[發明專利]用于為異步射頻網絡的節點設備的地理定位提供協助的方法和系統

在審

• 申請號: 201780045257.0
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN109844566A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 史蒂法納·布多
• 申請（專利權）人: 安比威公司
• 主分類號: G01S19/09
• 分類號: G01S19/09;G01S19/34;G01S19/46;G01S5/00
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 方挺;侯曉艷

假定每個節點設備(200)獲知精度在正負1秒(用于地理定位精度不足)的當前時間，所述節點設備(200)的定位由A?GNSS服務器(500)在時間戳的幫助下確定，所述時間戳已知精度為小于或等于10毫秒，并且由異步RF網絡100的至少一個收發器300添加。根據從每個節點設備(200)發送的數據的當前時間以確定的方式已知所述異步RF網絡(100)的技術特征使得A?GNSS服務器(500)根據時間戳的函數并且根據時間戳的精度回顧地確定該當前時間，時間戳由所述至少一個收發器(300)添加到數據包(210)，數據包(210)從所述節點設備(200)通過異步RF網絡100(發出)。

技術領域

本發明大體涉及基于全球導航衛星系統(GNSS)的能夠地理定位的設備，諸如全球定位系統(GPS)，并且更具體地，涉及必須連接至射頻(RF)網絡的能夠異步通信設備，諸如射頻廣域網(WAN)。當應用至低功耗網絡(諸如低功耗射頻廣域網(LPWAN))時本發明尤其是有益的，不僅確保異步通信，還能確保電池供電的節點設備的長范圍和低功耗。

背景技術

物聯網(loT)引發了射頻廣域網(RF WAN)的發展，并且更具體地，引發了LPWAN的發展，在LPWAN中節點設備設計為不時地被喚醒，并且設計為當被喚醒時潛在地異步發出少量數據，這些數據旨在由所述RF WAN的收發器接收。根據這種操作模式，所述節點設備的耗能有益地較低或非常低，從而在不需節點設備的電源的任何維修或更換的情況下，節點設備可由電池供電同時工作一段很長的時間，這段時間以數月甚至數年計量。

典型地，電池供電的節點為包括微控制器和射頻(RF)電路的標簽或信標，射頻電路設計為給出事物或個體的有關信息。

旨在使用電池供電的節點的一些應用中需要確定節點的當前定位。這對于需要管理諸如大存量的各種貨物和產品的各種物品的應用尤其有用，這些貨物和產品可能隨機地分布在大面積區域，例如，在停車場上等待運輸的車隊。在該情況下，除了所述微控制器和射頻(RF)電路之外，每個標簽包括操作這樣的標簽需要的GNSS接收器，從而可獲取有關物體的定位。

然而，在RF WAN(更具體地說是LPWAN)的節點設備中包括GNSS接收器能夠實現遠程和異步通信，并不會出現嚴重問題，尤其是就標簽的功耗而言。實際上，在該框架中，即不能考慮使用完整的獨立GNSS，也不能考慮使用已知的輔助GNSS。

為了確定RF WAN的節點設備的地理位置，根據完整的獨立GNSS，節點設備需要下載GNSS的有關的信息，諸如衛星的軌道信息，其中包括所謂的星歷表(每個星歷是一組數據，諸如參數，該數據使得GNSS接收器來計算相應的衛星的精確軌道)和年歷(包含衛星的粗軌道和狀態信息)。由于任何GNSS信號的數據速率僅為每秒50比特(bps)，因此下載所述軌道信息需要很長時間，即下載星歷表大約需要2分鐘。此外，每個星歷表只有幾個小時有效，每次節點設備喚醒時都可能需要下載最新的星歷表。此外，如果GNSS信號在下載過程中僅丟失20毫秒，后者(已經下載的GNSS信號)可能被棄用并且從起點重新開始下載，這是由于星歷信號沒有任何糾錯碼；因此丟失一個比特都會需要新的完整下載。這些限制條件中的每一個都意味著節點設備的功耗被禁止增加，并且不能考慮使用完整的獨立GNSS來確定節點設備的地理位置，就節點設備的功耗而言，節點設備連接至RF WAN，或連接至具有低或非常低的數據傳輸速度的LPWAN。

為了減少連接至傳統WAN的確保遠程和異步通信的GNSS接收器的稱為“首次定位時間”或TTFF的響應時間，設計輔助GNSS或A-GNSS，從而需要每隔幾個小時(也就是，每隔6個小時或小于6個小時)更新的星歷表和其他數據由支持A-GNSS的設備從A-GNSS輔助服務器下載，A-GNSS輔助服務器的任務是下載如星歷表的軌道信息，并將其存儲在數據庫中，使連接至傳統WAN的所有支持A-GNSS的設備均可訪問。由于同步或非異步的移動網絡(如用于移動通信的全球范圍系統或GSM)和其他本地RF網絡(如WiFi)均提供高速通信速度，由支持A-GNSS的設備從數據庫下載軌道信息的時間遠小于直接從衛星下載的時間。