésben. A kérés lehet a mobilállomás felhasználója által kiadott parancs eredménye, de érkezhet bármely más forrástól is. Egy PSAP közbiztonsági hozzáférési ponttal összekapcsolt cellás telefonrendszer esetében a kérés származhat például a PSAP-tõl, de automatikusan is indítható valahányszor a mobilállomás a PSAP-vel kommunikál; az USA-ban például akkor, ha a mobilállomás felhasználója a „911” telefonszámot hívja. A PDE adatgyûjtésre és az elsõ helyzetmeghatározási módszerrel történõ helyzetérték meghatározására vonatkozó parancsot küld a bázisállomásoknak és/vagy a mobilállomásnak a 102 lépésben. Sor kerül az elsõ módszer által kapott eredmény elfogadhatóságának vizsgálatára az elõre meghatározott egy vagy több kritérium alapján a 104 lépésben. Példának okáért, ha az elsõ módszer a hagyományos GPS-helyzetmeghatározás, a PDE utasíthatja a 2 mobilállomás 6 processzorát, hogy kísérelje meg a mobilállomás helyzetének meghatározását a mobilállomás által vett GPS-jelek segítségével, és hogy a 20 hálózaton keresztül kapott pozícióértéket az eredményt minõsítõ adatokkal együtt közölje a 14 PDE-vel. Ilyen minõsítõ adat lehet például, hogy hány mûholdtól származnak a vett és a helyzetmeghatározás során felhasznált jelek. A PDE megvizsgálhatja, hogy a helyzetmeghatározásnál teljesült¹e a mûholdak számára vonatkozó elfogadhatósági kritérium. Ez a kritérium például elõírhatja, hogy kizárólag az az eredmény fogadható el, amely négy vagy több mûholdról vett jel feldolgozásából származik, a három mûholdról vett jel feldolgozásából származó pedig nem elfogadható, mint ahogy az sem, ha a helyzetmeghatározás eredménytelenül ért véget. Elõfordulhat, hogy a felhasználó eltévedt, és helyzetének olyan meghatározását kéri, amelynél a 6 processzor a mobilállomás-alapú/önálló GPS-üzemmódot használja. Ez a módszer azonban jel hiányában, illetve nem megfelelõ erõsségû jel esetében nem alkalmazható. Ilyenkor a 2 mobilállomás utasíthatja a 6 processzort a GPS-méréseket AFLT-mérésekkel kiegészítõ eljárás, azaz a mobilállomás által támogatott (MSAssisted) üzemmód használatára annak érdekében, hogy javuljon a pozíció meghatározhatóságának valószínûsége. Ezenkívül a helyzetmeghatározás eredménye közvetlen hibabecslést is tartalmazhat. A szélességi és
1
HU 005 608 T2
hosszúsági fokokban kifejezett földrajzi helyzet például a lábban vagy méterben megadott mérési hibát is tartalmazhatja. A minimális követelménynél több mûholdról származó jelet felhasználó GPS-eljárás esetében a mobil egység vagy a PDE processzora a rendelkezésre álló mûholdas jelek különféle kombinációjából nyert helyzetértékek összehasonlítására alapozva adhat hibabecslést. Az elfogadhatósági kritériumok tartalmazhatnak egy olyan kitételt, mely szerint a tûréshatár ±75 láb, ami azt jelenti, hogy míg egy ±50 láb pontossággal meghatározott helyzetérték elfogadható, miután a tûréshatáron belül van, addig egy ±75 láb pontossággal meghatározott érték már nem fogadható el. Az alkalmazható kritériumok között szerepelhet a mobilállomás egy újonnan és egy korábban meghatározott helyzetének összehasonlításából adódó eredmény is. A 38 memória képes a 2 mobilegységre vonatkozóan korábban meghatározott helyzetadatok és az ezekhez tartozó idõpontok tárolására. Az elfogadhatósági kritériumok tartalmazhatnak olyan kitételt, mely szerint nem elfogadható az a helyzetérték, amely egy idõegységre vetítve egy elõre meghatározott határértéknél nagyobb mértékben tér el a legutoljára meghatározott értéktõl. Nem elfogadhatónak minõsíthetõ például egy olyan mérési eredmény, amely szerint egy földi mobilállomás GPS által meghatározott helyzete a 2 másodperccel korábban meghatározott értékhez képest 10 mérföld távolságot jelez. Ennek a megközelítésnek egyik változata lehetõvé teszi a mobilállomás átlagos helyzetváltoztatásának kiszámítását az idõben egymáshoz közel végrehajtott helyzetmeghatározások eredményeinek átlagolásával, illetve a mobilállomás sebességének meghatározását ezen mérések eredményeinek összehasonlításával. A kapott eredmény elfogadhatóságának vizsgálatára a fent ismertetett valamelyik vagy összes kritérium alapján a 104 lépésben kerülhet sor. Ha például az elsõ módszer által kapott helyzetérték elfogadható, a 14 PDE azt választja ki és fogadja el a mobilállomás érvényes helyzetértékeként a 106 lépésben. A 14 PDE ezt az eredményt közli a módszer által meghatározott helyzetértékként a mobilállomással, valamelyik PSAP közbiztonsági hozzáférési ponttal vagy bármely más megfelelõ célállomással, és ezzel befejezõdik az eljárás. Az így meghatározott helyzet megadható szélességi és hosszúsági fokokban, de konvertálható utcai címre, térképszelvényre vagy bármilyen más a célnak megfelelõ alakra. Ha azonban az elsõ módszer által kapott eredmény nem elfogadható, a folyamat a 108 lépéssel folytatódik, amelyben a 14 PDE arra utasítja a bázisállomásokat és/vagy a mobilegységet, hogy az elsõ módszertõl eltérõ második módszerrel ismételjék meg a helyzetmeghatározást. Ha az elsõ módszer például a GPS¹t alkalmazta, akkor másodikként a beérkezési idõpontok különbségén alapuló módszer használható. A rendszer a 22, 24, 26, 28 bázisállomásra beérkezõ jelekre meghatározott
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 6
2
beérkezési idõpontot közli a 14 PDE-vel, amely a beérkezési idõpontok különbségét felhasználva kiszámít egy helyzetértéket. A 14 PDE-vel közölt adatok a helyzetmeghatározáshoz felhasznált jelek mérésével kapcsolatos információkat is tartalmazhatnak, például a jelek vételében részt vevõ bázisállomások számát, a különbözõ bázisállomások által vett jelek erõsségét és egyéb ehhez hasonló adatokat és esetlegesen a helyzetmeghatározás eredményére vonatkozó közvetlen hibabecslést is. A vezérlõ alkalmazza az elfogadhatósági kritériumokat a kapott eredményre, és megállapítja, hogy elfogadható¹e a második eljárás során meghatározott helyzetérték a 110 lépésben. Az ebben a lépésben alkalmazott kritériumok megegyezhetnek a 104 lépéssel kapcsolatban fent leírtakkal vagy azok egy részével, de lehetnek ezek különféle változatai is. A beérkezési idõk különbségére épülõ módszernél az elfogadhatósági kritériumok tartalmazhatnak például egy olyan követelményt, mely szerint a jelerõsségnek legkevesebb három bázisállomás esetén meg kell haladnia egy adott minimumot. Ha a második módszerrel meghatározott helyzetérték elfogadható, a 40 vezérlõ azt választja ki és ismeri el a módszer által meghatározott helyzetértékként és azt továbbítja a 106 lépésnél leírtakhoz azonos módon a 112 lépésben. Ha a második módszerrel meghatározott helyzetérték nem elfogadható, a folyamat a helyzetmeghatározás lépéseinek további, az elõzõektõl eltérõ módszert alkalmazó ismétlésével folytatódik a 114 lépésben, amelyeknek szintén része az elfogadhatóság megállapítása a 116 lépésben mindaddig, míg nem sikerül egy elfogadható eredményt találni és nem kerül sor ennek a fent leírtaknak megfelelõ továbbítására a 118 lépésben, vagy addig, míg a rendszer berendezései által lehetõvé tett mind az n darab helyzetmeghatározási módszer nem került felhasználásra. Ha az n¹edik módszer sem eredményez elfogadható helyzetértéket, a 40 vezérlõ hibaüzenetet küld a rendszernek a 120 lépésben, és ezzel befejezõdik az eljárás. Az eljárás egyik változatában a különbözõ módszerek alkalmazásának sorrendje a kapott eredményekhez igazodhat. Ha valamelyik módszerrõl kiderül, hogy a fenti lépéssor lefuttatásával elfogadható eredményeket ad, akkor elsõ módszerként kerülhet alkalmazásra. Vagyis ha a 14 PDE¹re újabb helyzetmeghatározási kérés érkezik, és a fent leírt lépések lefuttatása újraindul, akkor ez a módszer kerül alkalmazásra a helyzetmeghatározás elsõ lépésében. Valószínûsíthetõ, hogy ez a módszer elfogadható eredményekhez fog vezetni. A korábban sikeres módszer elsõ módszerként történõ alkalmazásával a rendszer minimalizálja az elfogadható módszer megtaláláshoz vezetõ próbálkozások számát. Az eljárás egy másik változatában a rendszer a hibaüzenet elküldése helyett vagy mellett visszatérhet a kezdõ 102 lépéshez. Egy másik változat megoldást kínál arra az esetre, amikor a rendelkezésre álló összes n módszer közül egy sem vezetett elfogadható eredményre. Ilyenkor a rendszer kiválaszthatja a rendelke-
1
HU 005 608 T2
zésre álló eredmények közül a legjobbat, például azt, amelyiknél a becsült hiba értéke a legkisebb, és ezt továbbíthatja érvényes helyzetértékként. Az eljárás másik változatában a 40 vezérlõ a rendszer elemeit mind az n helyzetmeghatározási módszer egyidejû végrehajtására utasítja, majd kiválaszt egyet az így kapott eredményekbõl. A 3. ábrán látható folyamatábra szemlélteti ennek az eljárásnak a menetét. Az n helyzetmeghatározási módszer egyidejûleg kerül alkalmazásra a 202, 204, 206 lépésekben. Megtörténik minden egyes eredménynek az elõre meghatározott elfogadhatósági kritériumoknak megfelelõ tesztelése és a nem elfogadható eredmények kizárása a 208, 210, 212 lépésben. Az elfogadható eredmények 214 lépésben végrehajtott összehasonlítását követõen sor kerül egy elõre meghatározott minõsítõ mérték szerinti legjobb eredmény kiválasztására a 216 lépésben. Amikor például az eredményeken kívül a hozzájuk tartozó hibabecslés is meg van adva, a legkisebb becsült hibával rendelkezõ eredmény lesz a kiválasztott eredmény. Arra is lehetõség van, hogy a vezérlõ az egyes eredményekhez olyan becsülthiba-értéket vagy más minõsítõ értéket rendeljen hozzá, amely figyelembe veszi a mérési és kiértékelési körülmények és a kapott eredmény között fennálló ismert vagy feltételezett összefüggéseket. A vezérlõ például a négy bázisállomásra beérkezõ jelek szögébõl meghatározott eredményhez jobb minõsítõ mértéket rendelhet hozzá, mint a három bázisállomásra beérkezõ jelek szögébõl meghatározottéhoz (például alacsony, illetve magas becsülthiba-értéket). Az eljárás által meghatározott eredményként a kiválasztott helyzetérték kerül továbbításra a 220 lépésben. Az eljárás egyik változatában kimaradnak az egyes eredmények elfogadhatóságának vizsgálatára és a nem elfogadható eredmények kizárására irányuló 208–212 lépések; a végrehajtás az összehasonlítást végzõ lépéssel folytatódik az összes eredménnyel együtt továbbított becsülthiba-értékek, illetve minõsítõ mértékek figyelembevételével. Az eljárás egy másik, a 4. ábrán látható változatánál több helyzetérték meghatározására kerül sor különbözõ helyzetmeghatározási módszerek alkalmazásával a 302–306 lépésekben; az eredmények becsült hiba értékének vagy más minõsítõ mértékének meghatározása a fent leírt módon történik a 308–312 lépésekben. A rendszer úgy tekint minden egyes helyzetértékre mint egy a hibabecslések (pontosságbecslések) vagy más minõsítõ mértékek által meghatározott konfidenciával rendelkezõ véletlen változóra. Az egyes eredményeket a konfidencia mértékének megfelelõen súlyozó algoritmus segítségével sor kerül a különbözõ eredmények egyesítésére a 314 lépésben. Az egyik egyesítõ algoritmus kiszámítja a helyzetértéket megadó véletlen változóknak a konfidencia mértékének megfelelõen súlyozott átlagát. Ha például az n különbözõ módszer n darab eredményhez vezetett és w1, w2,…, wn az egyes x1, x2,…, xn helyzetértékekhez tartozó súlyozási tényezõ, akkor a súlyozott át-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 7
2
lag például a következõképpen fejezhetõ ki: w1x1+w2x2+v3x3/(w1+w2+w3). A mérési pontosságot jelzõ tényezõk reciprokát használva súlytényezõként biztosítható, hogy a pontosabb mérések nagyobb, a kevésbé pontosak kisebb súllyal szerepeljenek a kiszámított átlagban. Így tehát a ±5 méter pontosságú x1, a ±50 méter pontosságú x2 és a ±10 méter pontosságú x3 helyzetérték w1, w2, és w3 súlyozási tényezõje a 0,2, 0,02 és 0,1 értéket veszi fel, azaz a legpontosabb x1 érték szerepel a legnagyobb, a legkevésbé pontos x2 pedig a legkisebb súllyal az átlagban. A súlytényezõk más módszerekkel is meghatározhatók, egyebek között a pontosságot jelzõ tényezõk reciprokának négyzete is lehet súlytényezõ. Az eljárás egy további változatában a helyzetmeghatározásnak a fentiekben leírt metodikáját megvalósíthatja egy mobilállomás és/vagy a mobilállomás és a PDE-ként ismert hálózati helyzetmeghatározási egység együttese. Az 5. ábrán látható blokkvázlat a 2 mobilállomás és a 14 PDE közötti együttmûködést szemlélteti. A 2 mobilállomásnak része a helyzetmeghatározási üzemmódot kiválasztó 4 multiplexer, a 6 processzor, a 8 memória, a 10 adó-vevõ és a 11 kijelzõ. A 2 mobilállomás elõször a 6 processzor utasításának megfelelõen egy hálózati PDE¹t használó eljárással kísérli meg saját helyzetének egy elõírt hibahatáron belül történõ meghatározását. A hibahatár túllépése esetén a 4 multiplexer az üzemmódok dinamikus váltogatásával kísérli meg elérni a kívánt pontosságot egy másik üzemmódban. A 4 multiplexer által választott helyzetmeghatározási eljárás valamelyik mobilállomás-alapú metodikát alkalmazhatja, azaz a mobilállomás-alapú/önálló üzemmódot (például a GPS¹t) vagy a mobilállomás által támogatott üzemmódot, amelynél a mobilállomás a 10 adó-vevõ segítségével kommunikál a 14 hálózati PDE-vel. A kétirányú 12 nyíl jelöli a hálózati PDE együttmûködését a 2 mobilállomással a mobilállomás által támogatott üzemmódban. A találmány egyik kiviteli alakjánál a 2 mobilállomásra meghatározott földrajzi helyzet megjeleníthetõ a 2 mobilállomás 11 kijelzõjén. Arra is van lehetõség, hogy a 14 hálózati PDE továbbítsa és/vagy határozza meg a mobilállomás helyzetét. A 8 memória korábbi helyzetadatok tárolására képes. A 6 processzor a 4 multiplexer vezérlésére alkalmasan van programozva. Komoly mérési hibára utalhat, ha az aktuális mérési eredmények egy elõre meghatározott idõtartam alatt egy adott küszöbérték feletti eltérést mutatnak a memóriában tárolt korábbi adatokhoz képest. Ilyenkor a 6 processzor egy másik helyzetmeghatározási eljárás alkalmazására adhat utasítást. Feltételezhetõen hibás mérésrõl lehet például szó, amely azt eredményezi, hogy a mobilállomás 2 másodperc alatt 10 mérföldre távolodott el az eredetileg mért helyétõl, fõleg egy földi mobilállomás esetében. A 8 memóriában tárolt adatok segítségével a mobilállomás átlagos helyzetváltoztatása is kiszámítható a közel egy idõben végzett helyzetmeghatározások ered-
1
HU 005 608 T2
ményeinek átlagolásából. Ez az idõbeni helyzetváltoztatásokat kiegyenlíti ugyan, de hibák forrása is lehet, amelyek azonban a helyzetmeghatározás némelyik alkalmazásánál még tolerálhatók. A mobilállomások helyzetének meghatározására különbözõ eljárások választhatók, amelyek mind egy vagy több módszert használnak. A mobilállomás által támogatott GPS-eljárás például GPS¹t vagy AFLT-vel kiegészített GPS¹t használhat. A hálózatalapú eljárások TDOA- vagy AOA-méréseket, illetve ezek kombinációját használhatják, míg a mobilállomás-alapú/önálló GPS-eljárás például kizárólag a GPS-mérések eredményeit használja fel. A mobilállomások helyzetének meghatározására tett hagyományos kísérletek sikertelenül végzõdnek, ha az alkalmazott konkrét eljárás valamilyen okból kudarcot vall. A mobilállomás helyzetének a találmány szerinti meghatározása lehetõvé teszi különbözõ, a valamilyen okból sikertelen módszertõl eltérõ helyzetmeghatározási módszereket használó metodika alkalmazását. A találmány alkalmazása a hagyományos eljárásokkal összehasonlítva több lehetõséget kínál a sikeres helyzetmeghatározásra. A találmány ezen túlmenõen egy módszeren belül lehetõvé teszi különféle erõforrások használatát arra az esetre, ha az adott módszer valamelyik más erõforrást használva kudarcot vallana. A találmány itt szereplõ leírása konkrét kiviteli alakokra való hivatkozással történt, magától értetõdõ azonban, hogy ezek a konkrét elvek és alkalmazások szemléltetésére szolgáló kiviteli alakok nem korlátozó jellegûek. Azok a konkrét helyzetmeghatározási módszerek például, amelyekre az 1–4. ábrákkal kapcsolatban hivatkoztunk, szintén kizárólag szemléltetõ jellegûek; a számos ismert helyzetmeghatározási módszer közül bármelyik használható. Használhatók például a több bázisállomásról származó beérkezési idõpontokra épülõ háromszögelési technikák. Kívánatos, hogy a különféle helyzetmeghatározási módszerek a jelkarakterisztikák fizikai mérését, a felhasznált jeleket vagy mindkettõt illetõen egészben vagy részben különbözzenek egymástól. A 36 PDE és a 40 vezérlõ fenti példákban ellátott feladatait részben vagy egészében a 2 mobilállomás is el tudja látni. Másképpen fogalmazva, a mobilállomás 6 processzora tartalmazhat a 40 vezérlõ feladatainak ellátására képes elemeket. A helyzetmeghatározási eljárással több mobilállomás helyzetének egyidejû vagy egymást követõ meghatározása is megoldható. Az itt leírt technikák gyakorlatilag bármelyik hálózatban implementálhatók, nemcsak kódosztásos többszörös hozzáférésû CDMA, hanem idõosztásos többszörös hozzáférésû (TDMA) vagy frekvenciaosztásos többszörös hozzáférésû (FDMA) rendszerekben és térosztásos többszörös hozzáférésû (SDMA) rendszerekben is. Ezért magától értetõdõ, hogy a szemléltetõ célt szolgáló kiviteli alakok számos változata valósítható meg, és más elrendezések is tervezhetõk a mellékelt igénypontokban definiáltaknak megfelelõen.
2
SZABADALMI IGÉNYPONTOK
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 8
1. Eljárás mobilállomás (2) helyzetének meghatározására, amely során: (a) egy elsõ helyzetmeghatározó módszerrel meghatározzuk a mobilállomás pozícióját (102); és (b) ha a meghatározás nem eredményez elfogadható pozícióeredményt, az elsõ módszertõl eltérõ legalább egy további helyzetmeghatározó módszer felhasználásával megismételjük a meghatározási lépést (108, 114) legalább néhányszor megismételve mindaddig, amíg (i) egy ismétlés eredményeként elfogadható pozíció adódik (112, 118) vagy (ii) az összes rendelkezésre álló helyzetmeghatározó módszert már alkalmaztuk (120), azzal jellemezve, hogy (c) az egyes helyzetmeghatározó módszerek korábbi eredményei alapján átrendezzük azt a sorrendet, amely szerint az elsõ helyzetmeghatározó módszert és a legalább egy további helyzetmeghatározó módszer végrehajtását megkíséreltük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a mobilállomás egy, az alábbi csoportból választott mobil kommunikációs eszköz: mobiltelefon, vezeték nélküli kommunikációra képes digitális személyi titkár, vezeték nélküli kommunikációs képességgel rendelkezõ hordozható számítógép, személyi hívó, egyéb személyi kommunikációs eszközök. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a helyzetmeghatározó módszereket az alábbi csoportból választjuk: GPS, háromszögelés, szervertámogatású GPS, javított jelerõsség, beesési szög, beérkezési idõpontok különbsége, forward link trilateration, továbbfejlesztett forward link trilateration, ujjlenyomatozás, és ezek bármely kombinációja. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol, legalább az egyik helyzetmeghatározó módszer egy mobilállomásalapú önálló üzemmódú módszer. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, ahol legalább az egyik helyzetmeghatározási módszer egy mobilállomás által támogatott módszer. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol legalább az egyik helyzetmeghatározási módszer egy mobilállomás által támogatott módszer. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, amely során további lépésként eldöntjük, hogy minden egyes meghatározás elfogadható pozícióeredményt szolgáltatott¹e. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, amely során további lépésként az egyes pozícióeredményekhez meghatározunk egy becsült hibát, ahol annak eldöntése során, hogy az egyes meghatározások elfogadható pozícióeredményt szolgáltattak¹e, összehasonlítjuk az ilyen pozícióeredményhez tartozó becsült hibákat egy elõre meghatározott tûréssel. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, ahol az elõre meghatározott tûrés ±50 láb. 10. A 8. igénypont szerinti eljárás, ahol legalább az egyik módszer alkalmazása során monitorozzuk az említett mobilállomás és a bázisállomások között továbbított jelek egy jellemzõjét, és a becsült hiba meghatározása során meghatározzuk azoknak a bázisállo-
1
HU 005 608 T2
másoknak a számát, amelyek részt vesznek az említett monitorozásban. 11. Az 1. igénypont szerinti eljárás, amely során további lépésként: több különbözõ helyzetmeghatározási módszer alapján meghatározzuk az említett mobilállomás pozícióját és minden egyes helyzetmeghatározási módszerhez meghatározunk egy becsült hibát; és kiválasztjuk a legkisebb becsült hibával rendelkezõ helyzetmeghatározási módszert és a mobilállomás pozíciójaként a kiválasztott helyzetmeghatározási módszer által szolgáltatott pozícióeredményt választjuk ki. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, ahol a mobilállomás egy, az alábbi csoportból választott mobil kommunikációs eszköz: mobiltelefon, vezeték nélküli kommunikációs lehetõséggel rendelkezõ digitális személyi titkár, vezeték nélküli kommunikációs lehetõséggel rendelkezõ hordozható számítógép, személyhívó, egyéb személyi kommunikációs eszközök. 13. A 11. igénypont szerinti eljárás, ahol a helyzetmeghatározási módszereket az alábbi csoportból választjuk: GPS, háromszögelés, szervertámogatású GPS, javított jelerõsség, beesési szög, beérkezési idõpontok különbsége, forward link trilateration, továbbfejlesztett forward link trilateration, ujjlenyomatozás, és ezek bármely kombinációja. 14. A 11. igénypont szerinti eljárás, ahol az említett módszerek közül legalább az egyik egy mobilállomásalapú, önálló üzemmódú módszer. 15. A 14. igénypont szerinti eljárás, ahol legalább az egyik említett módszer egy mobilállomás által támogatott módszer. 16. A 11. igénypont szerinti eljárás, ahol legalább az egyik említett módszer egy mobilállomás által támogatott módszer. 17. A 11. igénypont szerinti eljárás, ahol további lépésként eldöntjük, hogy az egyes meghatározások elfogadható pozícióeredményt szolgáltattak¹e, továbbá az említett kiválasztási lépés során kizárólag az elfogadható pozícióeredmények közül választunk. 18. A 11. igénypont szerinti eljárás, ahol a helyzetmeghatározó módszerek közül legalább az egyikben monitorozzuk az említett mobilállomás és több bázisállomás között továbbított jelek egy jellemzõjét, továbbá a kiválasztási lépés során meghatározzuk az említett monitorozásban részt vevõ bázisállomások számát. 19. Az 1. igénypont szerinti eljárás, amely során további lépésként: meghatározzuk a mobilállomás pozícióját n különbözõ módszer alapján, ahol n egy egész szám, ezáltal több különbözõ pozícióeredményt állítunk elõ; és az említett mobilállomás pozícióját kiszámítjuk az említett pozícióeredmények együttese alapján. 20. A 19. igénypont szerinti eljárás, amely során további lépésként minden egyes pozícióeredményhez meghatározunk egy becsült hibát, és a számítási lépésben az említett becsült hibák legalább egy részének felhasználásával egyesítjük a pozícióeredményeket.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 9
2
21. A 20. igénypont szerinti eljárás, ahol az egyesítési lépés során az említett becsült hibák alapján, súlytényezõk felhasználásával kiszámítjuk a pozícióeredmények egy súlyozott átlagát. 22. A 20. igénypont szerinti eljárás, ahol az említett súlytényezõk a becsült hibák reciprokai. 23. A 22. igénypont szerinti eljárás, ahol a súlytényezõk a becsült hibák reciprokainak négyzetei. 24. Rendszer mobilállomás helyzetének meghatározására, amely tartalmaz: egy mobilállomást (2); egy, a mobilállomással rádiójelekkel történõ kommunikációra alkalmas hálózatot (14); az említett hálózat (14) és az említett mobilállomás közül egyikkel vagy mindkettõvel kommunikáló helyzetmeghatározó egységet, ahol az említett mobilállomás, hálózat és helyzetmeghatározó egység úgy van kialakítva, hogy alkalmasak a mobilállomás pozícióját reprezentáló pozícióeredmény több lehetséges helyzetmeghatározási módszer alapján történõ meghatározására; és egy, az említett helyzetmeghatározó egységgel kommunikáló vezérlõegységet (40), amely vezérlõegység oly módon mûködteti az említett helyzetmeghatározó egységet, hálózatot és mobilállomást, hogy azok egy elsõ módszer alapján a mobilállomás helyzetét reprezentáló pozícióeredményt állítsanak elõ, továbbá megállapítja, hogy az elsõ módszer szerint meghatározott pozícióeredmény elfogadható¹e, és ha nem, oly módon mûködteti a helyzetmeghatározó egységet, a hálózatot és a mobilállomást (2), hogy azok legalább egy, az elsõ módszertõl eltérõ további módszer alapján meghatározzanak egy pozícióeredményt, amíg az összes lehetséges helyzetmeghatározási módszert végrehajtásra nem került vagy egy elfogadható pozícióeredmény nem adódik, azzal jellemezve, hogy az egyes helyzetmeghatározási módszerek korábbi eredményei alapján a vezérlõegység (40) képes újrarendezni azt a sorrendet, amely szerint az elsõ helyzetmeghatározási módszer és a legalább egy további helyzetmeghatározási módszer kipróbálásra került. 25. A 24. igénypont szerinti rendszer, ahol a vezérlõegység (40) az említett helyzetmeghatározó egységet, hálózatot (14) és mobilállomást (2) oly módon mûködteti, hogy az említett módszerek közül egynél több alapján meghatározza a mobilállomás (2) pozícióját reprezentáló eredményeket és kiválasztja az egyik említett pozícióeredményt. 26. A 24. igénypont szerinti rendszer, ahol a vezérlõegység az említett helyzetmeghatározó egységet, hálózatot és mobilállomást (2) úgy mûködteti, hogy az egynél több említett módszer alapján meghatározza a mobilállomás (2) pozícióját reprezentáló pozícióeredményeket és a mobilállomás (2) pozícióját az említett eredmények egyesítésével számítja ki. 27. A 26. igénypont szerinti rendszer, ahol az említett hálózat alkalmas a mobilállomással (2) az alábbi rádiós csatornaelérési módszerek közül kiválasztott technológián alapuló kommunikációra: CDMA, TDMA, FDMA, SDMA és ezek bármely kombinációja.
1
HU 005 608 T2
28. A 26. igénypont szerinti rendszer, ahol az említett módszerek az alábbi csoportból vannak kiválasztva: GPS, háromszögelés, szerver támogatású GPS, javított jelerõsség, beesési szög, beérkezési idõpontok különbsége, forward link trilateration, továbbfejlesztett forward link trilateration, ujjlenyomatozás, és ezek bármely kombinációja. 29. A 26. igénypont szerinti rendszer, ahol a mobilállomás az alábbi csoportból választott mobil kommunikációs eszköz: mobiltelefon, vezeték nélküli kommunikációs lehetõséggel rendelkezõ digitális személyi titkár, vezeték nélküli kommunikációs lehetõséggel rendelkezõ hordozható számítógép, személyhívó, egyéb személyi kommunikációs eszközök. 30. A 24. igénypont szerinti rendszer, ahol a mobilállomás (2) tartalmaz továbbá egy helyzetmeghatározási üzemmód multiplexert az említett mobilállomás pozíciójának meghatározására szolgáló helyzetmeghatározási módszer kiválasztására, amely helyzetmeghatározási üzemmód multiplexer a mobilállomás-alapú, önálló üzemmódú és mobilállomás-hálózat által támogatott helyzetmeghatározási módszerek közül választhat;
2
egy adóegységet és egy vevõegységet az említett hálózattal rádiócsatornán keresztül történõ kommunikációra; és egy processzort az említett multiplexer vezérlésére. 31. A 30. igénypont szerinti rendszer, ahol a rádiós 5 csatornaelérés az alábbi rádiós csatornaelérési módszerek csoportjából választott technológián alapul: CDMA, TDMA, FDMA, SDMA és ezek bármely kombinációja. 32. A 30. igénypont szerinti rendszer, ahol a hely10 zetmeghatározó módszereket az alábbi csoportból választjuk: GPS, háromszögelés, szervertámogatású GPS, javított jelerõsség, beesési szög, beérkezési idõpontok különbsége, forward link trilateration, továbbfej15 lesztett forward link trilateration, ujjlenyomatozás, és ezek bármely kombinációja. 33. A 30. igénypont szerinti rendszer, ahol a mobilállomás az alábbi csoportból választott mobil kommunikációs eszköz: mobiltelefon, vezeték nélküli kommuni20 kációs lehetõséggel rendelkezõ digitális személyi titkár, vezeték nélküli kommunikációs lehetõséggel rendelkezõ hordozható számítógép, személyhívó, egyéb személyi kommunikációs eszközök.
10
HU 005 608 T2 Int. Cl.: G01S 5/02
11
HU 005 608 T2 Int. Cl.: G01S 5/02
12
HU 005 608 T2 Int. Cl.: G01S 5/02
13
HU 005 608 T2 Int. Cl.: G01S 5/02
14
HU 005 608 T2 Int. Cl.: G01S 5/02
15
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest
