專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在微功率模式中操作gps設(shè)備的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，且具體涉及利用全球定位系統(tǒng)(“GPS”)接收器的無(wú)線通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)中電信設(shè)備的用途以極快的速度增長(zhǎng)。當(dāng)前，對(duì)于諸如蜂窩式電話的便攜式電信設(shè)備、支持Wi-Fi 和Bluetooth 的便攜式設(shè)備、個(gè)人通信服務(wù)(“pcs”)設(shè)備、支持全球定位系統(tǒng)(“GPS”)的便攜式設(shè)備等的需求每天都在快速地增長(zhǎng)。隨著對(duì)于具有不斷變化的通信特性的便攜式電信設(shè)備的需求增加，制造商正尋求組合和集成很多這些設(shè)備的需要。作為示例，存在集成蜂窩電話(例如“手機(jī)”)和gps接收器以允許蜂窩電話判斷其位置以用于個(gè)人和緊急用途的需要。在圖1中，示出與通信網(wǎng)絡(luò)102和GPS衛(wèi)星104通信的諸如蜂窩電話的無(wú)線設(shè)備 100的已知實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。無(wú)線設(shè)備100例如可以是蜂窩電話且它可以包括無(wú)線收發(fā)器106、GPS部分108 (其中GPS部分可以是GPS接收器或GPS跟蹤器)和電池110。操作中，無(wú)線收發(fā)器106可以經(jīng)由無(wú)線信號(hào)路徑112和基站114與通信網(wǎng)絡(luò)102信號(hào)通信且 GPS接收器108可以經(jīng)由無(wú)線信號(hào)路徑116與GPS衛(wèi)星104信號(hào)通信。對(duì)于集成蜂窩電話與GPS接收器的需要是美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)FCC的結(jié)果，該FFC要求蜂窩式服務(wù)提供商報(bào)告向緊急呼叫中心撥出911的蜂窩式手機(jī)的位置。所需的精確度對(duì)于用于基于網(wǎng)絡(luò)的解決方案來(lái)說(shuō)，67%的緊急呼叫為100米，95%的緊急呼叫為300米，且對(duì)于用于基于手機(jī)的解決方案來(lái)說(shuō)，67%的呼叫為50米，95%的呼叫為150米。為了符合這種要求，很多服務(wù)提供商要求其系統(tǒng)上使用的手機(jī)包含嵌入式GPS接收器。FCC將對(duì)于 “E911”位置報(bào)告的需求擴(kuò)展到VoIP服務(wù)提供商和衛(wèi)星電話服務(wù)提供商。手機(jī)待機(jī)時(shí)間對(duì)于消費(fèi)者十分重要，且因此對(duì)于服務(wù)提供商也十分重要。遺憾的是，基于位置的服務(wù)需要幾乎即時(shí)的定位，這要求很大功率；然而，這些定位可以在接下來(lái)的若干秒被細(xì)化以給出更高精度。一般地，假設(shè)嵌入式GPS接收器具有預(yù)定的最小時(shí)間、頻率以及一定程度的位置不確定度，它們可以提供幾乎即時(shí)的定位。遺憾的是，目前，GPS接收器不具有在不消耗電源(諸如電池)的條件下連續(xù)工作的能力。該問(wèn)題的已知解決方法包括了利用對(duì)于電池的相同或更大能量消耗具有更強(qiáng)信號(hào)需求的功率循環(huán)模式。這些方法包括在使用實(shí)時(shí)時(shí)鐘(“RTC”)存儲(chǔ)時(shí)間時(shí)采用關(guān)于RTC的固定(即盲的)不確定度假設(shè)。遺憾的是，這些循環(huán)模式方法不使用靜態(tài)假設(shè)和/或室內(nèi)假設(shè)來(lái)判斷如何使用或解釋循環(huán)內(nèi)進(jìn)行的測(cè)量；而是，這些方法一般使得GPS接收器返回全功率操作。這些方法在缺少GPS測(cè)量時(shí)不利用溫度受控的晶體振蕩器(“TCX0”)穩(wěn)定性。另外，這些方法不從相關(guān)RTC和TCXO頻率推斷溫度或溫度率且它們不針對(duì)能量約束工作，因?yàn)樗鼈儍H針對(duì)更新率操作?？梢栽谕ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)上提供輔助信息，但是這要求在通信網(wǎng)絡(luò)上接收幫助的能力。因而，希望嵌入式GPS接收器來(lái)維持時(shí)間、頻率和位置的精確估計(jì)。這些精確估計(jì)將允許嵌入式GPS接收器以較低水平采集信號(hào)。因此，對(duì)于能夠在定位無(wú)線設(shè)備的位置時(shí)最小化嵌入式GPS接收器的電源消耗的系統(tǒng)和方法存在需要。

發(fā)明內(nèi)容
描述了一種包括利用電源的收發(fā)器的無(wú)線設(shè)備。該無(wú)線設(shè)備包括具有多個(gè)GPS子系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)部分以及與電源和GPS部分信號(hào)通信的功率控制器，其中所述功率控制器配置成選擇性地從多個(gè)GPS子系統(tǒng)對(duì)每個(gè)GPS子系統(tǒng)供電。當(dāng)檢查下面的附圖和詳細(xì)描述時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯見(jiàn)本發(fā)明的其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)。旨在表明，所有這些附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)被包括在本說(shuō)明書(shū)中，處于本發(fā)明的范圍內(nèi)且被所附權(quán)利要求保護(hù)。


參考附圖將更好地理解本發(fā)明。附圖中的組件沒(méi)有必要按比例繪制，而是將重點(diǎn)放在說(shuō)明本發(fā)明的原理上。附圖中，貫穿不同視圖，相似的附圖標(biāo)記指示相應(yīng)的部件。圖1示出與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)全球定位系統(tǒng)(“GPS”)衛(wèi)星通信的無(wú)線設(shè)備的已知實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明利用圖2中示出的功率控制器和GPS部分的無(wú)線設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。圖4示出根據(jù)本發(fā)明在圖2和3中示出的GPS部分的實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。圖5示出根據(jù)本發(fā)明在操作中通過(guò)圖3中示出的功率控制器執(zhí)行的方法的實(shí)現(xiàn)方式的示例的流程圖。圖6示出根據(jù)本發(fā)明利用功率控制器以選擇性對(duì)GPS部分供電的無(wú)線設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。圖7示出自適應(yīng)模式的實(shí)現(xiàn)方式的示例的狀態(tài)圖，該自適應(yīng)模式說(shuō)明三種不同功率狀態(tài)和三種主要操作模式之間的轉(zhuǎn)變。圖8示出根據(jù)本發(fā)明利用功率控制器和運(yùn)動(dòng)傳感器來(lái)選擇性對(duì)GPS部分供電的無(wú)線設(shè)備的另一實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。圖9示出根據(jù)本發(fā)明利用功率控制器以選擇性地對(duì)GPS部分供電的無(wú)線設(shè)備的另一實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。圖10示出根據(jù)本發(fā)明利用功率控制器以選擇性地對(duì)GPS部分供電的無(wú)線設(shè)備的另一實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。圖11示出通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)執(zhí)行的方法的實(shí)現(xiàn)方式的示例的流程圖。圖12A和12B示出對(duì)于多個(gè)GPS衛(wèi)星的相關(guān)幅度與碼相位的關(guān)系圖，說(shuō)明用于執(zhí)行交叉衛(wèi)星搜索的過(guò)程的實(shí)現(xiàn)方式的示例。
具體實(shí)施例方式在實(shí)現(xiàn)方式的示例的下面的描述中，對(duì)附圖做出參考，附圖形成本說(shuō)明書(shū)的一部分，且附圖以說(shuō)明性方式示出可以利用本發(fā)明的特定實(shí)現(xiàn)方式。在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下，可以使用其他實(shí)施例，且可以做出結(jié)構(gòu)變化。此處描述用于最小化無(wú)線設(shè)備內(nèi)的電源消耗的系統(tǒng)和方法，該無(wú)線設(shè)備具有利用微功率模式(“MPM”)的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)部分。該無(wú)線設(shè)備可以包括具有多個(gè)GPS 子系統(tǒng)的GPS部分以及與電源和GPS部分信號(hào)通信的功率控制器。該功率控制器被配置成選擇性地從多個(gè)GPS子系統(tǒng)對(duì)每個(gè)GPS子系統(tǒng)供電和掉電。本發(fā)明減小每次定位的能量、提高首次定位時(shí)間(“TIFF”)且減小或消除對(duì)于用于在弱信號(hào)或室內(nèi)環(huán)境中以低功率提供高概率的連續(xù)定位的數(shù)據(jù)輔助的需要。本發(fā)明通過(guò)管理時(shí)間和頻率不確定度以最小化對(duì)于位和/或幀同步(即“位同步”或“幀同步”)的需要來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。具有利用MPM的GPS部分的系統(tǒng)架構(gòu)作為示例，在圖2中，示出分別經(jīng)由信號(hào)路徑206、208和210與通信網(wǎng)絡(luò)202和 GPS衛(wèi)星204信號(hào)通信的無(wú)線設(shè)備200的實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖，其中信號(hào)路徑206和208 經(jīng)過(guò)基站212。無(wú)線設(shè)備200可以包括GPS部分214、收發(fā)器216、電源218和功率控制器 220。電源218可以分別經(jīng)由信號(hào)路徑222和2 與收發(fā)器216和功率控制器220信號(hào)通信。功率控制器220還可以經(jīng)由信號(hào)路徑2 與GPS部分214信號(hào)通信。電源218可以是電池。在該示例中，無(wú)線設(shè)備200利用MPM。GPS部分214嵌入在無(wú)線設(shè)備200中以允許確定無(wú)線設(shè)備200的位置。該位置信息可以提供到無(wú)線設(shè)備200的用戶(hù)(未示出)、通信網(wǎng)絡(luò)202的運(yùn)營(yíng)商(未示出)或經(jīng)由收發(fā)器216通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)202提供到第三方(未示出)。 GPS部分214可選地可以是GPS接收器或GPS跟蹤器。如果GPS部分214是GPS跟蹤器，則GPS部分214將能夠從GPS衛(wèi)星204接收GPS 信號(hào)(經(jīng)由信號(hào)路徑210)且從每個(gè)接收的GPS信號(hào)產(chǎn)生將對(duì)應(yīng)于多個(gè)GPS信號(hào)204內(nèi)的相應(yīng)GSP衛(wèi)星的相應(yīng)偽距信息。偽距信息將然后被傳遞到GPS部分214外部的另一部分，該部分將接收偽距信息且然后計(jì)算無(wú)線設(shè)備200的位置。該外部部分可以位于無(wú)線設(shè)備200 中但是在GPS部分200之外，諸如是例如數(shù)字信號(hào)處理器(“03 ”)、微控制器和/或微處理器。備選地，該外部部分可以位于無(wú)線設(shè)備200外部，諸如是與通信網(wǎng)絡(luò)202信號(hào)通信的 GPS服務(wù)器(未示出)。如果GPS部分214是GPS接收器，則GPS部分214同樣能夠從GPS衛(wèi)星204接收 GPS信號(hào)(經(jīng)由信號(hào)路徑210)且從每個(gè)接收的信號(hào)產(chǎn)生將對(duì)應(yīng)于多個(gè)GPS信號(hào)204內(nèi)的相應(yīng)GPS衛(wèi)星的偽距信息。然而，與GPS跟蹤器的情況不同，在這種情況下，GPS部分214將能夠從GPS部分214內(nèi)的偽距信息計(jì)算無(wú)線設(shè)備200的位置。
在該示例中，電源經(jīng)由信號(hào)路徑222向收發(fā)器216提供收發(fā)器功率信號(hào)228，且經(jīng)由信號(hào)路徑224向功率控制器220提供GPS功率信號(hào)230。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，收發(fā)器和GPS功率信號(hào)2 和230可以是電源218產(chǎn)生的電源電流。功率控制器220是接收 GPS功率信號(hào)230且能夠經(jīng)由可以是電源電流的受控功率信號(hào)232控制從電源218提供到 GPS部分214的功率量的無(wú)線設(shè)備200的模塊、電路和/或組件。具體而言，GPS部分214 可以包括多個(gè)GPS子系統(tǒng)(未示出)，每個(gè)GPS子系統(tǒng)經(jīng)由信號(hào)路徑2 與功率控制器220 信號(hào)通信，其可以在信號(hào)路徑226內(nèi)內(nèi)包括個(gè)體信號(hào)路徑(未示出)。功率控制器220能夠控制從電源218提供到每個(gè)個(gè)體GPS子系統(tǒng)的功率量(經(jīng)由功率信號(hào)232)。功率控制器220還能夠從無(wú)線設(shè)備200接收判斷功率控制器220如何控制從電源218提供到每個(gè)個(gè)體GPS子系統(tǒng)的功率量的功率控制輸入(未示出)。作為示例， 功率控制器220可以具有與各個(gè)GPS子系統(tǒng)中的每一個(gè)信號(hào)通信的多個(gè)輸出(未示出)。 操作中，功率控制器220能夠接收GPS功率信號(hào)230且接收輸入功率控制信號(hào)(未示出)。 作為響應(yīng)，功率控制器220從多個(gè)輸出選擇一個(gè)輸出且向多個(gè)GPS子系統(tǒng)中的特定GPS子系統(tǒng)發(fā)送來(lái)自所選輸出的輸出功率信號(hào)。在該示例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，功率控制器220也可以是GPS部分214的一部分或部分地嵌入在GPS部分214中。具體而言，GPS 部分214可以包括控制GPS部分124內(nèi)的電路(未示出)的若干功率域(即，若干數(shù)字、若干RF、若干混合信號(hào)以及若干非易失性混合信號(hào))，這些電路在軟件(諸如，例如當(dāng)處理器 GPS子系統(tǒng)運(yùn)行時(shí))或硬件狀態(tài)機(jī)(當(dāng)處理器GPS子系統(tǒng)不運(yùn)行時(shí))的實(shí)時(shí)控制下開(kāi)啟或關(guān)閉GPS子系統(tǒng)。在任一情況中，控制器220在基本電源應(yīng)用于GPS子系統(tǒng)時(shí)，它們負(fù)責(zé)控制。典型地，除非系統(tǒng)完全關(guān)閉，這些基本電源或者在所有時(shí)間或者在大多數(shù)時(shí)間用作非易失性電源。在這些示例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，GPS衛(wèi)星204代表來(lái)自GPS星座的多個(gè)GPS衛(wèi)星中的至少一個(gè)。一般地，GPS部分214從至少3個(gè)GPS衛(wèi)星接收GPS信號(hào)以確定無(wú)線設(shè)備200的二維位置。為了確定無(wú)線設(shè)備200的三維位置，GPS部分214將需要接收至少4個(gè)GPS信號(hào)。還應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，盡管圖2僅示出從GPS衛(wèi)星204到GPS部分214的一個(gè)信號(hào)路徑210，信號(hào)路徑210可以包括從多個(gè)GPS信號(hào)204內(nèi)的每個(gè)個(gè)體GPS衛(wèi)星到GPS 部分214的多個(gè)信號(hào)路徑(未示出)。還應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，無(wú)線設(shè)備200的電路、組件、模塊和/或設(shè)備描述為彼此信號(hào)通信， 其中信號(hào)通信指允許電路、組件、模塊和/或設(shè)備從另一電路、組件、模塊和/或設(shè)備傳遞和/或接收信號(hào)和/或信息的電路、組件、模塊和/或設(shè)備之間的任意類(lèi)型的通信和/或連接。通信和/或連接可以沿著允許信號(hào)和/或信息從一個(gè)電路、組件、模塊和/或設(shè)備傳遞到另一電路、組件、模塊和/或設(shè)備的電路、組件、模塊和/或設(shè)備之間的任意信號(hào)路徑且包括無(wú)線或有線信號(hào)路徑。信號(hào)路徑可以是物理的，例如，導(dǎo)線、電磁波導(dǎo)、附接和/或電磁或機(jī)械耦合的端子、半導(dǎo)電或電介質(zhì)材料或設(shè)備或其他類(lèi)似物理連接或者耦合。另外，信號(hào)路徑可以是非物理的，諸如自由空間(在電磁波傳播的情況中)或通過(guò)數(shù)字組件的信息路徑， 其中通信信息以變化的數(shù)字格式從一個(gè)電路、組件、模塊和/或設(shè)備傳遞到另一個(gè)電路、組件、模塊和/或設(shè)備而不經(jīng)過(guò)直接的電磁連接。作為示例，在圖3中，示出無(wú)線設(shè)備300的另一框圖，其中GPS部分302示為包括從第一 GPS子系統(tǒng)304、第二 GPS子系統(tǒng)306到第N個(gè)GPS子系統(tǒng)308的多個(gè)GPS子系統(tǒng)。在該示例中，功率控制器310示為具有分別經(jīng)由信號(hào)路徑318、320和322與多個(gè)GPS子系統(tǒng)信號(hào)通信的多個(gè)輸出312、314和316。功率控制器310還具有第一輸入324(用于接收 GPS功率信號(hào)326)和第二輸入328(用于接收輸入功率控制信號(hào)330)且經(jīng)由信號(hào)路徑332 與電源216信號(hào)通信。作為示例，多個(gè)GPS子系統(tǒng)304、306和308可以包括射頻(“RF”) 和中頻(“IF)前端電路、基帶電路和控制器/處理器子系統(tǒng)。在操作中，功率控制器310能夠接收GPS功率信號(hào)3 和輸入功率控制信號(hào)330， 且作為響應(yīng)，從多個(gè)輸出313、314和316選擇一個(gè)輸出且通過(guò)來(lái)自多個(gè)輸出312、314和316 的所選輸出從功率控制器310向多個(gè)GPS子系統(tǒng)304、306和308中的相應(yīng)GPS子系統(tǒng)發(fā)送至少一個(gè)功率信號(hào)(未示出)。在該示例中，功率信號(hào)(未示出)可以涉及輸入功率控制信號(hào) 330。在圖4中，示出GPS部分400的實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。在該示例中，GPS部分400 可以包括多個(gè)GPS子系統(tǒng)，該多個(gè)GPS子系統(tǒng)可以包括RF和IF GPS子系統(tǒng)402、基帶GPS 子系統(tǒng)404和處理器GPS子系統(tǒng)406。圖5示出如上所述在操作中圖3中的功率控制器310執(zhí)行的方法的實(shí)現(xiàn)方式的示例的流程圖500。該過(guò)程開(kāi)始于步驟502，其中功率控制器310從電源216接收GPS功率信號(hào)326。功率控制器310然后在步驟504和506中接收輸入功率控制信號(hào)330，功率控制器 310選擇功率控制器310的至少一個(gè)輸出以基于輸入功率控制信號(hào)330向GPS部分302的至少一個(gè)相應(yīng)GPS子系統(tǒng)發(fā)送至少一個(gè)功率信號(hào)。然后在步驟508中，功率控制器310從所選的輸出向相應(yīng)GPS子系統(tǒng)發(fā)送功率信號(hào)。轉(zhuǎn)向圖6，示出利用功率控制器602以選擇性對(duì)GPS部分604供電的無(wú)線設(shè)備602 的實(shí)現(xiàn)方式的示例的框圖。無(wú)線設(shè)備600可以包括功率控制器602、GPS部分604、收發(fā)器 606以及電源608。在該示例中，功率控制器602可以分別經(jīng)由信號(hào)路徑610、612、614、616 和618與GPS部分604、收發(fā)器606和電源608信號(hào)通信。收發(fā)器606可以經(jīng)由信號(hào)路徑 620與電源608信號(hào)通信。GPS部分604可以包括多個(gè)GPS子系統(tǒng)，它們是分別經(jīng)由信號(hào)路徑610、612和614與功率控制器602信號(hào)通信的組合的RF/IF GPS子系統(tǒng)622、基帶GPS子系統(tǒng)6 和處理器GPS子系統(tǒng)626。在該示例中，無(wú)線設(shè)備600可以是蜂窩式無(wú)線設(shè)備，其中收發(fā)器606是蜂窩式收發(fā)器。無(wú)線設(shè)備600可以配置成使得GPS部分604子系統(tǒng)中的每一個(gè)(即，RF/IF 622、基帶 6 和處理器626)可以由功率控制器602獨(dú)立供電。在操作中，電源608分別經(jīng)由信號(hào)路徑620和618向收發(fā)器606供應(yīng)收發(fā)器功率信號(hào)6 且向功率控制器602供應(yīng)GPS功率信號(hào)630。功率控制器612 (經(jīng)由輸出功率信號(hào) 632,634和636)選擇性地對(duì)GPS子系統(tǒng)中的每一個(gè)供電以基于(經(jīng)由信號(hào)路徑616)從收發(fā)器606接收的輸入功率控制信號(hào)638執(zhí)行GPS采樣和測(cè)量，其中接收的輸入功率控制信號(hào)638包括收發(fā)器606做出的蜂窩式接收信號(hào)強(qiáng)度指示(“RSSI”)測(cè)量的歷史的信息。微功率模式(MPM)轉(zhuǎn)回圖6，無(wú)線設(shè)備600可以操作在多個(gè)功率狀態(tài)中，其中每個(gè)功率狀態(tài)是多個(gè)主要操作模式可以采用的硬件條件。主要操作模式是可以通過(guò)外部接口(未示出)命令的模式。主要操作模式可以包括連續(xù)模式，其在所有時(shí)間提供高質(zhì)量、最低位置不確定度，因?yàn)?GPS部分604中的軟件(未示出)被允許調(diào)用所有操作模式和緩解方法；涓流供電模式，受
10解算更新速率提供最小化平均功耗，其中GPS部分604中的軟件可以以包括連續(xù)模式的較高占空比操作GPS部分604 ；MPM，受平均功耗約束，試圖基于盡力而為最小化位置、時(shí)間和頻率不確定度；以及自適應(yīng)模式，受限定的位置不確定度約束，試圖最小化平均功耗。一般地，基于GPS部分604中的各個(gè)操作模式施加的控制寄存器設(shè)置(未示出)， 功率狀態(tài)可以具有多個(gè)子狀態(tài)。一般地，多個(gè)功率狀態(tài)可以包括全功率狀態(tài)，其中GPS部分604中的所有電路被供電；類(lèi)似于受內(nèi)部變化約束的全功率狀態(tài)的僅時(shí)鐘狀態(tài)，其中在基帶部分(諸如，例如，基帶GPS子系統(tǒng)624)被連續(xù)供電的同時(shí)，GPS部分604的RF部分 (諸如，例如，RF/IF GPS子系統(tǒng)622)很大程度上無(wú)偏；待機(jī)狀態(tài)，其中僅處理器和處理器存儲(chǔ)器(均未示出，但是均位于處理器GPS子系統(tǒng)626中)維持在保持模式，GPS部分604的主要數(shù)字核(未示出但是可以位于處理器GPS子系統(tǒng)626內(nèi))的電壓被去除，RF部分622 的所有偏壓被去除，溫控晶體振蕩器(“TCX0”)(未示出)不被供電，且非易失性域工作； 休眠狀態(tài)，其中僅非易失性保持活動(dòng)(“KA”)域工作；以及關(guān)機(jī)狀態(tài)，其中GPS部分604的所有供電被去除。KA域全都是非易失性電路。一般地，最少，這是當(dāng)激勵(lì)信號(hào)之一發(fā)生(諸如，例如 RTC警報(bào)、外部喚醒中斷、溫度記錄器溫度變化警報(bào)、慣性?xún)x器運(yùn)動(dòng)警報(bào)等)時(shí)將系統(tǒng)備份的功率控制狀態(tài)機(jī)。該最小電路一般包括RTC時(shí)鐘輸入或振蕩器(使得控制狀態(tài)機(jī)可以操作)、RTC時(shí)鐘計(jì)數(shù)器和警報(bào)以及一些非易失性存儲(chǔ)器。它還可以包括自治地操作的溫度記錄器、全CMOS(數(shù)字)IO及其控制以及內(nèi)部功率管理塊，(例如，校準(zhǔn)器)及其源自功率控制狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)控制。在這些狀態(tài)中，待機(jī)狀態(tài)可以被循環(huán)的功率包括涓流功率模式、自適應(yīng)模式和MPM 的所有主要模式利用。然而，如果涓流功率的占空比足夠低，例如，系統(tǒng)以的時(shí)間操作且以99%的時(shí)間休眠，則涓流功率模式還可以使用休眠狀態(tài)。主要操作模式之下是3種主要基本的操作模式獲取模式，它是在通過(guò)搜索且同步針對(duì)特定GPS衛(wèi)星的接收GPS信號(hào)的本地基準(zhǔn)而獲取衛(wèi)星信號(hào)的操作模式，其包括確定 GPS信號(hào)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)位的載波頻率、相位、碼頻率和相位以及時(shí)間對(duì)準(zhǔn)；跟蹤模式，包括跟蹤接收的GPS信號(hào)的載波和碼，使得進(jìn)行GPS衛(wèi)星的距離和距離速率測(cè)量且解調(diào)制下行鏈路數(shù)據(jù)；以及損傷處理模式，其中，諸如連續(xù)波(“CW”)和互相關(guān)干擾的干擾信號(hào)的雜亂信號(hào)被去除。如上所述，在MPM中，無(wú)線設(shè)備600在平均功耗約束下，基于盡力而為試圖最小化位置、時(shí)間和頻率不確定度。MPM嘗試在困難的室內(nèi)環(huán)境中維持內(nèi)部輔助。一般地，MPM可以從連續(xù)、自適應(yīng)或涓流功率模式進(jìn)入，其中向MPM的轉(zhuǎn)變可以被有效地命令或者缺省地完成。如果缺省地完成，則無(wú)線設(shè)備600首先利用連續(xù)模式建立低不確定度參數(shù)。另外，連續(xù)模式、涓流功率模式和MPM可以是自適應(yīng)模式的操作的子模式，其中總是從連續(xù)模式進(jìn)入自適應(yīng)模式。如果自適應(yīng)模式被選擇為缺省模式，則自適應(yīng)模式以連續(xù)模式開(kāi)始，但是無(wú)線設(shè)備600允許基于連續(xù)模式、涓流功率模式或MPM利用子模式以在利用最小平均功率的同時(shí)維持導(dǎo)航解算的給定不確定度。無(wú)線設(shè)備600將響應(yīng)于其狀況評(píng)估在這些子模式中轉(zhuǎn)變。典型地，轉(zhuǎn)變響應(yīng)于平臺(tái)動(dòng)態(tài)、阻斷狀況和信號(hào)強(qiáng)度。一般地，平臺(tái)動(dòng)態(tài)和阻斷要求更頻繁的更新，而較高的信號(hào)強(qiáng)度允許較短的操作周期來(lái)更新導(dǎo)航解算。假設(shè)無(wú)線設(shè)備600不必考慮消耗的功率的無(wú)用浪費(fèi)(諸如進(jìn)入不可檢測(cè)信號(hào)的長(zhǎng)周期)，自適應(yīng)模式將利用在MPM中周期性操作的策略來(lái)檢測(cè)環(huán)境中的變化。在這種情況下，當(dāng)諸如蜂窩電話RSSI、溫度、來(lái)自運(yùn)動(dòng)傳感器或其他輸入的信息的外部信息可用時(shí)，狀況中的變化可以被檢測(cè)且MPM被用以檢測(cè)GPS信號(hào)狀況中的相應(yīng)變化。MPM是基于快照緩沖器捕獲的極低占空比模式。不像涓流功率模式，MPM不需要在每次“開(kāi)啟”時(shí)的導(dǎo)航更新。如果MPM檢測(cè)靜止環(huán)境，它足以在盡力而為的基礎(chǔ)上更新時(shí)間和頻率。然而，如果適當(dāng)數(shù)目的測(cè)量可用，則導(dǎo)航解算將被更新以進(jìn)一步確認(rèn)當(dāng)前位置。一般地，很少在MPM中進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。如果基于服務(wù)器的擴(kuò)展星歷(“EE”)可用， 則MPM根本不需要執(zhí)行數(shù)據(jù)收集。如果實(shí)現(xiàn)基于客戶(hù)端的EE，則MPM僅在需要支持該方法且僅當(dāng)條件(諸如，例如，信號(hào)強(qiáng)度，提供所需數(shù)據(jù)的衛(wèi)星的個(gè)數(shù)等)有利時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)收集。 如果不執(zhí)行任一 EE方法，則數(shù)據(jù)收集被小心地控制，使得星歷收集將一般一小時(shí)不發(fā)生超過(guò)一次或兩次。當(dāng)處于涓流功率模式時(shí)，當(dāng)執(zhí)行時(shí)，數(shù)據(jù)收集以字為基礎(chǔ)。這允許在條件突然變化時(shí)數(shù)據(jù)收集操作終止。有效字被保留。下一更新被定時(shí)，使得如果檢測(cè)到有利條件，可以快速做出到跟蹤和收集模式的轉(zhuǎn)變以利用所檢測(cè)到的有利條件。有偏歷書(shū)測(cè)量的方法可以用于允許系統(tǒng)操作為定時(shí)接收器以利用仍沒(méi)有星歷的來(lái)自GPS衛(wèi)星的測(cè)量。在該示例中，MPM不需要到主機(jī)的周期性輸出，其中主機(jī)是運(yùn)行無(wú)線設(shè)備600的整體平臺(tái)的處理器，諸如無(wú)線設(shè)備600的基帶處理器(未示出)，無(wú)線設(shè)備可以是蜂窩電話、 PDA或其他通信平臺(tái)。如果希望了解當(dāng)前導(dǎo)航解算或命令新的操作模式，主機(jī)可以喚醒GPS 部分(典型地處于待機(jī)狀態(tài))。如果GPS部分640是GPS跟蹤器，則主機(jī)將是GPS部分604外部的能夠運(yùn)行從GPS 跟蹤器接收偽距測(cè)量且計(jì)算位置解的GPS軟件的導(dǎo)航解算部分的處理器。典型地，主機(jī)處理器使用超高速時(shí)鐘且具有非常大的功耗，所以當(dāng)處于低功率模式中時(shí)，GPS部分604應(yīng)盡可能少地使用它。在GPS跟蹤器的情況中，主機(jī)還可以提供GPS跟蹤器需要的信息，例如， 用于根據(jù)時(shí)間提供GPS衛(wèi)星位置的GPS衛(wèi)星軌道的估計(jì)。一般地，GPS跟蹤器使用該信息來(lái)調(diào)節(jié)碼相位搜索區(qū)域，只要GPS跟蹤器以任何模式進(jìn)行獲取。在MPM中，主機(jī)提供允許GPS 跟蹤器對(duì)某一間隔(諸如30分鐘)高效地確定GPS衛(wèi)星位置與時(shí)間的關(guān)系的短期模型。在該示例中，GPS跟蹤器不需要喚醒主機(jī)30分鐘，直到它需要新的數(shù)據(jù)“定位”。該示例減小整體系統(tǒng)功率。在該示例中，如果主機(jī)希望全GPS定位，則主機(jī)可以在任意時(shí)間喚醒GPS跟蹤器或全GPS引擎以請(qǐng)求此點(diǎn)。轉(zhuǎn)向圖7，示出自適應(yīng)模式的實(shí)現(xiàn)方式的示例的狀態(tài)圖700，說(shuō)明在三種不同供電狀態(tài)和三種主要操作模式之間的轉(zhuǎn)變。三種功率狀態(tài)是關(guān)機(jī)狀態(tài)702、休眠狀態(tài)704和待機(jī)狀態(tài)706。三種主要操作模式是連續(xù)模式708、涓流功率模式710和MPM 712。在該示例中，示出功率狀態(tài)以指示哪些功率狀態(tài)可以與不同主要模式交互。另外，在該示例中，在主要模式任意一種的任意操作中，開(kāi)啟狀態(tài)暗含地有效。在關(guān)機(jī)狀態(tài)702，從GPS部分604去除所有供電，使得所有導(dǎo)航信息丟失。當(dāng)恢復(fù)供電時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變714到休眠狀態(tài)704以等待硬件激勵(lì)開(kāi)啟。在休眠狀態(tài)704中，系統(tǒng)處于任意持續(xù)狀況。如果系統(tǒng)關(guān)閉，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)變716回關(guān)機(jī)狀態(tài)702。然而，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)，它將進(jìn)入718缺省應(yīng)用模式，在該示例中，該缺省應(yīng)用模式是連續(xù)操作模式708。轉(zhuǎn)向待機(jī)狀態(tài)706，當(dāng)自適應(yīng)模式、涓流功率模塊710或MPM 712處于其關(guān)閉周期時(shí)，系統(tǒng)一般進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)706。系統(tǒng)可以分別經(jīng)由事件720和722進(jìn)入涓流功率模式710 或MPM 712。另外，涓流功率模式710和MPM 712可以使系統(tǒng)分別經(jīng)由事件7 和7 進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)706。正常地，系統(tǒng)響應(yīng)于信號(hào)通知“開(kāi)”周期開(kāi)始的實(shí)時(shí)時(shí)鐘(“RTC”)警報(bào)而退出待機(jī)狀態(tài)706以進(jìn)入涓流功率模塊710或MPM712。如果系統(tǒng)關(guān)閉，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)變721到關(guān)機(jī)狀態(tài)702。 一旦系統(tǒng)開(kāi)啟，連續(xù)模式702連續(xù)操作。一旦開(kāi)啟，系統(tǒng)采用初始獲取類(lèi)型，其取決于導(dǎo)航數(shù)據(jù)和KA的時(shí)間看守以及提供的任意主機(jī)端口數(shù)據(jù)。在該示例中，KA電路包括RTC時(shí)鐘和導(dǎo)航隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)、星歷數(shù)據(jù)和其他系統(tǒng)狀態(tài)變量。主機(jī)端口數(shù)據(jù)可以包括來(lái)自主機(jī)處理器的任意種類(lèi)的幫助，諸如時(shí)間和頻率幫助、星歷數(shù)據(jù)、位置估計(jì)等。主機(jī)可以依靠作為網(wǎng)絡(luò)的成員且與諸如基站或服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體通信而具有該數(shù)據(jù)。主機(jī)數(shù)據(jù)還可以由用戶(hù)提供(例如用戶(hù)從下拉列表選擇城市作為初始位置)或者它可以是在它最后進(jìn)入低功率模式之前GPS部分發(fā)送到主機(jī)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，且主機(jī)存儲(chǔ)該信息以用于GPS部分(例如在閃存或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)中)。從連續(xù)模式708到其他模式或狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?nèi)缦?。如果主機(jī)端口接收命令以進(jìn)入涓流功率模式710且系統(tǒng)不確定度低到足以允許這一操作，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)變728到涓流功率模式 710，進(jìn)行到涓流功率操作模式710的轉(zhuǎn)變。因?yàn)橐话愕刂鳈C(jī)端口是GPS部分和平臺(tái)主處理器之間的主要消息10，來(lái)自主機(jī)的命令可能歸因于通過(guò)人類(lèi)用戶(hù)接口命令的平臺(tái)狀態(tài)中的變化或者通過(guò)主機(jī)級(jí)軟件的自動(dòng)轉(zhuǎn)變。由于連接到主機(jī)而不是GPS部分的傳感器(即，運(yùn)動(dòng)傳感器、收發(fā)器RSSI值等)，主機(jī)還可以命令模式變化或在給定模式中醒來(lái)。如果該傳感器主要被GPS部分利用，則它可以正常附連到GPS且與傳感器相關(guān)的任意警報(bào)可以直接該喚醒GPS部分。諸如蜂窩電話收發(fā)器的其他傳感器及其RSSI值典型地可以經(jīng)由主機(jī)處理器發(fā)送以喚醒GPS部分或改變其模式。在涓流功率模式中，GPS部分周期性地醒來(lái)以獲取GPS信號(hào)、做出測(cè)量且更新位置解算。這種類(lèi)型的搜索假設(shè)適于該模式使用的獲取方法的某一限制范圍的碼相位和頻率不確定度。如果不確定度大于這些限制，因?yàn)殇噶鞴β誓Ｊ将@取在這種情況下可能失敗，GPS 部分將不轉(zhuǎn)變。還存在對(duì)用于涓流功率模式操作的過(guò)去觀察的信號(hào)等級(jí)的限制，因?yàn)榈湫偷貓?zhí)行的獲取類(lèi)型僅向下搜索到某一信號(hào)等級(jí)。不確定度應(yīng)使得在離開(kāi)待機(jī)狀態(tài)706之后在涓流功率模式710中利用的獲取類(lèi)型有可能成功。如果涓流功率模式710獲取不能提供需要的更新速率或者如果需要數(shù)據(jù)收集，則系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)變730回去以在連續(xù)模式708操作中操作。一旦數(shù)據(jù)收集完成和/或不確定度減小，系統(tǒng)可以返回7 涓流功率操作模式710操作。當(dāng)涓流功率模式710進(jìn)入低功率周期時(shí)，該系統(tǒng)還可以轉(zhuǎn)變7M到待機(jī)狀態(tài)706，其中該低功率周期中它更新導(dǎo)航存儲(chǔ)且觸發(fā)有限狀態(tài)機(jī)(“FSM”)進(jìn)入待機(jī)模式706。如果主機(jī)端口接收進(jìn)入MPM 712的命令，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)變732到MPM 712。MPM是功率約束的盡力而為模式，其中基于極低占空比采樣捕獲而管理不確定度。如果當(dāng)不確定度很低時(shí)在系統(tǒng)成功導(dǎo)航之后命令進(jìn)行轉(zhuǎn)變，則MPM 712將更加高效。然而，作為監(jiān)控GPS狀況且在可能時(shí)減小系統(tǒng)中的不確定度的功率約束方式，系統(tǒng)還可以在不利條件下被命令進(jìn)入 MPM 712。在該示例中，如果在大的不確定度的條件下進(jìn)入MPM 712，則系統(tǒng)利用的搜索類(lèi)型可相應(yīng)地調(diào)節(jié)。如果主機(jī)端口命令系統(tǒng)從MPM 712轉(zhuǎn)變734到涓流功率模式710且不確定度足夠低以支持占空操作，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)變734回涓流功率模式710。如果主機(jī)命令系統(tǒng)切換到連續(xù)模式708，則系統(tǒng)從MPM 712轉(zhuǎn)變736到連續(xù)模式 708。另外，如果主機(jī)命令切換到涓流功率模式710，但是當(dāng)前不確定度不允許涓流工模式 710獲取過(guò)程成功進(jìn)行，則系統(tǒng)將轉(zhuǎn)變736到連續(xù)模式。此外，如果系統(tǒng)需要數(shù)據(jù)收集，則系統(tǒng)將臨時(shí)轉(zhuǎn)變736到連續(xù)模式708且然后系統(tǒng)在數(shù)據(jù)收集完成之后轉(zhuǎn)變740回MPM 712。如果主機(jī)命令系統(tǒng)切換到連續(xù)模式708或如果必須滿(mǎn)足為涓流功率模式710請(qǐng)求的最小更新速率，則系統(tǒng)從涓流功率模式710轉(zhuǎn)變730到連續(xù)模式708。如果系統(tǒng)接收了休眠的主機(jī)命令，則系統(tǒng)還可以從連續(xù)模式708變738到休眠狀態(tài)704。系統(tǒng)然后存儲(chǔ)任何導(dǎo)航數(shù)據(jù)且觸發(fā)FSM以關(guān)閉。返回ΜΡΜ,ΜΡΜ是最小化解算的不確定度的功率約束的、盡力而為模式的操作。MPM 使用快照操作模式以極低占空比操作。用于RTC和TCXO的校準(zhǔn)過(guò)程結(jié)合在MPM中以控制時(shí)間和頻率不確定度。如果在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)有溫度傳感器，則溫度補(bǔ)償過(guò)程將是校準(zhǔn)過(guò)程的一部分。一般地，快照操作模式包括兩種類(lèi)型的操作。第一，利用直接獲取來(lái)搜索每個(gè)GPS 衛(wèi)星。所得的獲取的GPS信號(hào)用于產(chǎn)生碼相位和頻率的插值測(cè)量。如果獲取足夠的測(cè)量，則系統(tǒng)計(jì)算全解算更新。如果獲取至少一個(gè)測(cè)量但是不足以用于完全更新，則測(cè)量用于更新使得系統(tǒng)運(yùn)行為定時(shí)接收器的解算。如果直接獲取不成功，則所有搜索的峰緩沖用于執(zhí)行交叉衛(wèi)星搜索。該過(guò)程得出用于更新使得系統(tǒng)運(yùn)行為定時(shí)接收器的解算的至多一個(gè)測(cè)量。MPM基于對(duì)弱信號(hào)、靜態(tài)室內(nèi)定時(shí)接收器條件的過(guò)去的獲取經(jīng)歷的使用來(lái)利用獲取策略。作為示例，搜索可以基于剛剛過(guò)去的成功執(zhí)行。當(dāng)頻率或時(shí)間不確定度增長(zhǎng)且不允許在平均功率約束內(nèi)搜索所有可能的可見(jiàn)GPS衛(wèi)星時(shí)，將首先搜索最近使用IOOms模式獲取的這些GPS衛(wèi)星。相關(guān)的觀察到的GPS信號(hào)強(qiáng)度也將在這種有序過(guò)程中應(yīng)用。關(guān)于根據(jù)方位和高度成功獲取的數(shù)據(jù)將被保持。MPM利用到被占用擴(kuò)展時(shí)間的室內(nèi)位置的任意低損耗路徑。如果在給定方向中發(fā)現(xiàn)成功，則在該方向中最新出現(xiàn)的GPS衛(wèi)星具有提供較高信號(hào)功率的較高可能性。通常，該最小損耗方向?qū)?duì)應(yīng)于GPS接收器所處的建筑的一側(cè)，窗戶(hù)或允許在給定方向中對(duì)于信號(hào)的較低損耗路徑的該建筑物的一些其他結(jié)構(gòu)特征。MPM可以利用最長(zhǎng)數(shù)據(jù)捕獲操作模式。輸入樣本緩沖器可以以2位、2R)采樣速率填充以向最大長(zhǎng)度的信號(hào)提供RF GPS子系統(tǒng)的單一操作。隨后，RF GPS子系統(tǒng)被放置在最低功率模式中。RF GPS子系統(tǒng)中的RF樣本捕獲被定時(shí)以在已知數(shù)據(jù)位(諸如遙感數(shù)據(jù) (“TLM”)或可預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)換碼(“HOW”)字)期間開(kāi)始，使得不需要用于數(shù)據(jù)位剝離的原先收集的數(shù)據(jù)?；诩僭O(shè)位置和當(dāng)前時(shí)間不確定度，針對(duì)該時(shí)序考慮來(lái)自期望可見(jiàn)的GPS衛(wèi)星的不同傳播時(shí)間，以確保首先到達(dá)的GPS信號(hào)在采樣開(kāi)始之前進(jìn)入已知位區(qū)域?！愕兀碌臄?shù)據(jù)樣本集可以每60秒被捕獲且處理。例如給定IOOk字節(jié)的最大樣本緩沖器尺寸以及上述采樣模式，RF GPS子系統(tǒng)操作時(shí)間最大可以限制為約100ms。在使用KA FSM加電期間，可以在采樣之前布置用于TCXO的任意附加的預(yù)熱時(shí)間。預(yù)熱時(shí)間最大可以約為2秒。基于系統(tǒng)的操作歷程，在可能時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的控制軟件可以將該值設(shè)置得更低。在捕獲數(shù)據(jù)樣本且關(guān)閉RF GPS子系統(tǒng)(或者置于最低功率狀態(tài))之后，捕獲的數(shù)
14據(jù)樣本被處理以用于考慮的GPS衛(wèi)星。搜索基于早先提及的策略排序。一般地，基于當(dāng)前位置、時(shí)間和頻率不確定度估計(jì)，每個(gè)GPS衛(wèi)星在碼相位和頻率范圍上被搜索。數(shù)據(jù)位剝離可以與IOOms的相干積分一同使用?？梢允褂弥苯荧@取模式搜索GPS衛(wèi)星。在一些情況中， 可以在一個(gè)或多個(gè)GPS衛(wèi)星上發(fā)生閾值添加。在這些“簡(jiǎn)單情況”中，可以執(zhí)行完全的導(dǎo)航解算更新。在更困難的環(huán)境中，目標(biāo)是使得系統(tǒng)運(yùn)行為定時(shí)接收器，其中系統(tǒng)僅需要一個(gè)測(cè)量。而且，該測(cè)量可以是多個(gè)GPS衛(wèi)星能量的組合。在該示例中測(cè)量的結(jié)果是碼相位和頻率。該碼相位用于確認(rèn)位置假設(shè)有效且用于更新接收器時(shí)間。在直接獲取模式中，系統(tǒng)可以利用例如具有數(shù)據(jù)位剝離的IOOms相干積分。在該示例中，可以做出下面的典型最佳情況估計(jì)1)具有預(yù)熱的TCXO相對(duì)于使用60秒更新的最后更新提供可重復(fù)的士 20PPB不確定度；2) RTC在每次更新時(shí)被校準(zhǔn)到GPS或TCXO ；3)RTC消逝時(shí)間標(biāo)定提供士 14碼片不確定度；4)室內(nèi)位置不確定度假設(shè)為士 500m ；5)對(duì)于IdB平均損耗，相關(guān)性處于1/2碼片抽頭間隔和5Hz窗口(bin)間隔；6)假設(shè)每個(gè)GPS衛(wèi)星等于觀個(gè)碼片乘以每個(gè)碼片2個(gè)抽頭乘以65Hz除以每個(gè)窗口 5Hz，其等于728 ；7)該模式利用5個(gè)搜索信道；8)在60秒的試驗(yàn)間隔和22. 8dB_HZ，預(yù)相關(guān)導(dǎo)致在5分鐘中每SV 95%的Pd ；以及9)使用22. 8dB-Hz處的至少5個(gè)GPS衛(wèi)星，平均地期望每60秒存在至少一次檢測(cè)。在交叉衛(wèi)星檢測(cè)模式中，當(dāng)沒(méi)有單個(gè)GPS衛(wèi)星檢測(cè)閾值被超過(guò)時(shí)，使用多個(gè)衛(wèi)星處理。在該示例中，對(duì)于每個(gè)GPS衛(wèi)星，這提供1) 5個(gè)搜索信道；2)每個(gè)搜索信道3個(gè)頻率偏移；3)每個(gè)頻率偏移18個(gè)峰；4)其中每個(gè)峰由非相干和值(“NCS”)幅度、碼相位窗口和頻率窗口定義；5)每個(gè)GPS衛(wèi)星存在5乘以3乘以18共270個(gè)峰；以及6)假設(shè)8個(gè)可見(jiàn)GPS衛(wèi)星，總的峰是8乘以270總共2160個(gè)峰。在交叉衛(wèi)星檢測(cè)模式中，每個(gè)GPS衛(wèi)星具有稀疏地覆蓋搜索的碼和頻率空間的一組峰值。在不確定度的最佳情況中假設(shè)的數(shù)目相對(duì)小，所以峰的數(shù)目是搜索的假設(shè)總數(shù)的大部分。然而，這種較大部分被以下事實(shí)偏置針對(duì)每個(gè)GPS衛(wèi)星搜索的碼相位和頻率空間在相同的不確定度空間不對(duì)準(zhǔn)。每個(gè)GPS衛(wèi)星具有不同于其他GPS衛(wèi)星的中心頻率和中心碼相位。因此，在執(zhí)行交叉衛(wèi)星組合之前，這些不確定度空間對(duì)準(zhǔn)，使得它們的標(biāo)稱(chēng)中心處于相同的值。一個(gè)GPS衛(wèi)星被選擇為基礎(chǔ)GPS衛(wèi)星。其他GPS衛(wèi)星的峰的集合然后被調(diào)節(jié)，使得每個(gè)GPS衛(wèi)星的中心窗口(中心碼相位、中心頻率)在碼相位和頻率中與所選的基礎(chǔ)GPS衛(wèi)星的值對(duì)準(zhǔn)。在該示例中，該過(guò)程可以具有如下定義的值1) GPS衛(wèi)星“η”的第k個(gè)峰窗口的碼相位和頻率被定義為Bnk = (Cnk, Fnk)，其中B是定義為形成窗口的搜索坐標(biāo)的碼相位C和頻率F的搜索窗口 ；2)對(duì)于GPS衛(wèi)星n，Cn和Fn定義為其搜索范圍的中心值；3)選擇GPS衛(wèi)星0作為基礎(chǔ)衛(wèi)星，中心窗口為C°，F(xiàn)0 ；4)中心窗口碼相位是按碼片以1023為模至最靠近的1/2碼片的估計(jì)GPS衛(wèi)星范圍；5)中心窗口頻率是到最靠近的5Hz的估計(jì)的GPS衛(wèi)星視線(“LS0”)多普勒加上估計(jì)的漂移；6)用于GPS衛(wèi)星η的窗口坐標(biāo)調(diào)節(jié)是(C°_Cn，F(xiàn)0-Fn)；7)用于GPS衛(wèi)星η窗口 k的窗口坐標(biāo)調(diào)節(jié)是等于(Cnk, Fnk)加上(C0-Cn, F0-Fn)的 BadJnk，其中 BadJnk 等于 Bnk 加上(C°-Cn，F(xiàn)0-Fn)，(C0-Cn, F0-Fn)是 GPS 衛(wèi)星 η 的第 k 個(gè)窗口的調(diào)節(jié)值；8)其中基于(峰/GPS衛(wèi)星)除以(假設(shè)/GPS衛(wèi)星)，僅存在可能的坐標(biāo)的一部分；以及9)具有相似坐標(biāo)的峰相組合。一般而言，如果位置、頻率和時(shí)間的當(dāng)前估計(jì)是理想的，則所有GPS信號(hào)的相干峰將在每個(gè)衛(wèi)星的中心窗口中出現(xiàn)。通過(guò)如上所述在MPM期間調(diào)節(jié)坐標(biāo)，相干峰應(yīng)緊密排列。 在這種情況中，時(shí)間足夠精確，使得GPS衛(wèi)星位置是精確的且位置誤差的LOS效應(yīng)僅對(duì)于最低海拔的GPS衛(wèi)星顯著。時(shí)間誤差將在相同的方向中偏置每個(gè)GPS衛(wèi)星的碼相位(即距離偏置全都較長(zhǎng)或全都較短)，使得具有GPS信號(hào)的窗口仍緊密對(duì)準(zhǔn)。在該方法中，由于噪聲導(dǎo)致的峰將較不可能從匹配窗口坐標(biāo)的一些其他GPS衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)另一峰。包含GPS衛(wèi)星能量的窗口更可能從具有相同坐標(biāo)的另一 GPS衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)峰。下面的表1示出根據(jù)C/X提供峰之一的GPS信號(hào)的似然性。
權(quán)利要求
1.一種包括利用電源的收發(fā)器的無(wú)線設(shè)備，該無(wú)線設(shè)備包含具有多個(gè)GPS子系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)部分；以及與電源和GPS部分信號(hào)通信的功率控制器，其中所述功率控制器配置成響應(yīng)于接收輸入功率控制信號(hào)而向所述多個(gè)GPS子系統(tǒng)中的每個(gè)GPS子系統(tǒng)選擇性地供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線設(shè)備，其中該多個(gè)GPS子系統(tǒng)包括至少一個(gè)RF GPS子系統(tǒng)，基帶GPS子系統(tǒng)，以及處理器GPS子系統(tǒng)，并且其中功率控制器配置成響應(yīng)于接收所述輸入功率控制信號(hào)而關(guān)閉所述至少一個(gè)RF GPS子系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述輸入功率控制信號(hào)由選自以下組的組件產(chǎn)生GPS部分、收發(fā)器、溫度傳感器和運(yùn)動(dòng)傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述輸入功率控制信號(hào)是由收發(fā)器產(chǎn)生的， 且所述輸入功率控制信號(hào)是RSSI測(cè)量信號(hào)或多普勒測(cè)量信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述輸入功率控制信號(hào)是由GPS部分產(chǎn)生的且包括來(lái)自GPS部分的速度測(cè)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成當(dāng)無(wú)線設(shè)備處于弱信號(hào)環(huán)境中時(shí)操作為定時(shí)接收器，且其中所述GPS部分配置成假設(shè)無(wú)線設(shè)備處于靜止位置且只要GPS部分能夠在弱信號(hào)環(huán)境中執(zhí)行測(cè)量，就驗(yàn)證無(wú)線設(shè)備處于靜止位置的該假設(shè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其中GPS部分配置成管理時(shí)間和頻率不確定度，從而減小對(duì)于位同步、幀同步或二者的需要。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)線設(shè)備，其中GPS部分配置成在僅必要時(shí)醒來(lái)以保持時(shí)間不確定度處于粗捕獲(“C/A”)碼周期的士 1/4內(nèi)的低功率模式中操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其中GPS部分能夠在偶爾醒來(lái)以捕獲RF樣本數(shù)據(jù)的相對(duì)短的序列的低功率模式中操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線設(shè)備，其中GPS采樣能夠基于蜂窩RSSI測(cè)量而自適應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線設(shè)備，還包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘(“RTC”)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述RTC配置成以32.768Hz運(yùn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成捕獲被同步到可預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述可預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)段是來(lái)自遙感數(shù)據(jù) (“TLM”)的同步位段的數(shù)據(jù)位或者數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換碼(“HOW”)字的可預(yù)測(cè)的星期時(shí)間(“TOW”) 位段。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無(wú)線設(shè)備，其中GPS部分配置成利用較長(zhǎng)的相干積分，該相干積分利用數(shù)據(jù)剝離以能夠在較低信號(hào)水平進(jìn)行GPS信號(hào)數(shù)據(jù)的測(cè)量。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述功率控制器能夠響應(yīng)于GPS部分接收基帶GPS子系統(tǒng)處理的GPS樣本而關(guān)閉所述至少一個(gè)RF GPS子系統(tǒng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，還包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘(“RTC”)，其具有根據(jù)溫度的頻率誤差。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成接收具有自適應(yīng)的 GPS采樣間隔頻率的GPS樣本。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS采樣間隔頻率基于觀察到的RTC 的時(shí)鐘頻率而自適應(yīng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS采樣間隔頻率基于在原先觀察到的RTC時(shí)鐘頻率樣本基礎(chǔ)上的觀察到的RTC時(shí)鐘頻率的變化率而自適應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述功率控制器還配置成從運(yùn)動(dòng)傳感器接收輸入功率控制信號(hào)，且其中只要所述無(wú)線設(shè)備是靜止的，GPS采樣就具有減小的占空比。
22.
23.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其中利用RSSI測(cè)量確定所述無(wú)線設(shè)備是靜止的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無(wú)線設(shè)備，其中利用多普勒漂移測(cè)量確定所述無(wú)線設(shè)備是靜止的。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無(wú)線設(shè)備，其中當(dāng)所述無(wú)線設(shè)備比預(yù)定閾值運(yùn)動(dòng)得慢時(shí)， 占空比減小。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述預(yù)定閾值是每小時(shí)10英里。
27.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述無(wú)線設(shè)備包括從以下組選擇的收發(fā)器類(lèi)型蜂窩式收發(fā)器、Wi-Fi收發(fā)器、Wi-Max收發(fā)器和衛(wèi)星收發(fā)器。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述無(wú)線設(shè)備是選自以下組的無(wú)線設(shè)備類(lèi)型筆記本電腦、無(wú)繩電話手機(jī)、衛(wèi)星電話手機(jī)、因特網(wǎng)協(xié)議語(yǔ)音(“VoIP”)手機(jī)和蜂窩式手機(jī)。
29.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述RTC具有時(shí)間值和頻率值，且其中所述 GPS部分配置成基于來(lái)自溫控晶體振蕩器(“TCX0”)的信號(hào)更新時(shí)間和頻率值，該TQCO在不可能進(jìn)行GPS信號(hào)測(cè)量時(shí)具有TCXO頻率。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述RTC頻率基于RTC與TCXO的比例被更新，其中所述TCXO頻率是從GPS測(cè)量校準(zhǔn)的最后值。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的無(wú)線設(shè)備，其中相對(duì)于GPS時(shí)間的當(dāng)前RTC時(shí)間偏置基于當(dāng)前RTC頻率和前一 RTC頻率更新之間的平均被更新。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成利用RTC與TCXO的比例與TCXO頻率誤差的關(guān)系的折疊的校準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)所述TCX0。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述折疊的校準(zhǔn)利用常規(guī)比例計(jì)數(shù)器或邊緣對(duì)準(zhǔn)的比例計(jì)數(shù)器。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述RTC具有根據(jù)溫度的頻率誤差且所述 GPS部分配置成基于由溫度傳感器產(chǎn)生的溫度測(cè)量校準(zhǔn)RTC頻率誤差。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成基于估計(jì)的溫度和溫度的變化自適應(yīng)地改變更新時(shí)間的間隔。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述TQCO頻率誤差與溫度的關(guān)系基于由溫度傳感器產(chǎn)生的溫度數(shù)據(jù)被校準(zhǔn)。
37.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成通過(guò)處理位于所述GPS 部分中的捕獲緩沖器調(diào)節(jié)搜索不確定度。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的無(wú)線設(shè)備，其中具有不同范圍校正的交叉衛(wèi)星非相干組合的使用被用來(lái)減小定時(shí)接收器模式中的檢測(cè)閾值。
39.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成只要接收的GPS衛(wèi)星的擴(kuò)展星歷(“EE”)可用，就避免執(zhí)行數(shù)據(jù)收集。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成從與無(wú)線設(shè)備信號(hào)通信的網(wǎng)絡(luò)下載EE。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成計(jì)算所述EE。
42.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成當(dāng)GPS部分能夠利用基于歷書(shū)和當(dāng)前時(shí)間和位置假設(shè)的新GPS衛(wèi)星的距離和漂移校準(zhǔn)該新GPS衛(wèi)星時(shí)，避免執(zhí)行數(shù)據(jù)收集。
43.一種在具有全球定位系統(tǒng)(“GPS”)部分的無(wú)線設(shè)備中利用的功率控制器，該全球定位系統(tǒng)部分具有多個(gè)GPS子系統(tǒng)，該功率控制器包括第一輸入，能夠從所述無(wú)線設(shè)備內(nèi)的功率源接收輸入功率信號(hào)；第二輸入，能夠接收輸入功率控制信號(hào)；多個(gè)輸出，其中來(lái)自多個(gè)輸出的每個(gè)輸出能夠與來(lái)自多個(gè)GPS子系統(tǒng)的相應(yīng)GPS子系統(tǒng)信號(hào)通信；以及控制器，能夠從所述多個(gè)輸出選擇每個(gè)輸出且向相應(yīng)的GPS子系統(tǒng)發(fā)送來(lái)自所選輸出的功率信號(hào)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的功率控制器，其中多個(gè)GPS子系統(tǒng)包括至少一個(gè)RF GPS子系統(tǒng)，基帶GPS子系統(tǒng)，以及處理器GPS子系統(tǒng)，并且其中，所述功率控制器配置成響應(yīng)于接收輸入功率控制信號(hào)而關(guān)閉所述至少一個(gè)RF GPS子系統(tǒng)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的功率控制器，其中所述輸入功率控制信號(hào)由選自以下組的組件產(chǎn)生GPS部分、收發(fā)器、溫度傳感器和運(yùn)動(dòng)傳感器。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的功率控制器，其中所述輸入功率控制信號(hào)由收發(fā)器產(chǎn)生且所述輸入功率控制信號(hào)是RSSI測(cè)量信號(hào)或多普勒測(cè)量信號(hào)。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的功率控制器，其中所述輸入功率控制信號(hào)由GPS部分產(chǎn)生且包括來(lái)自GPS部分的速度測(cè)量。
48.
49.
50.一種用于在無(wú)線設(shè)備內(nèi)以微功率模式(“MPM”)操作全球定位系統(tǒng)(“GPS”)部分的方法，其中GPS部分具有多個(gè)GPS子系統(tǒng)，該方法包含接收輸入功率控制信號(hào)；以及基于一組規(guī)則，響應(yīng)于接收測(cè)量信號(hào)，對(duì)所述多個(gè)GPS子系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)GPS子系統(tǒng)選擇性地供電。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中所述輸入功率控制信號(hào)由選自以下組的組件產(chǎn)生GPS部分、收發(fā)器、溫度傳感器和運(yùn)動(dòng)傳感器。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述輸入功率控制信號(hào)由收發(fā)器產(chǎn)生且所述輸入功率控制信號(hào)是RSSI測(cè)量信號(hào)或多普勒測(cè)量信號(hào)。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中所述輸入功率控制信號(hào)由GPS部分產(chǎn)生且包括來(lái)自GPS部分的速度測(cè)量。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，還包括當(dāng)無(wú)線設(shè)備處于弱信號(hào)環(huán)境中時(shí)，將GPS部分操作為定時(shí)接收器，并且其中操作為定時(shí)接收器包括 假設(shè)無(wú)線設(shè)備處于靜止位置，并且只要GPS部分能夠在弱信號(hào)環(huán)境中執(zhí)行測(cè)量，就驗(yàn)證該無(wú)線設(shè)備處于靜止位置的假設(shè)。
55.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，還包括管理時(shí)間和頻率不確定度以最小化對(duì)位同步、幀同步或二者的需要。
56.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，還包括在僅必要時(shí)醒來(lái)以保持時(shí)間不確定度處于粗捕獲(“C/A”)碼周期的士 1/4內(nèi)的低功率模式中操作。
57.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，還包括在偶爾醒來(lái)以捕獲RF樣本數(shù)據(jù)的相對(duì)短的序列的低功率模式中操作。
58.根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，還包括基于蜂窩式RSSI測(cè)量而自適應(yīng)GPS采樣。
59.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，還包括捕獲同步到可預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)。
60.根據(jù)權(quán)利要求60所述的方法，還包括利用較長(zhǎng)的相干積分，該相干積分利用數(shù)據(jù)剝離以能夠在較低信號(hào)水平進(jìn)行GPS信號(hào)數(shù)據(jù)的測(cè)量。
全文摘要
描述了一種包括利用電源的收發(fā)器的無(wú)線設(shè)備。該無(wú)線設(shè)備包括具有多個(gè)GPS子系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)部分以及與電源和GPS部分信號(hào)通信的功率控制器，其中功率控制器配置成從多個(gè)GPS子系統(tǒng)選擇性地對(duì)每個(gè)GPS子系統(tǒng)供電。
文檔編號(hào)G01S1/00GK102369455SQ201080014167
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者D·K·萊默, M·A·斯特扎, S·A·格羅納邁耶, S·科利 申請(qǐng)人:Csr科技控股公司