專利名稱：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”)接收器的無線通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會中電信設(shè)備的用途以極快的速度增長。當(dāng)前，對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。隨著對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”)和gps接收器以允許蜂窩電話判斷其位置以用于個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線設(shè)備 100的已知實現(xiàn)方式的示例的框圖。無線設(shè)備100例如可以是蜂窩電話且它可以包括無線收發(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，無線收發(fā)器106可以經(jīng)由無線信號路徑112和基站114與通信網(wǎng)絡(luò)102信號通信且 GPS接收器108可以經(jīng)由無線信號路徑116與GPS衛(wèi)星104信號通信。對于集成蜂窩電話與GPS接收器的需要是美國國會通過FCC的結(jié)果，該FFC要求蜂窩式服務(wù)提供商報告向緊急呼叫中心撥出911的蜂窩式手機的位置。所需的精確度對于用于基于網(wǎng)絡(luò)的解決方案來說，67%的緊急呼叫為100米，95%的緊急呼叫為300米，且對于用于基于手機的解決方案來說，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)上使用的手機包含嵌入式GPS接收器。FCC將對于 “E911”位置報告的需求擴展到VoIP服務(wù)提供商和衛(wèi)星電話服務(wù)提供商。手機待機時間對于消費者十分重要，且因此對于服務(wù)提供商也十分重要。遺憾的是，基于位置的服務(wù)需要幾乎即時的定位，這要求很大功率；然而，這些定位可以在接下來的若干秒被細化以給出更高精度。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。該問題的已知解決方法包括了利用對于電池的相同或更大能量消耗具有更強信號需求的功率循環(huán)模式。這些方法包括在使用實時時鐘(“RTC”)存儲時間時采用關(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)來判斷如何使用或解釋循環(huán)內(nèi)進行的測量；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測量時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能量約束工作，因為它們僅針對更新率操作?？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接收器來維持時間、頻率和位置的精確估計。這些精確估計將允許嵌入式GPS接收器以較低水平采集信號。因此，對于能夠在定位無線設(shè)備的位置時最小化嵌入式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)器的無線設(shè)備。該無線設(shè)備包括具有多個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GPS子系統(tǒng)對每個GPS子系統(tǒng)供電。當(dāng)檢查下面的附圖和詳細描述時，本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯見本發(fā)明的其他系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點。旨在表明，所有這些附加系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點被包括在本說明書中，處于本發(fā)明的范圍內(nèi)且被所附權(quán)利要求保護。


參考附圖將更好地理解本發(fā)明。附圖中的組件沒有必要按比例繪制，而是將重點放在說明本發(fā)明的原理上。附圖中，貫穿不同視圖，相似的附圖標記指示相應(yīng)的部件。圖1示出與無線網(wǎng)絡(luò)和多個全球定位系統(tǒng)(“GPS”)衛(wèi)星通信的無線設(shè)備的已知實現(xiàn)方式的示例的框圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的無線設(shè)備的實現(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部分的無線設(shè)備的實現(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)明在操作中通過圖3中示出的功率控制器執(zhí)行的方法的實現(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GPS部分供電的無線設(shè)備的實現(xiàn)方式的示例的框圖。圖7示出自適應(yīng)模式的實現(xiàn)方式的示例的狀態(tài)圖，該自適應(yīng)模式說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動傳感器來選擇性對GPS部分供電的無線設(shè)備的另一實現(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GPS部分供電的無線設(shè)備的另一實現(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GPS部分供電的無線設(shè)備的另一實現(xiàn)方式的示例的框圖。圖11示出通過根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)執(zhí)行的方法的實現(xiàn)方式的示例的流程圖。圖12A和12B示出對于多個GPS衛(wèi)星的相關(guān)幅度與碼相位的關(guān)系圖，說明用于執(zhí)行交叉衛(wèi)星搜索的過程的實現(xiàn)方式的示例。
具體實施例方式在實現(xiàn)方式的示例的下面的描述中，對附圖做出參考，附圖形成本說明書的一部分，且附圖以說明性方式示出可以利用本發(fā)明的特定實現(xiàn)方式。在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下，可以使用其他實施例，且可以做出結(jié)構(gòu)變化。此處描述用于最小化無線設(shè)備內(nèi)的電源消耗的系統(tǒng)和方法，該無線設(shè)備具有利用微功率模式(“MPM”)的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)部分。該無線設(shè)備可以包括具有多個GPS 子系統(tǒng)的GPS部分以及與電源和GPS部分信號通信的功率控制器。該功率控制器被配置成選擇性地從多個GPS子系統(tǒng)對每個GPS子系統(tǒng)供電和掉電。本發(fā)明減小每次定位的能量、提高首次定位時間(“TIFF”)且減小或消除對于用于在弱信號或室內(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)明通過管理時間和頻率不確定度以最小化對于位和/或幀同步(即“位同步”或“幀同步”)的需要來實現(xiàn)這些目標。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)由信號路徑206、208和210與通信網(wǎng)絡(luò)202和 GPS衛(wèi)星204信號通信的無線設(shè)備200的實現(xiàn)方式的示例的框圖，其中信號路徑206和208 經(jīng)過基站212。無線設(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)由信號路徑222和2 與收發(fā)器216和功率控制器220信號通信。功率控制器220還可以經(jīng)由信號路徑2 與GPS部分214信號通信。電源218可以是電池。在該示例中，無線設(shè)備200利用MPM。GPS部分214嵌入在無線設(shè)備200中以允許確定無線設(shè)備200的位置。該位置信息可以提供到無線設(shè)備200的用戶(未示出)、通信網(wǎng)絡(luò)202的運營商(未示出)或經(jīng)由收發(fā)器216通過通信網(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(經(jīng)由信號路徑210)且從每個接收的GPS信號產(chǎn)生將對應(yīng)于多個GPS信號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算無線設(shè)備200的位置。該外部部分可以位于無線設(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線設(shè)備200外部，諸如是與通信網(wǎng)絡(luò)202信號通信的 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(經(jīng)由信號路徑210)且從每個接收的信號產(chǎn)生將對應(yīng)于多個GPS信號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)的偽距信息計算無線設(shè)備200的位置。
在該示例中，電源經(jīng)由信號路徑222向收發(fā)器216提供收發(fā)器功率信號228，且經(jīng)由信號路徑224向功率控制器220提供GPS功率信號230。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，收發(fā)器和GPS功率信號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230且能夠經(jīng)由可以是電源電流的受控功率信號232控制從電源218提供到 GPS部分214的功率量的無線設(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GPS子系統(tǒng)(未示出)，每個GPS子系統(tǒng)經(jīng)由信號路徑2 與功率控制器220 信號通信，其可以在信號路徑226內(nèi)內(nèi)包括個體信號路徑(未示出)。功率控制器220能夠控制從電源218提供到每個個體GPS子系統(tǒng)的功率量(經(jīng)由功率信號232)。功率控制器220還能夠從無線設(shè)備200接收判斷功率控制器220如何控制從電源218提供到每個個體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GPS子系統(tǒng)中的每一個信號通信的多個輸出(未示出)。 操作中，功率控制器220能夠接收GPS功率信號230且接收輸入功率控制信號(未示出)。 作為響應(yīng)，功率控制器220從多個輸出選擇一個輸出且向多個GPS子系統(tǒng)中的特定GPS子系統(tǒng)發(fā)送來自所選輸出的輸出功率信號。在該示例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，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、若干混合信號以及若干非易失性混合信號)，這些電路在軟件(諸如，例如當(dāng)處理器 GPS子系統(tǒng)運行時)或硬件狀態(tài)機(當(dāng)處理器GPS子系統(tǒng)不運行時)的實時控制下開啟或關(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，它們負責(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間或者在大多數(shù)時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)意識到，GPS衛(wèi)星204代表來自GPS星座的多個GPS衛(wèi)星中的至少一個。一般地，GPS部分214從至少3個GPS衛(wèi)星接收GPS信號以確定無線設(shè)備200的二維位置。為了確定無線設(shè)備200的三維位置，GPS部分214將需要接收至少4個GPS信號。還應(yīng)當(dāng)意識到，盡管圖2僅示出從GPS衛(wèi)星204到GPS部分214的一個信號路徑210，信號路徑210可以包括從多個GPS信號204內(nèi)的每個個體GPS衛(wèi)星到GPS 部分214的多個信號路徑(未示出)。還應(yīng)當(dāng)意識到，無線設(shè)備200的電路、組件、模塊和/或設(shè)備描述為彼此信號通信， 其中信號通信指允許電路、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/或接收信號和/或信息的電路、組件、模塊和/或設(shè)備之間的任意類型的通信和/或連接。通信和/或連接可以沿著允許信號和/或信息從一個電路、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)備之間的任意信號路徑且包括無線或有線信號路徑。信號路徑可以是物理的，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)備或其他類似物理連接或者耦合。另外，信號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)字格式從一個電路、組件、模塊和/或設(shè)備傳遞到另一個電路、組件、模塊和/或設(shè)備而不經(jīng)過直接的電磁連接。作為示例，在圖3中，示出無線設(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GPS子系統(tǒng)308的多個GPS子系統(tǒng)。在該示例中，功率控制器310示為具有分別經(jīng)由信號路徑318、320和322與多個GPS子系統(tǒng)信號通信的多個輸出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326)和第二輸入328(用于接收輸入功率控制信號330)且經(jīng)由信號路徑332 與電源216信號通信。作為示例，多個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3 和輸入功率控制信號330， 且作為響應(yīng)，從多個輸出313、314和316選擇一個輸出且通過來自多個輸出312、314和316 的所選輸出從功率控制器310向多個GPS子系統(tǒng)304、306和308中的相應(yīng)GPS子系統(tǒng)發(fā)送至少一個功率信號(未示出)。在該示例中，功率信號(未示出)可以涉及輸入功率控制信號 330。在圖4中，示出GPS部分400的實現(xiàn)方式的示例的框圖。在該示例中，GPS部分400 可以包括多個GPS子系統(tǒng)，該多個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)行的方法的實現(xiàn)方式的示例的流程圖500。該過程開始于步驟502，其中功率控制器310從電源216接收GPS功率信號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330，功率控制器 310選擇功率控制器310的至少一個輸出以基于輸入功率控制信號330向GPS部分302的至少一個相應(yīng)GPS子系統(tǒng)發(fā)送至少一個功率信號。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。轉(zhuǎn)向圖6，示出利用功率控制器602以選擇性對GPS部分604供電的無線設(shè)備602 的實現(xiàn)方式的示例的框圖。無線設(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)由信號路徑610、612、614、616 和618與GPS部分604、收發(fā)器606和電源608信號通信。收發(fā)器606可以經(jīng)由信號路徑 620與電源608信號通信。GPS部分604可以包括多個GPS子系統(tǒng)，它們是分別經(jīng)由信號路徑610、612和614與功率控制器602信號通信的組合的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，無線設(shè)備600可以是蜂窩式無線設(shè)備，其中收發(fā)器606是蜂窩式收發(fā)器。無線設(shè)備600可以配置成使得GPS部分604子系統(tǒng)中的每一個(即，RF/IF 622、基帶 6 和處理器626)可以由功率控制器602獨立供電。在操作中，電源608分別經(jīng)由信號路徑620和618向收發(fā)器606供應(yīng)收發(fā)器功率信號6 且向功率控制器602供應(yīng)GPS功率信號630。功率控制器612 (經(jīng)由輸出功率信號 632,634和636)選擇性地對GPS子系統(tǒng)中的每一個供電以基于(經(jīng)由信號路徑616)從收發(fā)器606接收的輸入功率控制信號638執(zhí)行GPS采樣和測量，其中接收的輸入功率控制信號638包括收發(fā)器606做出的蜂窩式接收信號強度指示(“RSSI”)測量的歷史的信息。微功率模式(MPM)轉(zhuǎn)回圖6，無線設(shè)備600可以操作在多個功率狀態(tài)中，其中每個功率狀態(tài)是多個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，其在所有時間提供高質(zhì)量、最低位置不確定度，因為 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)可以具有多個子狀態(tài)。一般地，多個功率狀態(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；類似于受內(nèi)部變化約束的全功率狀態(tài)的僅時鐘狀態(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，GPS部分604的RF部分 (諸如，例如，RF/IF GPS子系統(tǒng)622)很大程度上無偏；待機狀態(tài)，其中僅處理器和處理器存儲器(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(“KA”)域工作；以及關(guān)機狀態(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)激勵信號之一發(fā)生(諸如，例如 RTC警報、外部喚醒中斷、溫度記錄器溫度變化警報、慣性儀器運動警報等)時將系統(tǒng)備份的功率控制狀態(tài)機。該最小電路一般包括RTC時鐘輸入或振蕩器(使得控制狀態(tài)機可以操作)、RTC時鐘計數(shù)器和警報以及一些非易失性存儲器。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，校準器)及其源自功率控制狀態(tài)機的狀態(tài)控制。在這些狀態(tài)中，待機狀態(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)以的時間操作且以99%的時間休眠，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，它是在通過搜索且同步針對特定GPS衛(wèi)星的接收GPS信號的本地基準而獲取衛(wèi)星信號的操作模式，其包括確定 GPS信號的導(dǎo)航數(shù)據(jù)位的載波頻率、相位、碼頻率和相位以及時間對準；跟蹤模式，包括跟蹤接收的GPS信號的載波和碼，使得進行GPS衛(wèi)星的距離和距離速率測量且解調(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)干擾的干擾信號的雜亂信號被去除。如上所述，在MPM中，無線設(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)模式開始，但是無線設(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維持導(dǎo)航解算的給定不確定度。無線設(shè)備600將響應(yīng)于其狀況評估在這些子模式中轉(zhuǎn)變。典型地，轉(zhuǎn)變響應(yīng)于平臺動態(tài)、阻斷狀況和信號強度。一般地，平臺動態(tài)和阻斷要求更頻繁的更新，而較高的信號強度允許較短的操作周期來更新導(dǎo)航解算。假設(shè)無線設(shè)備600不必考慮消耗的功率的無用浪費(諸如進入不可檢測信號的長周期)，自適應(yīng)模式將利用在MPM中周期性操作的策略來檢測環(huán)境中的變化。在這種情況下，當(dāng)諸如蜂窩電話RSSI、溫度、來自運動傳感器或其他輸入的信息的外部信息可用時，狀況中的變化可以被檢測且MPM被用以檢測GPS信號狀況中的相應(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“開啟”時的導(dǎo)航更新。如果MPM檢測靜止環(huán)境，它足以在盡力而為的基礎(chǔ)上更新時間和頻率。然而，如果適當(dāng)數(shù)目的測量可用，則導(dǎo)航解算將被更新以進一步確認當(dāng)前位置。一般地，很少在MPM中進行數(shù)據(jù)收集。如果基于服務(wù)器的擴展星歷(“EE”)可用， 則MPM根本不需要執(zhí)行數(shù)據(jù)收集。如果實現(xiàn)基于客戶端的EE，則MPM僅在需要支持該方法且僅當(dāng)條件(諸如，例如，信號強度，提供所需數(shù)據(jù)的衛(wèi)星的個數(shù)等)有利時執(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不發(fā)生超過一次或兩次。當(dāng)處于涓流功率模式時，當(dāng)執(zhí)行時，數(shù)據(jù)收集以字為基礎(chǔ)。這允許在條件突然變化時數(shù)據(jù)收集操作終止。有效字被保留。下一更新被定時，使得如果檢測到有利條件，可以快速做出到跟蹤和收集模式的轉(zhuǎn)變以利用所檢測到的有利條件。有偏歷書測量的方法可以用于允許系統(tǒng)操作為定時接收器以利用仍沒有星歷的來自GPS衛(wèi)星的測量。在該示例中，MPM不需要到主機的周期性輸出，其中主機是運行無線設(shè)備600的整體平臺的處理器，諸如無線設(shè)備600的基帶處理器(未示出)，無線設(shè)備可以是蜂窩電話、 PDA或其他通信平臺。如果希望了解當(dāng)前導(dǎo)航解算或命令新的操作模式，主機可以喚醒GPS 部分(典型地處于待機狀態(tài))。如果GPS部分640是GPS跟蹤器，則主機將是GPS部分604外部的能夠運行從GPS 跟蹤器接收偽距測量且計算位置解的GPS軟件的導(dǎo)航解算部分的處理器。典型地，主機處理器使用超高速時鐘且具有非常大的功耗，所以當(dāng)處于低功率模式中時，GPS部分604應(yīng)盡可能少地使用它。在GPS跟蹤器的情況中，主機還可以提供GPS跟蹤器需要的信息，例如， 用于根據(jù)時間提供GPS衛(wèi)星位置的GPS衛(wèi)星軌道的估計。一般地，GPS跟蹤器使用該信息來調(diào)節(jié)碼相位搜索區(qū)域，只要GPS跟蹤器以任何模式進行獲取。在MPM中，主機提供允許GPS 跟蹤器對某一間隔(諸如30分鐘)高效地確定GPS衛(wèi)星位置與時間的關(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，如果主機希望全GPS定位，則主機可以在任意時間喚醒GPS跟蹤器或全GPS引擎以請求此點。轉(zhuǎn)向圖7，示出自適應(yīng)模式的實現(xiàn)方式的示例的狀態(tài)圖700，說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)機狀態(tài)702、休眠狀態(tài)704和待機狀態(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，開啟狀態(tài)暗含地有效。在關(guān)機狀態(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，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變714到休眠狀態(tài)704以等待硬件激勵開啟。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)機狀態(tài)702。然而，當(dāng)系統(tǒng)開啟時，它將進入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，系統(tǒng)一般進入待機狀態(tài)706。系統(tǒng)可以分別經(jīng)由事件720和722進入涓流功率模式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 進入待機狀態(tài)706。正常地，系統(tǒng)響應(yīng)于信號通知“開”周期開始的實時時鐘(“RTC”)警報而退出待機狀態(tài)706以進入涓流功率模塊710或MPM712。如果系統(tǒng)關(guān)閉，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)變721到關(guān)機狀態(tài)702。 一旦系統(tǒng)開啟，連續(xù)模式702連續(xù)操作。一旦開啟，系統(tǒng)采用初始獲取類型，其取決于導(dǎo)航數(shù)據(jù)和KA的時間看守以及提供的任意主機端口數(shù)據(jù)。在該示例中，KA電路包括RTC時鐘和導(dǎo)航隨機存取存儲器(“RAM”)、星歷數(shù)據(jù)和其他系統(tǒng)狀態(tài)變量。主機端口數(shù)據(jù)可以包括來自主機處理器的任意種類的幫助，諸如時間和頻率幫助、星歷數(shù)據(jù)、位置估計等。主機可以依靠作為網(wǎng)絡(luò)的成員且與諸如基站或服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實體通信而具有該數(shù)據(jù)。主機數(shù)據(jù)還可以由用戶提供(例如用戶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入低功率模式之前GPS部分發(fā)送到主機的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，且主機存儲該信息以用于GPS部分(例如在閃存或硬盤驅(qū)動中)。從連續(xù)模式708到其他模式或狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?nèi)缦?。如果主機端口接收命令以進入涓流功率模式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，進行到涓流功率操作模式710的轉(zhuǎn)變。因為一般地主機端口是GPS部分和平臺主處理器之間的主要消息10，來自主機的命令可能歸因于通過人類用戶接口命令的平臺狀態(tài)中的變化或者通過主機級軟件的自動轉(zhuǎn)變。由于連接到主機而不是GPS部分的傳感器(即，運動傳感器、收發(fā)器RSSI值等)，主機還可以命令模式變化或在給定模式中醒來。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部分周期性地醒來以獲取GPS信號、做出測量且更新位置解算。這種類型的搜索假設(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，因為涓流功率模式獲取在這種情況下可能失敗，GPS 部分將不轉(zhuǎn)變。還存在對用于涓流功率模式操作的過去觀察的信號等級的限制，因為典型地執(zhí)行的獲取類型僅向下搜索到某一信號等級。不確定度應(yīng)使得在離開待機狀態(tài)706之后在涓流功率模式710中利用的獲取類型有可能成功。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進入低功率周期時，該系統(tǒng)還可以轉(zhuǎn)變7M到待機狀態(tài)706，其中該低功率周期中它更新導(dǎo)航存儲且觸發(fā)有限狀態(tài)機(“FSM”)進入待機模式706。如果主機端口接收進入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)不確定度很低時在系統(tǒng)成功導(dǎo)航之后命令進行轉(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入 MPM 712。在該示例中，如果在大的不確定度的條件下進入MPM 712，則系統(tǒng)利用的搜索類型可相應(yīng)地調(diào)節(jié)。如果主機端口命令系統(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獲取過程成功進行，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。如果主機命令系統(tǒng)切換到連續(xù)模式708或如果必須滿足為涓流功率模式710請求的最小更新速率，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的校準過程結(jié)合在MPM中以控制時間和頻率不確定度。如果在系統(tǒng)中實現(xiàn)有溫度傳感器，則溫度補償過程將是校準過程的一部分。一般地，快照操作模式包括兩種類型的操作。第一，利用直接獲取來搜索每個GPS 衛(wèi)星。所得的獲取的GPS信號用于產(chǎn)生碼相位和頻率的插值測量。如果獲取足夠的測量，則系統(tǒng)計算全解算更新。如果獲取至少一個測量但是不足以用于完全更新，則測量用于更新使得系統(tǒng)運行為定時接收器的解算。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。該過程得出用于更新使得系統(tǒng)運行為定時接收器的解算的至多一個測量。MPM基于對弱信號、靜態(tài)室內(nèi)定時接收器條件的過去的獲取經(jīng)歷的使用來利用獲取策略。作為示例，搜索可以基于剛剛過去的成功執(zhí)行。當(dāng)頻率或時間不確定度增長且不允許在平均功率約束內(nèi)搜索所有可能的可見GPS衛(wèi)星時，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信號強度也將在這種有序過程中應(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利用到被占用擴展時間的室內(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功率的較高可能性。通常，該最小損耗方向?qū)?yīng)于GPS接收器所處的建筑的一側(cè)，窗戶或允許在給定方向中對于信號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度的信號提供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樣本捕獲被定時以在已知數(shù)據(jù)位(諸如遙感數(shù)據(jù) (“TLM”)或可預(yù)測轉(zhuǎn)換碼(“HOW”)字)期間開始，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)前時間不確定度，針對該時序考慮來自期望可見的GPS衛(wèi)星的不同傳播時間，以確保首先到達的GPS信號在采樣開始之前進入已知位區(qū)域。—般地，新的數(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)熱時間。預(yù)熱時間最大可以約為2秒?；谙到y(tǒng)的操作歷程，在可能時，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、時間和頻率不確定度估計，每個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， 可以在一個或多個GPS衛(wèi)星上發(fā)生閾值添加。在這些“簡單情況”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，目標是使得系統(tǒng)運行為定時接收器，其中系統(tǒng)僅需要一個測量。而且，該測量可以是多個GPS衛(wèi)星能量的組合。在該示例中測量的結(jié)果是碼相位和頻率。該碼相位用于確認位置假設(shè)有效且用于更新接收器時間。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1)具有預(yù)熱的TCXO相對于使用60秒更新的最后更新提供可重復(fù)的士 20PPB不確定度；2) RTC在每次更新時被校準到GPS或TCXO ；3)RTC消逝時間標定提供士 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GPS衛(wèi)星等于觀個碼片乘以每個碼片2個抽頭乘以65Hz除以每個窗口 5Hz，其等于728 ；7)該模式利用5個搜索信道；8)在60秒的試驗間隔和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GPS衛(wèi)星，平均地期望每60秒存在至少一次檢測。在交叉衛(wèi)星檢測模式中，當(dāng)沒有單個GPS衛(wèi)星檢測閾值被超過時，使用多個衛(wèi)星處理。在該示例中，對于每個GPS衛(wèi)星，這提供1) 5個搜索信道；2)每個搜索信道3個頻率偏移；3)每個頻率偏移18個峰；4)其中每個峰由非相干和值(“NCS”)幅度、碼相位窗口和頻率窗口定義；5)每個GPS衛(wèi)星存在5乘以3乘以18共270個峰；以及6)假設(shè)8個可見GPS衛(wèi)星，總的峰是8乘以270總共2160個峰。在交叉衛(wèi)星檢測模式中，每個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偏置針對每個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準。每個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準，使得它們的標稱中心處于相同的值。一個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)星的值對準。在該示例中，該過程可以具有如下定義的值1) GPS衛(wèi)星“η”的第k個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的碼相位C和頻率F的搜索窗口 ；2)對于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GPS衛(wèi)星范圍；5)中心窗口頻率是到最靠近的5Hz的估計的GPS衛(wèi)星視線(“LS0”)多普勒加上估計的漂移；6)用于GPS衛(wèi)星η的窗口坐標調(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)，僅存在可能的坐標的一部分；以及9)具有相似坐標的峰相組合。一般而言，如果位置、頻率和時間的當(dāng)前估計是理想的，則所有GPS信號的相干峰將在每個衛(wèi)星的中心窗口中出現(xiàn)。通過如上所述在MPM期間調(diào)節(jié)坐標，相干峰應(yīng)緊密排列。 在這種情況中，時間足夠精確，使得GPS衛(wèi)星位置是精確的且位置誤差的LOS效應(yīng)僅對于最低海拔的GPS衛(wèi)星顯著。時間誤差將在相同的方向中偏置每個GPS衛(wèi)星的碼相位(即距離偏置全都較長或全都較短)，使得具有GPS信號的窗口仍緊密對準。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)器的無線設(shè)備，該無線設(shè)備包含具有多個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而向所述多個GPS子系統(tǒng)中的每個GPS子系統(tǒng)選擇性地供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線設(shè)備，其中該多個GPS子系統(tǒng)包括至少一個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而關(guān)閉所述至少一個RF GPS子系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線設(shè)備，其中所述輸入功率控制信號由選自以下組的組件產(chǎn)生GPS部分、收發(fā)器、溫度傳感器和運動傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線設(shè)備，其中所述輸入功率控制信號是由收發(fā)器產(chǎn)生的， 且所述輸入功率控制信號是RSSI測量信號或多普勒測量信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線設(shè)備，其中所述輸入功率控制信號是由GPS部分產(chǎn)生的且包括來自GPS部分的速度測量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成當(dāng)無線設(shè)備處于弱信號環(huán)境中時操作為定時接收器，且其中所述GPS部分配置成假設(shè)無線設(shè)備處于靜止位置且只要GPS部分能夠在弱信號環(huán)境中執(zhí)行測量，就驗證無線設(shè)備處于靜止位置的該假設(shè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線設(shè)備，其中GPS部分配置成管理時間和頻率不確定度，從而減小對于位同步、幀同步或二者的需要。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線設(shè)備，其中GPS部分配置成在僅必要時醒來以保持時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所述的無線設(shè)備，其中GPS部分能夠在偶爾醒來以捕獲RF樣本數(shù)據(jù)的相對短的序列的低功率模式中操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線設(shè)備，其中GPS采樣能夠基于蜂窩RSSI測量而自適應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線設(shè)備，還包括實時時鐘(“RTC”)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無線設(shè)備，其中所述RTC配置成以32.768Hz運行。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成捕獲被同步到可預(yù)測數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無線設(shè)備，其中所述可預(yù)測數(shù)據(jù)段是來自遙感數(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)測的星期時間(“TOW”) 位段。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無線設(shè)備，其中GPS部分配置成利用較長的相干積分，該相干積分利用數(shù)據(jù)剝離以能夠在較低信號水平進行GPS信號數(shù)據(jù)的測量。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線設(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RF GPS子系統(tǒng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線設(shè)備，還包括實時時鐘(“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所述的無線設(shè)備，其中所述GPS采樣間隔頻率基于觀察到的RTC 的時鐘頻率而自適應(yīng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無線設(shè)備，其中所述GPS采樣間隔頻率基于在原先觀察到的RTC時鐘頻率樣本基礎(chǔ)上的觀察到的RTC時鐘頻率的變化率而自適應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線設(shè)備，其中所述功率控制器還配置成從運動傳感器接收輸入功率控制信號，且其中只要所述無線設(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所述的無線設(shè)備，其中利用RSSI測量確定所述無線設(shè)備是靜止的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無線設(shè)備，其中利用多普勒漂移測量確定所述無線設(shè)備是靜止的。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無線設(shè)備，其中當(dāng)所述無線設(shè)備比預(yù)定閾值運動得慢時， 占空比減小。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的無線設(shè)備，其中所述預(yù)定閾值是每小時10英里。
27.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線設(shè)備，其中所述無線設(shè)備包括從以下組選擇的收發(fā)器類型蜂窩式收發(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所述的無線設(shè)備，其中所述無線設(shè)備是選自以下組的無線設(shè)備類型筆記本電腦、無繩電話手機、衛(wèi)星電話手機、因特網(wǎng)協(xié)議語音(“VoIP”)手機和蜂窩式手機。
29.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無線設(shè)備，其中所述RTC具有時間值和頻率值，且其中所述 GPS部分配置成基于來自溫控晶體振蕩器(“TCX0”)的信號更新時間和頻率值，該TQCO在不可能進行GPS信號測量時具有TCXO頻率。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的無線設(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測量校準的最后值。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的無線設(shè)備，其中相對于GPS時間的當(dāng)前RTC時間偏置基于當(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)系的折疊的校準來校準所述TCX0。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的無線設(shè)備，其中所述折疊的校準利用常規(guī)比例計數(shù)器或邊緣對準的比例計數(shù)器。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的無線設(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)生的溫度測量校準RTC頻率誤差。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的無線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成基于估計的溫度和溫度的變化自適應(yīng)地改變更新時間的間隔。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的無線設(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。
37.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成通過處理位于所述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減小定時接收器模式中的檢測閾值。
39.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線設(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所述的無線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成從與無線設(shè)備信號通信的網(wǎng)絡(luò)下載EE。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的無線設(shè)備，其中所述GPS部分配置成計算所述EE。
42.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線設(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和當(dāng)前時間和位置假設(shè)的新GPS衛(wèi)星的距離和漂移校準該新GPS衛(wèi)星時，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GPS子系統(tǒng)，該功率控制器包括第一輸入，能夠從所述無線設(shè)備內(nèi)的功率源接收輸入功率信號；第二輸入，能夠接收輸入功率控制信號；多個輸出，其中來自多個輸出的每個輸出能夠與來自多個GPS子系統(tǒng)的相應(yīng)GPS子系統(tǒng)信號通信；以及控制器，能夠從所述多個輸出選擇每個輸出且向相應(yīng)的GPS子系統(tǒng)發(fā)送來自所選輸出的功率信號。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的功率控制器，其中多個GPS子系統(tǒng)包括至少一個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而關(guān)閉所述至少一個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、溫度傳感器和運動傳感器。
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由收發(fā)器產(chǎn)生且所述輸入功率控制信號是RSSI測量信號或多普勒測量信號。
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由GPS部分產(chǎn)生且包括來自GPS部分的速度測量。
48.
49.
50.一種用于在無線設(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GPS子系統(tǒng)，該方法包含接收輸入功率控制信號；以及基于一組規(guī)則，響應(yīng)于接收測量信號，對所述多個GPS子系統(tǒng)內(nèi)的每個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、溫度傳感器和運動傳感器。
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由收發(fā)器產(chǎn)生且所述輸入功率控制信號是RSSI測量信號或多普勒測量信號。
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由GPS部分產(chǎn)生且包括來自GPS部分的速度測量。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，還包括當(dāng)無線設(shè)備處于弱信號環(huán)境中時，將GPS部分操作為定時接收器，并且其中操作為定時接收器包括 假設(shè)無線設(shè)備處于靜止位置，并且只要GPS部分能夠在弱信號環(huán)境中執(zhí)行測量，就驗證該無線設(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，還包括管理時間和頻率不確定度以最小化對位同步、幀同步或二者的需要。
56.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，還包括在僅必要時醒來以保持時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，還包括在偶爾醒來以捕獲RF樣本數(shù)據(jù)的相對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水平進行GPS信號數(shù)據(jù)的測量。
全文摘要
描述了一種包括利用電源的收發(fā)器的無線設(shè)備。該無線設(shè)備包括具有多個GPS子系統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)部分以及與電源和GPS部分信號通信的功率控制器，其中功率控制器配置成從多個GPS子系統(tǒng)選擇性地對每個GPS子系統(tǒng)供電。
文檔編號G01S1/00GK102369455SQ201080014167
公開日2012年3月7日 申請日期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 申請人:Csr科技控股公司