專利名稱：衛(wèi)星定位輔助通信系統(tǒng)選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)，具體地講，本發(fā)明涉及組合的衛(wèi)星定位
系統(tǒng)(SATPS)和通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SATPS),例如由美國(guó)政府所維持的全球定位系統(tǒng)(GPS), 是基于無線電導(dǎo)航。GPS系統(tǒng)是基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)，其具有24個(gè)衛(wèi)星加上 軌道備件的網(wǎng)絡(luò)，繞地球之上11000海里軌道運(yùn)行，處于6個(gè)均勻分布的軌 道上。每一個(gè)GPS衛(wèi)星每12小時(shí)繞地球軌道一周。
GPS衛(wèi)星的主要功能是用作為時(shí)鐘。每個(gè)GPS衛(wèi)星從衛(wèi)星上的10. 23MHz 的銫原子時(shí)鐘得到其信號(hào)。每個(gè)GPS衛(wèi)星傳輸擴(kuò)展頻譜信號(hào)，具有其自己?jiǎn)?獨(dú)的偽噪聲(PN)代碼。通過使用不同的PN編碼序列在同一頻語上傳輸幾個(gè) 信號(hào)，GPS衛(wèi)星可以在無互相干擾的情況下共享同一帶寬。GPS系統(tǒng)中所使用 的代碼為1023個(gè)比特長(zhǎng)，并且按每秒1. 023兆比特的速率發(fā)送，從而得到時(shí) 間標(biāo)記，有時(shí)將其稱為大約每微秒一次的"時(shí)間基片"。該序列每毫秒重復(fù)一 次，并且被稱為粗采集代碼(C/A代碼)。每第20個(gè)周期，該代碼可以改變 相位，并且被用于編碼1500比特長(zhǎng)的消息，所述消息包括針對(duì)其它GPS衛(wèi)星 的"天文年歷"數(shù)據(jù)。
有由GPS當(dāng)局指定的32個(gè)PN代碼。這些PN代碼中的24個(gè)屬于軌道中 的當(dāng)前GPS衛(wèi)星，并且把第25個(gè)PN代碼選定為不將其賦予任何GPS衛(wèi)星。 其余PN代碼為備用代碼，可以被用于新GPS衛(wèi)星中以取代舊的或出故障的單 元。GPS接收器使用不同的PN序列，可以搜索用于尋找匹配的信號(hào)頻語。如 果GPS接收器找到匹配，則它已經(jīng)識(shí)別生成那個(gè)信號(hào)的GPS衛(wèi)星。
基于地面的GPS接收器使用無線電范圍測(cè)量方法的變體，其被稱為三邊 測(cè)量，以確定基于地面的GPS接收器的位置。GPS位置確定與過去的無線電 方向發(fā)現(xiàn)(RDF)技術(shù)的不同之處在于無線電信標(biāo)不再是固定的；它們是衛(wèi) 星，當(dāng)它們繞地球軌道運(yùn)行時(shí)，以大約每秒1. 8英里的速度移過空間。由于
是基于空間的，所以所述GPS系統(tǒng)能夠被用于使用諸如三邊測(cè)量的方法來實(shí) 際建立地球上任何點(diǎn)的位置。
三邊測(cè)量方法依賴于從GPS衛(wèi)星獲取時(shí)間信號(hào)的GPS接收單元。由于知 道實(shí)際時(shí)間以及將其與從GPS衛(wèi)星所接收的時(shí)間加以比較，所以接收器可以 計(jì)算距GPS衛(wèi)星的距離。例如，如果GPS衛(wèi)星與接收器相距12000英里，則 必須把接收器定位在距該GPS衛(wèi)星12000英里的半徑所定義的位置球體上的 某個(gè)地方。如果GPS接收器然后確定第二GPS衛(wèi)星的位置，則其可以根據(jù)圍 繞第二GPS衛(wèi)星的位置球體來計(jì)算接收器的地點(diǎn)。兩個(gè)球體相交，并且與定 位在所述位置圓周內(nèi)某處的GPS接收器形成圓周。通過確定距第三GPS衛(wèi)星 的距離，該GPS接收器可以預(yù)測(cè)(project)圍繞第三GPS衛(wèi)星的位置球體。 第三GPS衛(wèi)星的位置球體然后將僅在兩個(gè)點(diǎn)與前兩個(gè)GPS衛(wèi)星的位置球體的 相交所產(chǎn)生的位置圓周相交。通過確定再一個(gè)GPS衛(wèi)星的位置球體，其位置 球體將與兩個(gè)可能的位置點(diǎn)之一相交，該GPS接收器的精確位置被確定為定 位在地球上的位置點(diǎn)。還把第四GPS衛(wèi)星用于解決接收器中的時(shí)鐘誤差。因 此，也可以確定精確的時(shí)間，因?yàn)閮H僅存在一個(gè)可以說明所有GPS衛(wèi)星的位 置的時(shí)間偏移量。三邊測(cè)量方法可以產(chǎn)生30米量級(jí)的位置精度，然而，由于 信號(hào)強(qiáng)度和多路徑反射，GPS位置確定的精度可能劣化。
GPS接收器可同時(shí)接收11個(gè)衛(wèi)星。在某些環(huán)境中，例如在峽谷中，某些 GPS衛(wèi)星可能會(huì)被阻擋，就位置信息而言，GPS位置確定系統(tǒng)可以依賴于具有 較弱信號(hào)強(qiáng)度的GPS衛(wèi)星，例如接近地平線的GPS衛(wèi)星。在其它情況下，頭 頂上的樹葉可能會(huì)減弱由GPS接收器單元所接收的信號(hào)強(qiáng)度。在任何一種情 況下，均可能減弱信號(hào)強(qiáng)度或者全部阻擋信號(hào)強(qiáng)度。在這樣的情況下，可使 用輔助信息以幫助位置確定。
存在著多種使用無線電頻i普進(jìn)行通信的方式。例如，在頻分多路存取 (FDMA)系統(tǒng)中，把頻帶劃分成一系列頻率時(shí)隙，并且向不同的發(fā)射器分配 不同的頻率時(shí)隙。在時(shí)分多路存取(TDMA)系統(tǒng)中，把每個(gè)發(fā)射器可以廣播 的時(shí)間限制在時(shí)間時(shí)隙中，從而發(fā)射器可以 一條接一條地發(fā)送它們的消息， 并且僅在它們所分配的時(shí)段期間進(jìn)行發(fā)送。使用TDMA,每個(gè)發(fā)送器進(jìn)行發(fā)送 時(shí)的頻率可以為固定頻率，或者可以是連續(xù)變化的(頻率跳變)。
GPS系統(tǒng)當(dāng)前使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)以把其數(shù)據(jù)傳遞于地面單元。在衛(wèi)星定 位系統(tǒng)中使用擴(kuò)展頻鐠是特別有利的。擴(kuò)展頻i普技術(shù)可使GPS接收器單元在
單一頻率上運(yùn)作，從而節(jié)省了在使用多個(gè)頻率的情況下轉(zhuǎn)換和調(diào)諧其它頻帶 所需的額外的電子裝置。擴(kuò)展頻譜還最小化了 GPS接收器的功耗要求。例如，
GPS發(fā)送器要求50瓦特左右，并且可容忍相當(dāng)大的干擾。
最近的移動(dòng)通信設(shè)備，例如蜂窩電話，已經(jīng)并入了 GPS接收器技術(shù)，其 中使用多個(gè)專用半導(dǎo)體芯片實(shí)現(xiàn)通信部分、以及使用其它專用半導(dǎo)體芯片實(shí) 現(xiàn)移動(dòng)通信設(shè)備的GPS部分。通常，移動(dòng)通信設(shè)備能夠使用釆用了不同標(biāo)準(zhǔn) 的多個(gè)通信系統(tǒng)之一，例如可以在Amps模擬蜂窩系統(tǒng)、CDMA數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、 或者GSM數(shù)字蜂窩系統(tǒng)上進(jìn)行通信的Motorola的StarTac。
當(dāng)前，移動(dòng)通信設(shè)備使用強(qiáng)力算法來確定如何在多個(gè)通信系統(tǒng)之間進(jìn)行 搜索。通常，這些算法要求相當(dāng)大的能量，從而通常導(dǎo)致低效。
因此，存在著對(duì)用于改進(jìn)通信設(shè)備的能力以快速和有效地定位可用于通 信的通信系統(tǒng)的系統(tǒng)與方法的需求。

發(fā)明內(nèi)容
符合本發(fā)明的方案提供了 一種通信設(shè)備，所述通信設(shè)備具有使用位置信 息來更有效地訪問通信網(wǎng)絡(luò)的能力，和/或使用通信設(shè)備的GPS部分來更有 效地采集GPS信號(hào)的能力。通過把通信設(shè)備的位置與通信網(wǎng)絡(luò)邊界以及具體 元素的地理數(shù)據(jù)庫(kù)相組合，移動(dòng)設(shè)備可以把其搜索限定在相應(yīng)于其局部位置 的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和頻率。通過預(yù)先知道而不試圖與那些已經(jīng)知道其訪問要被限制 的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，所以還可以節(jié)省時(shí)間和能量。這樣的通信設(shè)備可以具有實(shí) 現(xiàn)RF接收器的通用硬件部分的通用硬件，以及實(shí)現(xiàn)通信功能和GPS功能的軟 件。這樣的接收器判斷通信設(shè)備例如蜂窩電話是否可以訪問通信網(wǎng)絡(luò)。這個(gè) 方案使用具有與通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的地理信息的定位數(shù)據(jù)，以僅僅搜索小區(qū)站點(diǎn) (cell site)頻率和通信設(shè)備附近的通信網(wǎng)絡(luò)。在另一種方案中，通信網(wǎng)絡(luò) 向GPS功能提供輔助信息，從而減少用于確定通信設(shè)備的地點(diǎn)的時(shí)間。通信 設(shè)備可裝備有GPS接收器，或經(jīng)由另一網(wǎng)絡(luò)從其它設(shè)備接收定位信息。
當(dāng)考察下列各圖以及詳細(xì)的描述時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明 的其它系統(tǒng)、方法、特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。旨在把所有這樣的附加系統(tǒng)、 方法、特征以及優(yōu)點(diǎn)包括在這一描述中，處于本發(fā)明的范圍內(nèi)，并由所附權(quán) 利要求加以保護(hù)。


各圖中的部件不必呈實(shí)際比例，而重點(diǎn)在于說明本發(fā)明的原理。在這些 圖中，相同的參照數(shù)字指示所有不同圖中的相對(duì)應(yīng)的部分。
圖l說明了移動(dòng)站，該移動(dòng)站具有能夠與多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的軟件 實(shí)現(xiàn)的衛(wèi)星定位接收器。
圖2為圖1的移動(dòng)站的方框圖。
圖3為圖2的移動(dòng)站的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器示意圖。
圖4為圖2的控制器功能的存儲(chǔ)器分割示意圖。
圖5為具有多個(gè)RF芯片的可配置帶寬處理器的方框圖。
圖6為由圖2的移動(dòng)站所執(zhí)行的位置確定方法的流程圖。
圖7為圖2的移動(dòng)站使用地理信息來選擇和訪問通信網(wǎng)絡(luò)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
與先前所討論的已知的方案不同，移動(dòng)站能夠使用衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)以及與 不同通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的數(shù)字地理數(shù)據(jù)，從而有助于有效和快速地獲得通信系統(tǒng)， 或者使用通信系統(tǒng)來迅速地獲得GPS衛(wèi)星。首先轉(zhuǎn)向圖l， IOO表示移動(dòng)站 102,其具有能夠與多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)104和106進(jìn)行通信的軟件實(shí)現(xiàn)的衛(wèi)星定位 接收器。所述軟件實(shí)現(xiàn)的衛(wèi)星定位接收器可以為可編程硬件與共享存儲(chǔ)器的 集合，這種可軟件配置的數(shù)字信號(hào)處理器被連接到存儲(chǔ)器。可以執(zhí)行預(yù)編程 的指令集合，以把可編程硬件和共享存儲(chǔ)器配置為通信功能和/或GPS功能， 例如為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)站102的軟件定義射頻和GPS功能。
多個(gè)衛(wèi)星108、 110以及114群集地繞地球軌道運(yùn)行。這樣的衛(wèi)星群集的 例子是由美國(guó)政府運(yùn)作的全球定位系統(tǒng)(GPS)。衛(wèi)星108、 110以及112傳輸 可以在諸如移動(dòng)站102的GPS使能設(shè)備處接收的定位信號(hào)116、 118以及120。 移動(dòng)站102還可以與諸如例子104和106的不同的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。移動(dòng) 站的例子可以包括蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助手(PDA)、傳呼機(jī)、計(jì)算機(jī)、或 其它便攜式數(shù)字設(shè)備。每一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)可以使用唯一的信號(hào)122和124與移 動(dòng)站102進(jìn)行通信。由不同通信網(wǎng)絡(luò)所使用的唯一信號(hào)的例子是不同類型的 蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)(GSM; TDMA; 800MHzAMPS; 800MHz NAMPS; TACS; 800MHz、 190國(guó)z CDMA)。
在圖2中，描述了圖1的移動(dòng)站102的框圖200。移動(dòng)站102具有耦合 于GPS天線204和無線網(wǎng)絡(luò)天線206的可調(diào)諧收發(fā)器202。在其它實(shí)施例中， 可以使用在GPS定位信號(hào)和通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)之間調(diào)諧的單一天線方案。
也可以把可調(diào)諧接收器202耦合于控制器208?？梢园芽刂破?08耦合 于可調(diào)諧接收器202、存儲(chǔ)器210、輸入設(shè)備212、顯示器214、編碼譯碼器 216?？梢园丫幋a譯碼器216耦合于控制器208、揚(yáng)聲器218以及麥克風(fēng)220。 在被調(diào)諧為接收GPS信號(hào)的可調(diào)諧收發(fā)器202處，經(jīng)由GPS天線204,接收 GPS信號(hào)?？刂破?08接收并處理原始GPS定位數(shù)據(jù)，并且移動(dòng)站102的地 點(diǎn)被確定。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，移動(dòng)站102的地點(diǎn)可以通過用戶被預(yù)先 加載或者經(jīng)由諸如藍(lán)牙或801. 11網(wǎng)絡(luò)從GPS服務(wù)器或者甚至另外的無線設(shè)備 中接收。在其它一些實(shí)施例中，可以使用通過諸如微處理器的公共控制器所 處理的接收信號(hào)，來在兩個(gè)分離的接收器或收發(fā)器之間轉(zhuǎn)換通信和GPS信號(hào)。
可以經(jīng)由軟件把控制器208配置為具有通信功能和GPS功能。可以在初 始化期間訪問包含在存儲(chǔ)器210中的軟件，以把移動(dòng)站102啟動(dòng)作為執(zhí)行通 信功能的通信設(shè)備，或者啟動(dòng)作為執(zhí)行GPS功能的GPS接收器。在又一個(gè)實(shí) 施例中，可以對(duì)硬件進(jìn)行配置，使得可通過復(fù)用或者共享其它公共硬件例如 存儲(chǔ)器210的區(qū)域和可調(diào)諧收發(fā)器202來同時(shí)執(zhí)行通信功能和GPS功能兩者。 控制器208還可以配置可調(diào)諧接收器202以從通信系統(tǒng)或GPS系統(tǒng)中接收數(shù) 據(jù)。
使用所確定地點(diǎn)控制器208可以存取包含在存儲(chǔ)器210中的數(shù)字地理數(shù) 據(jù)。存儲(chǔ)器210中的數(shù)字地理數(shù)據(jù)可以具有與不同地理位置相關(guān)的通信網(wǎng)絡(luò) 信息。然后，可以使用由控制器208所存取的通信網(wǎng)絡(luò)信息以選擇將調(diào)諧可 調(diào)諧收發(fā)器202的通信網(wǎng)絡(luò)。 一旦被調(diào)諧至所選擇的通信網(wǎng)絡(luò)，則控制器208 可以激活顯示器214上的圖形符號(hào)，該圖形符號(hào)指示與通信網(wǎng)絡(luò)的鏈接。
一旦建立了與通信網(wǎng)絡(luò)的連接，則使用經(jīng)由編碼譯碼器216編碼和譯碼 的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行呼叫。在麥克風(fēng)22Q處接收音頻信號(hào)，并由編碼譯碼器216 對(duì)其數(shù)字地進(jìn)行編碼，以在通信網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信。控制器208把在可調(diào)諧收 發(fā)器202處所接收的數(shù)字通信信號(hào)傳遞于編碼譯碼器216,在編碼譯碼器216 處把它們從數(shù)字信號(hào)譯碼為音頻信號(hào)。然后，把音頻信號(hào)傳遞于揚(yáng)聲器218。 在其它一些實(shí)施例中，可能的是，在通信網(wǎng)絡(luò)中建立的定位鏈接是通信鏈接， 例如為使用802. 11或UWB標(biāo)準(zhǔn)建立的鏈接。
轉(zhuǎn)向圖3，圖3描述了圖2的移動(dòng)站102的存儲(chǔ)器210的存儲(chǔ)器示意圖。
存儲(chǔ)器210可以為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電子可編程 存儲(chǔ)器(EPROM、 EEPROM)、或者數(shù)字存儲(chǔ)器的組合。存儲(chǔ)器也可以為光存儲(chǔ) 器，例如緊致盤(CD)中所發(fā)現(xiàn)的光存儲(chǔ)器，或者類似的使用激光可讀的存 儲(chǔ)器。
存儲(chǔ)器210可以具有用于存儲(chǔ)軟件的區(qū)域，稱為程序空間302,其控制 移動(dòng)站102的操作。存儲(chǔ)器210的另一個(gè)區(qū)域可用于數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出緩 沖，稱為I/O空間304?？梢园褦?shù)字地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器21Q中的映像數(shù) 據(jù)306地點(diǎn)中?？梢詾橥ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)308保留存儲(chǔ)器210的另一個(gè)區(qū)域，該 區(qū)域把小區(qū)站點(diǎn)(cell site)信息與數(shù)字地理數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)把 數(shù)字地理數(shù)據(jù)下載于存儲(chǔ)器中，或者將它們包含在可拆卸存儲(chǔ)器芯片中，例 如將它們包含在由GPS圖表標(biāo)繪儀所使用的可拆卸存儲(chǔ)器芯片中。
在圖4中，描述了系統(tǒng)存儲(chǔ)器210的圖400,即移動(dòng)站102的存儲(chǔ)器的 劃分。圖400呈矩陣形式，具有由沿坐標(biāo)軸所列的不同功能(通信、GPS、共 享、以及初始化程序)所使用的子程序。單位402表示可以在通信功能、GPS 功能以及初始化程序功能之間共享存儲(chǔ)器中的輸入/輸出(I/O)區(qū)域。通 常把輸入/輸出(I/O)區(qū)域用于存儲(chǔ)所捕獲的原始數(shù)據(jù)，并且可以實(shí)現(xiàn)作 為接收/傳輸數(shù)據(jù)緩沖器。這一數(shù)據(jù)可以已經(jīng)具有在數(shù)字域中在被處理數(shù)據(jù) 之前被去除的載波信號(hào)。這些數(shù)據(jù)可以為幾MHz的中頻，而不是處于GHz范 圍內(nèi)的典型的載波頻率。如果GPS功能和通信功能不同時(shí)為處理信號(hào)，則也 可以把1/0存儲(chǔ)器用作為不同功能之間共享的緩沖器。把存儲(chǔ)器進(jìn)一步分割 成程序空間，程序空間具有低水平的處理程序，例如用于算法處理的低水平 數(shù)學(xué)處理以及公共信號(hào)處理404的低水平處理程序，這些低水平的處理程序 可以再一次在通信功能、GPS功能以及初始化程序之間共享。
通信軟件可以具有把軟件加載和定位于其中的存儲(chǔ)器區(qū)域，以供通信功 能和GPS功能加以使用，如框406所示。這樣的軟件的例子可以包括對(duì)包含 在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的預(yù)處理。通信功能和GPS功能兩者執(zhí)行許多類似的任務(wù)。 例如，在它們實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)之前，兩種無線電可以需要在所俘獲的數(shù)字信號(hào)上進(jìn) 行額外的處理。這個(gè)額外的處理可能要求額外的調(diào)制、IIR或FIR濾波的應(yīng) 用、使用頻域方法的窄帶噪音分析。在可使存儲(chǔ)器中的軟件得以共享的軟件 定義通信設(shè)備的通信功能或GPS功能中，執(zhí)行這些任務(wù)的低水平的數(shù)學(xué)函數(shù) 是相同的。而且，通信功能和GPS功能均可以通過把流入的數(shù)據(jù)與參照符號(hào) 加以關(guān)聯(lián)來執(zhí)行檢測(cè)，并且還可以共享針對(duì)那些可以由通信功能和GPS功能 兩者共享的操作的低水平的功能。
類似地，GPS功能可以具有存儲(chǔ)器408的針對(duì)GPS具體軟件的專用區(qū)域， 所述軟件可通過對(duì)來自衛(wèi)星的地點(diǎn)消息或針對(duì)其它網(wǎng)絡(luò)的輔助消息的采集來 進(jìn)行地點(diǎn)確定。由單位410所示的存儲(chǔ)器的另一個(gè)區(qū)域可專門用于其它功能 的初始化以及對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行配置。存儲(chǔ)器可以為隨機(jī)存取型存儲(chǔ)器或者只讀 永久型存儲(chǔ)器(包括電子可編程存儲(chǔ)器和智能卡)。存儲(chǔ)在這一存儲(chǔ)器中的軟 件的類型的例子可以包括初始化用于實(shí)現(xiàn)通信功能的可配置硬件的邏輯、初 始化用于實(shí)現(xiàn)GPS功能的可配置硬件的邏輯、以及初始化GPS功能和通信功 能之間的通信的邏輯。
存儲(chǔ)器還可以具有針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)412的區(qū)域，該區(qū)域包括諸如蜂窩小區(qū)地 點(diǎn)的地理信息?？梢栽谝苿?dòng)站102制造時(shí)安裝所述數(shù)據(jù)庫(kù)，或者也可以經(jīng)由 網(wǎng)絡(luò)或者經(jīng)由諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)上的串行總線連接、藍(lán)牙連接、或類似的點(diǎn)到 點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)通信方案的用戶接口來接收初始數(shù)據(jù)，并且周期性地更新。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，該圖描述了可調(diào)諧收發(fā)器202中耦合于多個(gè)RF芯片的帶 寬處理的方框圖。通常，數(shù)字信號(hào)的處理出現(xiàn)在兩個(gè)部分中。第一部分為從 RF載波中去除信號(hào)的RF處理。RF處理可以發(fā)生在專用芯片中，通常將其稱 為RF芯片?？梢园裄F芯片502、 504以及506連接于各自的天線，也可以共 享天線，其取決于實(shí)現(xiàn)方案。還把RF芯片502、 504以及506耦合于基帶處 理器5Q8， 一旦去除了RF載波，基帶處理器5Q8便處理數(shù)字信號(hào)。通過具有 由采用不同RF芯片運(yùn)作的控制器配置的基帶處理器508，來實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)省。 在其它實(shí)現(xiàn)方案中，RF芯片，例如用于GPS、藍(lán)牙、i奪窩、以太網(wǎng)和WiFi 的RF芯片，可以與可配置的基帶處理器接口。
在圖6中，說明了由圖2的移動(dòng)站所執(zhí)行的位置確定方案的流程圖600。 這一流程圖開始于602,判斷通信鏈接狀態(tài)604。在蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中，通信設(shè) 備的通信功能可以搜尋由 一個(gè)或多個(gè)基站所提供的通信鏈接。 一旦標(biāo)識(shí)出這 一通信鏈接，則可以出現(xiàn)移動(dòng)站102和網(wǎng)絡(luò)(交換器和/或服務(wù)器)之間的 通信。該網(wǎng)絡(luò)可以提供有助于快速位置確定的有用信息606。所述有用信息 的例子可以包括基站的地點(diǎn)，有時(shí)將其稱為小區(qū)塔(cell tower )。其它有用 信息還可以包括可以或不可以與GPS網(wǎng)絡(luò)同步的精確時(shí)間。
如果可以得到有用的信息606,則根據(jù)基站的地點(diǎn)，把位置確定限制于
初始地點(diǎn)和衛(wèi)星Do卯ler 608。也可以卩吏用所^妾收的^青確時(shí)間來更新局部時(shí) 間估計(jì)610。然后，可以構(gòu)造代碼階段范圍，只要時(shí)間足夠精確612。然后， 如果可以得到有用的信息，則使用所限制代碼階段范圍來執(zhí)行GPS搜尋614。 如果不可以得到有用的信息606,則在不使用額外輔助信息的情況下，執(zhí)行 傳統(tǒng)的GPS搜尋614。當(dāng)在通信設(shè)備中由GPS功能執(zhí)行位置確定時(shí)，可以使 用天文年歷數(shù)據(jù)、星歷表數(shù)據(jù)、和/或移動(dòng)站102的地點(diǎn)來修改存^^器616。
在圖6中，描述了確定存取哪個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的由圖2的移動(dòng)站102所執(zhí)行 的網(wǎng)絡(luò)存取方案的流程圖600。該流程圖開始于602，可調(diào)諧收發(fā)器202被調(diào) 諧接收GPS信號(hào)。接收GPS信號(hào)并且確定移動(dòng)站的位置604。然后，控制器 208使用所確定的GPS存取數(shù)字地理數(shù)據(jù)庫(kù)606。搜索用于與數(shù)字地理數(shù)據(jù)相 關(guān)的通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)608。如果可以得到通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)610，則接下來， 控制器存取與地理數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，以標(biāo)識(shí)最初試圖存取什么網(wǎng) 絡(luò)和頻率，以便建立通信鏈接712。然后，在步驟712,控制器208判斷是否 可以得到將由移動(dòng)站102存取的通信網(wǎng)絡(luò)。如果可以得到通信網(wǎng)絡(luò)208,貝寸 控制器針對(duì)將加以存取的最近的網(wǎng)絡(luò)，配置可調(diào)諧收發(fā)器712。在蟲奪窩網(wǎng)絡(luò) 的情況下，其將為與最近基站相關(guān)的頻率。
如果不可以到達(dá)最近的通信網(wǎng)絡(luò)(即，不能建立鏈接)714,則進(jìn)行檢查， 以判斷是否存在任何其它通信網(wǎng)絡(luò)或通信網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)站點(diǎn)處于范圍之內(nèi) 716。如果存在其它通信網(wǎng)絡(luò)或小區(qū)站點(diǎn)處于范圍之內(nèi)，則標(biāo)識(shí)下一個(gè)最近者 712,而且控制器208把收發(fā)器202調(diào)諧至這些頻率716。如果建立了與通信 網(wǎng)絡(luò)的鏈接，則完成處理720。
如果在步驟712或718中斷定通信不可得，則不調(diào)諧收發(fā)器，并且可以 將其置為睡眠模式，以保存能量722?？梢詾樗咂谠O(shè)置計(jì)時(shí)器724,然后可 以再次確定GPS位置704。睡眠期可以僅針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)，而在預(yù)先確定的周 期期間收發(fā)器是警醒的，以接收和處理地點(diǎn)信息。
可以按硬件、軟件、或者硬件與軟件的組合來實(shí)現(xiàn)圖6的流程圖的一部 分和圖6?？梢宰鳛榇鎯?chǔ)器中的指令來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各個(gè)方面，本領(lǐng)域技術(shù) 人員將會(huì)意識(shí)到，也可以把符合本發(fā)明的系統(tǒng)與方法的全部或一部分存儲(chǔ)在 其它機(jī)器可讀媒體中，或者從其它機(jī)器可讀媒體中讀取，例如其它機(jī)器可讀 媒體為諸如硬盤、軟盤以及CD-ROM的輔助存儲(chǔ)器；從網(wǎng)絡(luò)所接收的信號(hào)；或 者當(dāng)前已知的或以后所開發(fā)的其它形式的ROM或RAM。
在本實(shí)施例中，已把移動(dòng)站102描述為可由軟件加以配置的硬件的公共 集合，以用作具有通信功能和GPS功能兩者的軟件定義無線電的功能。在可
選實(shí)施例中，移動(dòng)站102可以為通信設(shè)備，該通信設(shè)備具有實(shí)現(xiàn)通信功能的 專用硬件，以及用于實(shí)現(xiàn)GPS功能的其它硬件。在又一些其它實(shí)施例中，可 以實(shí)現(xiàn)不同程度的硬件重新使用。在其它實(shí)現(xiàn)方案中，用于改善連接時(shí)間和 為了進(jìn)行以上所討論位置確定所需要的時(shí)間的方案可以在具有某種類型GPS 功能的通信設(shè)備的任何時(shí)刻來實(shí)現(xiàn)，并且直接或間接地對(duì)地理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存 取。
以上，為了說明和描述目的而給出了實(shí)現(xiàn)方案的描述。其不旨在對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行窮舉性的描述，也不旨在把所要求的本發(fā)明限制在所公開的精確形式。 根據(jù)以上的描述，對(duì)本發(fā)明的各種修改與變化是可能的，也可以通過對(duì)本發(fā) 明的實(shí)踐獲知這些可能的修改與變化。例如，所描述的實(shí)現(xiàn)方案包括軟件， 但也可以按硬件與軟件的組合，或者只使用硬件來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。還應(yīng)注意， 該實(shí)現(xiàn)方案在各系統(tǒng)之間可以改變。權(quán)利要求以及等同物定義了本發(fā)明的范 圍。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
本申請(qǐng)要求2004年12月22日申請(qǐng)的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)為11/ 022294、 名為 "Satellite Positioning Aided Communication System Selection"的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)為A. Pande、 Lionel J. Garin、 L Chadha、 Peng、 G. Zhang、 N . Vantalon & Gregory B. Turetzly 于2004年7月3日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)1 0 / 855507、名為"Aided Location Communication System"的繼續(xù)部分，而該美國(guó)專利申請(qǐng)的繼續(xù)部分為A. Pande、 Lionel J. Garin、 K. Chadha、 L. Peng、 G. Zhang、 N .Vantalon & Gregory B. Turetzly于2003年5月22日申請(qǐng)的和2003年12月4日公布的 PCT專利申請(qǐng)PCT/US03 / 16308、名為"Search Domain Reducing Frequency Transfer In a Multi—Mode GPS Used With Wireless Network"的繼續(xù)部分， 而該P(yáng)CT專利申請(qǐng)的繼續(xù)部分要求L. Garin、 L. Peng、G. Zhang & N . VantaIon 在2002年5月22日申請(qǐng)的并且在2004年1月27日作為美國(guó)專利號(hào)US6684158 4受4又的名為 "Search Domain Reducing Frequency Transfer In a MulU—Mode GPS Used With Wireless Networks"的專利申請(qǐng)序號(hào)為10/155， 614的繼
續(xù)部分的優(yōu)先權(quán)，而該專利申請(qǐng)的繼續(xù)部分要求2001年2月28日提出的并 且作為美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)為6427120的于2002年7月30日授權(quán)的由Ashutosh Pande、 Lionel J. Garin、 Ka麗ar Chadha & Gregory B. Turetzly申請(qǐng)的專 利申請(qǐng)序號(hào)為09 / 795, 871、名為"Information Transfer In a Multi-Mode GPS Used With Wireless Networks"的優(yōu)先權(quán)，將所有這些專利申請(qǐng)并入此 處以作參考。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括接收器，可在定位信號(hào)和通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的接收之間加以調(diào)諧；存儲(chǔ)器，具有與至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的地理數(shù)據(jù)；以及控制器，耦合于接收器，以當(dāng)接收器接收定位信號(hào)時(shí)，從接收器接收定位數(shù)據(jù)，其中，存取存儲(chǔ)器，以檢索存取該至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，通過控制器，在接收器處接收地 理數(shù)據(jù)，并且把地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，可通過軟件配置控制器，以將其 用作處理定位信號(hào)的衛(wèi)星定位設(shè)備和處理通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的通信設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括耦合于接收器的公共天線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，接收器為收發(fā)器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括計(jì)時(shí)器，當(dāng)所述設(shè)備不可到達(dá)所述至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其可配置用于 由控制器設(shè)置的預(yù)定時(shí)間段。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，地理數(shù)據(jù)具有小區(qū)站點(diǎn)信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，地理數(shù)據(jù)還包括 與小區(qū)站點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)頻率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，接收器還包括 第一RF芯片，與定位信號(hào)相關(guān)聯(lián)；第二RF芯片，與通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)相關(guān)聯(lián)；以及基帶處理器，其可配置用于從第一RF芯片接收定位信號(hào)，然后從第二 RF芯片接收通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。
10. —種通信方法，包括在定位信號(hào)和通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的接收之間調(diào)諧接收器； 把與至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；以及 當(dāng)接收器接收定位信號(hào)時(shí)，在耦合于接收器的控制器處處理來自接收器 的定位數(shù)據(jù)，其中，存取存儲(chǔ)器，以檢索存取該至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，包括 在接收器處接收地理數(shù)據(jù)；以及通過控制器把地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1G所述的方法，還包括通過軟件配置控制器，以將其用作處理定位信號(hào)的衛(wèi)星定位設(shè)備和處理 通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的通信設(shè)備。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，包括耦合于接收器的公共天線。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，接收器為收發(fā)器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，包括當(dāng)所述設(shè)備不可到達(dá)所述至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，針對(duì)預(yù)先確定的時(shí)間段 設(shè)置計(jì)時(shí)器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，地理數(shù)據(jù)具有小區(qū)站點(diǎn)信息。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，地理數(shù)據(jù)還包括 與小區(qū)站點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)頻率。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，調(diào)諧還包括 在第一RF芯片處的接收與定位信號(hào)相關(guān)聯(lián)； 在第二RF芯片處的接收與通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)相關(guān)聯(lián)；以及 對(duì)基帶處理器加以配置，以從第一RF芯片接收定位信號(hào)，然后從第二RF芯片接收通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。
19. 一種信號(hào)承載媒體，具有用于控制通信設(shè)備的機(jī)器可讀指令，包括: 機(jī)器可讀指令的第一集合，用于在定位信號(hào)和通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的接收之間調(diào)諧接收器；機(jī)器可讀指令的第二集合，用于把與至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的地理數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；以及機(jī)器可讀指令的第三集合，用于當(dāng)接收器接收定位信號(hào)時(shí)，在耦合于接 收器的控制器處，處理從接收器接收的定位信號(hào)，其中，存取存儲(chǔ)器，以檢 索存取該至少 一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號(hào)承載纟某體，包括 機(jī)器可讀指令的第四集合，用于在接收器處接收地理數(shù)據(jù)；以及 機(jī)器可讀指令的第五集合，用于通過控制器把地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號(hào)承載媒體，還包括 機(jī)器可讀指令的第四集合，用于通過軟件配置控制器，以將其用作處理定位信號(hào)的衛(wèi)星定位設(shè)備和處理通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的通信設(shè)備。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號(hào)承載媒體，其中，接收器為由機(jī)器可讀 指令的第一集合調(diào)諧的收發(fā)器。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號(hào)承載媒體，包括 機(jī)器可讀指令的第四集合，用于當(dāng)所述設(shè)備不可到達(dá)該至少一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，針對(duì)預(yù)先確定的時(shí)間段設(shè)置計(jì)時(shí)器，
24. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的信號(hào)承載媒體，其中，地理數(shù)據(jù)具有小區(qū)站 點(diǎn)信息。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的信號(hào)承載媒體，其中，地理數(shù)據(jù)還包括 與小區(qū)站點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)頻率。
全文摘要
一種具有可調(diào)諧收發(fā)器的軟件通信設(shè)備，能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)接收衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，其中，定位數(shù)據(jù)被用于有效地進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)或者通信鏈路到網(wǎng)絡(luò)的連接，所述軟件通信設(shè)備被用來減少用于獲得GPS衛(wèi)星和確定位置的時(shí)間。
文檔編號(hào)G01S19/14GK101163983SQ200580033675
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者埃里克·安德森, 格雷戈里·圖雷茨基 申請(qǐng)人:SiRF技術(shù)公司