(57)【要約】  複数のナビゲーションデータビットにわたって長い積分を使用して、減衰された衛星測位システム(SPS)信号が取得される。安定した内部クロック信号を生成して長い積分を実行するために、外部クロック信号は、無線通信基地局または近隣のフェムトセルなどの非常に安定したソースから受信される。内部発振器は、外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数で駆動されて、安定した内部クロック信号を生成する。SPS信号は、内部クロック信号を使用して長時間にわたって受信および積分される。予測されたSPSデータは外部ソースから受信されて、コヒーレント積分を実行するために使用されうる。あるいは、非コヒーレント積分が実行されうる。さらに、外部クロックソースに対する運動があるかどうかを決定するために、または運動による外部クロック信号におけるドップラーエラーを相殺するために、運動センサが使用されうる。
2013533954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星測位システム(SPS)信号をデバイスで取得する方法であって、
前記デバイスが静止していることを決定するステップと、
外部クロック信号を受信するステップと、
前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に発振器を駆動して、内部クロック信号を生成するステップと、
SPS信号を受信するステップと、
前記受信されたSPS信号を、前記内部クロック信号を使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分して、前記SPS信号を取得するステップとを備える、方法。
【請求項２】
予測されたSPSデータを受信するステップをさらに備え、前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記受信された予測されたSPSデータが前記SPSデータ内のナビゲーションデータビットの予測された値を含み、前記ナビゲーションデータビットの前記予測された値を使用して前記受信されたSPS信号のデータ除去を実行するステップをさらに備える、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記予測されたSPSデータがイーサネット(登録商標)バックホールを通じて受信される、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
前記受信されたSPS信号が非コヒーレントに積分される、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
デバイスであって、
前記デバイスが静止しているかどうかを示すデータを提供する慣性センサと、
位置データを提供する衛星測位システム(SPS)信号受信機と、
外部クロック信号を受信する無線トランシーバと、
内部クロックと、
前記内部クロックおよび前記無線トランシーバに結合された周波数コントローラであって、前記内部クロックを前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に駆動する周波数コントローラと、
前記慣性センサ、前記SPS信号受信機、前記無線トランシーバ、および前記内部クロックに結合された処理装置と、
前記処理装置に結合されたメモリと、
前記処理装置に前記デバイスが静止していることを決定させ、前記デバイスが静止している場合、前記所望の周波数で前記内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって受信されたSPS信号を積分させるために、前記メモリ内に保持され、前記処理装置内で実行されるコードとを備える、デバイス。
【請求項７】
予測されたSPSデータが前記無線トランシーバおよび前記処理装置に結合された有線通信インターフェースのうちの少なくとも1つによって受信され、前記コードが前記処理装置に前記予測されたSPSデータを使用して前記受信されたSPS信号をさらにコヒーレントに積分させる、請求項6に記載のデバイス。
【請求項８】
前記予測されたSPSデータが前記SPSデータ内のナビゲーションデータビットの予測された値を含み、前記コードが前記処理装置に前記ナビゲーションデータビットの前記予測された値を使用して前記受信されたSPS信号のデータ除去をさらに実行させる、請求項7に記載のデバイス。
【請求項９】
前記コードが前記処理装置に前記受信されたSPS信号を非コヒーレントに積分させる、請求項6に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記周波数コントローラが位相ロックループである、請求項6に記載のデバイス。
【請求項１１】
デバイスであって、
前記デバイスが静止していることを決定するための手段と、
外部クロック信号を受信するための手段と、
前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に内部発振器を駆動して、内部クロック信号を生成するための手段と、
衛星測位システム(SPS)信号を受信するための手段と、
前記デバイスが静止している場合、前記受信されたSPS信号を前記内部クロック信号を使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分して、前記SPS信号を取得するための手段とを備える、デバイス。
【請求項１２】
予測されたSPSデータを受信するための手段をさらに備え、前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、請求項11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記予測されたSPSデータを使用して、前記受信されたSPS信号のデータ除去を実行するための手段をさらに備える、請求項12に記載のシステム。
【請求項１４】
前記受信されたSPS信号が非コヒーレントに積分される、請求項11に記載のシステム。
【請求項１５】
コンピュータにより実行可能なプログラムコードを記録するコンピュータ可読記録媒体であって、
受信された慣性センサデータが運動を示すかどうかを決定するためのプログラムコードと、
前記受信された慣性センサデータが運動を示さない場合、受信された外部クロック信号に基づいて所望の周波数で駆動された内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって受信されたSPS信号を積分するためのプログラムコードと
を記録するコンピュータ可読記録媒体。
【請求項１６】
衛星測位システム(SPS)信号をデバイスで取得する方法であって、
有線通信インターフェースを介して外部クロック信号を受信するステップと、
前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に発振器を駆動して、内部クロック信号を生成するステップと、
SPS信号を受信するステップと、
前記受信されたSPS信号を、前記内部クロック信号を使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分して、前記SPS信号を取得するステップとを備える、方法。
【請求項１７】
予測されたSPSデータを前記有線通信インターフェースを介して受信するステップをさらに備え、前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記受信された予測されたSPSデータが前記SPSデータ内のナビゲーションデータビットの予測された値を含み、前記ナビゲーションデータビットの前記予測された値を使用して前記受信されたSPS信号のデータ除去を実行するステップをさらに備える、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
前記外部クロック信号および前記予測されたSPSデータがイーサネット(登録商標)バックホールを介して受信される、請求項17に記載の方法。
【請求項２０】
前記受信されたSPS信号が非コヒーレントに積分される、請求項16に記載の方法。
【請求項２１】
前記外部クロック信号が、イーサネット(登録商標)バックホールを介して配信されるNTP/PTP (ネットワークタイムプロトコル、高精度タイムプロトコル)信号である、請求項16に記載の方法。
【請求項２２】
デバイスであって、
前記デバイスが静止しているかどうかを示すデータを提供する慣性センサと、
位置データを提供する衛星測位システム(SPS)信号受信機と、
外部クロック信号を受信する有線通信インターフェースと、
内部クロックと、
前記内部クロックおよび前記無線トランシーバに結合された周波数コントローラであって、前記内部クロックを前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に駆動する周波数コントローラと、
前記慣性センサ、前記SPS信号受信機、前記有線通信インターフェース、および前記内部クロックに結合された処理装置と、
前記処理装置に結合されたメモリと、
前記処理装置に、前記所望の周波数で前記内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって受信されたSPS信号を積分させるために、前記メモリ内に保持され、前記処理装置内で実行されるコードとを備える、デバイス。
【請求項２３】
予測されたSPSデータが前記処理装置に結合された前記有線通信インターフェースによって受信され、前記コードが前記処理装置に前記予測されたSPSデータを使用して前記受信されたSPS信号をさらにコヒーレントに積分させる、請求項22に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記予測されたSPSデータが前記SPSデータ内のナビゲーションデータビットの予測された値を含み、前記コードが前記処理装置に前記ナビゲーションデータビットの前記予測された値を使用して前記受信されたSPS信号のデータ除去をさらに実行させる、請求項23に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記コードが前記処理装置に前記受信されたSPS信号を非コヒーレントに積分させる、請求項22に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記周波数コントローラが位相ロックループである、請求項22に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記外部クロック信号が、イーサネット(登録商標)バックホールを介して配信されるNTP/PTP (ネットワークタイムプロトコル、高精度タイムプロトコル)信号である、請求項22に記載のデバイス。
【請求項２８】
イーサネット(登録商標)バックホールを介して外部クロック信号を受信するための手段と、
前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に内部発振器を駆動して、内部クロック信号を生成するための手段と、
衛星測位システム(SPS)信号を受信するための手段と、
前記受信されたSPS信号を前記内部クロック信号を使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分して、前記SPS信号を取得するための手段とを備える、デバイス。
【請求項２９】
予測されたSPSデータを前記イーサネット(登録商標)バックホールを介して受信するための手段をさらに備え、前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、請求項28に記載のシステム。
【請求項３０】
前記予測されたSPSデータを使用して、前記受信されたSPS信号のデータ除去を実行するための手段をさらに備える、請求項29に記載のシステム。
【請求項３１】
前記受信されたSPS信号が非コヒーレントに積分される、請求項28に記載のシステム。
【請求項３２】
イーサネット(登録商標)バックホールを介して受信された外部クロック信号に基づいて所望の周波数で駆動された内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって受信されたSPS信号を積分するためのコンピュータにより実行可能なプログラムコードを記録するコンピュータ可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される実施形態は、高感度衛星測位システム受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信業界において、セルラー式または他の無線通信デバイスなどの移動局についての正確な位置情報を取得することは一般的になってきている。たとえば全地球測位システム(GPS)などの衛星測位システム(SPS)は、無線位置決定を提供するための手法を提示する。SPSユーザは、地球周回軌道上の衛星ビークル(SV)から取得した情報を通じて、3次元位置、速度、および時刻を含む正確なナビゲーション情報を得ることができる。SVから受信される信号は一般的にかなり弱い。したがって、受信機の位置を決定するためには、受信機は、これらの弱い信号を受信して、それらの信号によって表される情報を解釈するために、十分に感度が良くなければならない。
【０００３】
現在のSPS受信機の限界の1つは、それらの動作が、複数の衛星が明確に見えており、障害がなく、これらの信号を受信するために品質の良いアンテナが適切に配置されているという状況に限定されることである。SPS信号は、著しい樹木の葉やビルの谷間などの障害物のある状態に悩まされる屋内環境または他の領域では極度に減衰してしまう。したがって、障害物のある状態、または一般的に信号が弱い環境においてSPSを使用して位置を決定することは困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
衛星測位システム(SPS)受信機および無線受信機を備えたデバイスが、複数のナビゲーションデータビットにわたって長い積分(long integration)を使用して、弱い、または減衰されたSPS信号を取得する。安定したクロック信号を生成して長い積分を実行するために、外部クロック信号は、無線通信基地局、たとえばイーサネット(登録商標)バックホールを介して配信されるNTP/PTP(ネットワークタイムプロトコル、高精度タイムプロトコル)、または近隣のフェムトセルなどの、非常に安定したソースから受信される。内部発振器は、外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数で駆動されて、安定した内部クロック信号を生成する。SPS信号は、内部クロック信号を使用して長時間にわたって受信および積分される。たとえば、デバイスが静止している場合などは、受信されたSPS信号は、所望の周波数で内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分されうる。予測されたSPSデータは、イーサネット(登録商標)バックホールなどを通じて外部ソースから受信されて、コヒーレント積分を実行するために使用されうる。あるいは、非コヒーレント積分が実行されうる。さらに、外部クロックソースに対する運動があるかどうかを決定するために、または運動による外部クロック信号におけるドップラーエラーを相殺するために、運動センサが使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】弱い、または障害が起きたSPS信号をトラックできる衛星測位システム(SPS)受信機を備えたデバイスを含むシステムである。
【図２】弱い、または障害が起きたSPS信号をトラックする方法を示す流れ図である。
【図３】減衰されたSPS信号をトラックするために使用されうるデバイスの実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図1は、弱い、または障害が起きたSPS信号をトラックできる衛星測位システム(SPS)受信機120を備えたデバイス100を含むシステム10の例を示している。図2は、弱い、または障害が起きたSPS信号を、たとえばシステム10でトラックする方法を示す流れ図である。図1に示されるデバイス100は、自身の位置を決定でき、および/または、たとえば衛星ビークル102を含む衛星測位システム(SPS)からの信号を使用して緯度および経度を決定することに基づいてナビゲーションのために使用されうる。弱いSPS信号を取得およびトラックするために必要な処理利得を得るために、長い積分ブロック157として図1に概略的に示されるように、デバイス100は長時間にわたってSPSを積分する。システム10は、クロックの安定性、SPS符号化の知識、およびユーザの運動を含む、SPS信号の積分の長さを制限するいくつかの要因を解決する。
【０００７】
衛星測位システム(SPS)は、一般的に、送信機から受信した信号に少なくとも部分的に基づいて、エンティティが地球上または地球上空の自身の位置を決定できるようにするために配置された送信機のシステムを含む。このような送信機は、一般的に、設定された数のチップの反復擬似ランダムノイズ(PN)コードでマークされた信号を送信し、地上の制御局、ユーザ装置、および/または衛星ビークルに配置されてよい。特定の例では、このような送信機は、図1に示される地球周回軌道衛星ビークル(SV)102上に配置されてよい。たとえば、全地球測位システム(GPS)、Galileo、Glonass、またはCompassなどの一群のグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)内のSVは、それらの一群内の他のSVによって送信されるPNコードから区別できるPNコードでマークされた信号を送信できる(たとえば、GPSのように衛星ごとに異なるPNコードを使用することによって、またはGlonassのように異なる周波数上で同じコードを使用することによって)。
【０００８】
ある態様によれば、本明細書で提示される技法は、SPSについてのグローバルシステム(たとえばGNSS)に限定されない。たとえば、本明細書で提供される技法は、日本上空の準天頂衛星システム(QZSS)、インド上空のインド地域航法衛星システム(IRNSS)、中国上空の北斗(Beidou)などの様々な地域システム、ならびに/または、1つまたは複数のグローバルおよび/または地域ナビゲーション衛星システムに関連付けられうる、またはそれらで使用可能である様々な補強システム(たとえば、静止衛星型衛星航法補強システム(SBAS))に適用できるか、それらのシステムにおいて使用可能である。限定ではなく例として、SBASは、広域補強システム(WAAS)、欧州静止衛星航法オーバーレイサービス(EGNOS)、多機能衛星補強システム(MSAS)、GPS支援静止補強ナビゲーションまたはGPSおよび静止補強ナビゲーションシステム(GAGAN)、ならびに/または同様のものなどの、完全性情報、微分補正などを提供する補強システムを含むことができる。したがって、本明細書で使用されるように、SPSは、1つまたは複数のグローバルおよび/または地域ナビゲーション衛星システム、ならびに/または補強システムの任意の組合せを含むことができ、SPS信号は、SPS、SPSのような、および/またはこのような1つまたは複数のSPSに関連付けられる他の信号を含むことができる。
【０００９】
本明細書に記載される位置決定技法は、無線広域ネットワーク(WWAN)、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)などの、セルラータワー104を含む、および無線通信アクセスポイント106からの、様々な無線通信ネットワークとともに実装されうるので、デバイス100は位置決定のためにSPSで使用することに限定されない。さらに、デバイス100はオンラインサーバにアクセスして、セルラータワー104を介して、または無線通信アクセスポイント106から、様々な無線通信ネットワークを使用して、あるいは必要に応じて衛星ビークル102を使用して、衛星画像などのデータを取得できる。「ネットワーク」、および「システム」と言う用語は、しばしば区別なく使用される。WWANは、符号分割多元接続(CDMA)ネットワーク、時分割多元接続(TDMA)ネットワーク、周波数分割多元接続(FDMA)ネットワーク、直交周波数分割多元接続(OFDMA)ネットワーク、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)ネットワーク、ロングタームエボリューション(LTE)ネットワーク、WiMAX (IEEE 802.16)ネットワークなどでよい。CDMAネットワークは、cdma2000、広域CDMA(W-CDMA)などの1つまたは複数の無線アクセス技術(RAT)を実装できる。cdma2000は、IS-95、IS-2000、およびIS-856標準を含む。TDMAネットワークは、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))、デジタル先進移動電話システム(D-AMPS)、または他の何らかのRATを実装できる。GSM(登録商標およびW-CDMAは、「第3世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)という名の組織からの文書に記載されている。cdma2000は「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)という名の組織からの文書に記載されている。3GPPおよび3GPP2の文書は公的に入手可能である。WLANはIEEE 802.11xネットワークでよく、WPANはブルートゥースネットワーク、IEEE 802.15x、または他の何らかの種類のネットワークでよい。この技法は、WWAN、WLAN、および/またはWPANの任意の組合せとともに実装することもできる。
【００１０】
図2の流れ図を参照すると、長い積分を使用してSPS信号を取得するために、デバイス100は外部クロック信号を受信する(202)。長時間にわたってSPS信号を積分するために、デバイス100の内部クロック153は、信号検索が正確な時間周波数ビンで確実に実行されるように、積分時間にわたって安定した状態を保つ必要がある。しかし、大部分の市販のデバイスの内部クロック153は、長い積分に必要なクロック周波数安定性を通常は有さない低コストの発振器を使用している。したがって、安定したクロック信号を生成するために、デバイス100は無線受信機130を使用して、たとえば無線通信基地局104(たとえば、CDMA基地局、GSM/WCDMA基地局)、無線アクセスポイント106、または図1における有線通信インターフェース135でイーサネット(登録商標)バックホールを介して配信されたNTP/PTP(ネットワークタイムプロトコル、高精度タイムプロトコル)などの有線信号などから高精度の外部クロック信号を受信するか、あるいは近隣のフェムトセルからパイロット信号を受信する。外部クロック信号は、外部クロック信号の周波数を決定して(204)、外部クロック信号の周波数を所望の周波数にスケーリングする(206)、周波数コントローラ155に提供される。スケーリングされた外部クロック信号は、内部クロック153の周波数がより正確にスケーリングされた外部クロック信号と同調するように、内部クロック153内の発振器を駆動する(208)ために使用される。
【００１１】
デバイス100は、衛星ビークル102から極度に減衰されたSPS信号を受信する(210)。減衰されたSPS信号は、屋内環境においてみられるような障害物のある状態による場合がある。受信性能を向上させるために、デバイス100は、修正された内部クロック信号を使用して長時間にわたってSPS信号を積分する(214)。積分はコヒーレントに実行されてもよく、非コヒーレントに実行されてもよい。
【００１２】
システム10は、ナビゲーションデータビットを含むSPSデータを予測して、予測されたSPSデータをSPS感度支援データの形式でデバイス100に提供することによって、SPS信号のコヒーレント積分を可能にすることができる(211)。当分野ではよく知られているように、SPS信号は一般的に、蛇行符号化、前方誤り訂正(FEC)符号化、畳み込み符号化、および/または同様のものを使用して符号化される。長時間にわたってSPS信号をコヒーレントに積分するために、デバイス100はSPS信号を復号しなければならない。しかし、デバイス100は信号にロックしていないので、デバイス100は、復号する際に支援するためにナビゲーションデータビットなどのSPS信号自体の中の情報を検出できない。したがって、システム10はSPS信号がより強いデバイス100の外側の位置でSPS信号を検出する。受信されたSPS信号に基づいて、SPSデータが予測されて、SPS感度支援信号の形式でデバイス100に提供される。予測されたSPSデータは、たとえばSPS拡散信号に変調されたナビゲーションデータを除去する(wipe-off)ためにデバイス100によって使用でき、そのためSPS信号の送信されたデータシンボルの持続時間を超えて(たとえば、20ミリ秒を上回る)コヒーレント積分を拡張できるようになり、それによって感度を改善しうる。SPS感度支援の使用は、本出願と同じ譲渡人を有し、参照により本明細書に組み込む、2009年7月10日に出願された、Linらによる米国特許出願第2010/0013702号「Methods and Apparatuses For Requesting/Providing Sensitivity Assistance Information Associated with Various Satellite Positioning Systems in Wireless Communication Networks」に一般的に記載されている。
【００１３】
たとえば、図1に示されるように、システム10は位置決定モジュール52を含むロケーションサーバ50を含む。ロケーションサーバ50は、1つまたは複数のデバイス、および/あるいはその中にある、このような位置決定処理を少なくとも部分的にサポートできる、1つまたは複数の特定の装置を表すよう意図されている。ロケーションサーバ50は、1つまたは複数の有線(たとえば、イーサネット(登録商標)バックホール)、および/あるいは1つまたは複数の無線通信リンク(たとえば、無線通信基地局104)を使用して、直接および/または間接的にデバイス100と通信できる。したがって、ある例示的実装形態では、ロケーションサーバ50は、1つまたは複数の無線送信機、受信機、トランシーバ、1つまたは複数の基地局、様々な有線および/または無線ネットワークリソース、特定の装置として使用できる1つまたは複数のコンピューティングデバイス、ならびに/または他の同様のコンピューティングおよび/または通信デバイスの形式をとるか、および/またはそれらを操作可能なように備えることができる。ロケーションサーバ50は、応答型または非応答型SPS感度支援データをデバイス100に提供できる。
【００１４】
ロケーションサーバ50は、衛星ビークル102を含む衛星測位システム(SPS)からSPS信号を受信する。よく知られているように、SPS信号は、SPSによってネイティブ形式で送信されるナビゲーション情報信号および他の情報信号を含むことができる。受信されたSPS信号に少なくとも部分的に基づいて、位置決定モジュール52はSPSデータを予測してSPS感度支援信号を生成する。このようなSPSデータを予測するための技法はよく知られており、たとえば、本出願と同じ譲渡人を有し、参照により本明細書に組み込む、Peter Gaalによる米国特許第6,775,802号「Method, Apparatus, and System for Signal Prediction」に記載されている。SPS感度支援信号は、ロケーションサーバ50によって直接および/または間接的にデバイス100に送信される。SPS感度支援信号は、デバイス100によってSPS感度支援信号を受信する際の遅延を相殺するためにデバイス100によって使用されうる時間マークを含みうる。デバイス100は、たとえばSPS受信機の感度を著しく向上させる変調除去技法を使用して、実際のSPS信号を取得する際に支援するために、受信したSPS感度支援信号を使用できる。たとえば、SPS感度支援信号は、SPS信号を変調するために使用されるナビゲーションデータビット情報を含みうる。ナビゲーションデータビットが分かっていれば、デバイス100はナビゲーションデータ変調を除去して、複数のナビゲーションデータビットにわたってコヒーレント積分を可能にすることができる(最大30秒〜120秒、またはそれ以上の場合がある)。
【００１５】
必要に応じて、長時間にわたって非コヒーレント積分を実行でき、SPS感度支援信号内の予測されたSPSデータ、およびシステム10(図1)内のロケーションサーバ50の必要性がなくなる(211)。非コヒーレント積分は、SPS信号を2乗することによって実行でき、SPS信号に変調されたナビゲーションデータを削除する。非コヒーレント積分が、ロケーションサーバ50の必要性がなくなることによってシステム10を簡略化し、SPS信号を2乗することも信号対ノイズ比(SNR)を減らすので、上述のコヒーレント積分に比べて増加した積分時間が必要になる。
【００１６】
積分の長さを制限する他の要因は、デバイス100の運動である。デバイス100が実質的に静止している場合、特に高速でデバイスが動いている場合に比べて、周波数検索ウインドウ、衛星運動、未知のユーザ力学によるドップラーエラーなどがより予測可能なので、拡張積分(extended integration)が実行されうる。したがって、デバイス100の運動は、たとえばデバイス100に運動関連データを提供する加速度計、磁気計、および/またはジャイロスコープなどの運動/慣性センサ140を使用して検出されうる(212)。一実施形態では、デバイス100は、長い積分時間を使用してSPS信号の検索だけを行う場合があり、その場合は、運動/慣性センサ140はデバイス100が静止していることを示す。あるいは、必要に応じて、SPS信号を検索する間に外部クロック信号のソースに対するデバイス100の運動によって生じた任意のドップラーエラーを相殺するために、運動/慣性センサ140から決定されたデバイス100の運動が使用されうる。当然、デバイス100が静止しているか実質的に静止している場合、たとえば、デバイス100が無線アクセスポイント、フェムトセル、または他のこのようなデバイスの場合、運動検出(212)は必要ではなく、運動/慣性センサ140の必要性がなくなる。
【００１７】
システム10内のデバイス100は、SPS信号ならびに外部クロック信号を受信できる任意のデバイスでよい。デバイス100は静止でも半静止でもよく(たとえば、フェムトセルまたはアクセスポイント)、たとえば移動局でもよい。本明細書で使用されるように、移動局(MS)は、セルラー式または他の無線通信デバイス、パーソナル通信システム(PCS)デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス(PND)、パーソナル情報マネージャ(PIM)、携帯情報端末(PDA)、ラップトップ、または無線通信および/またはナビゲーション位置特定信号などのナビゲーション信号を受信できる他の適切なモバイルデバイスなどのデバイスを指す。「移動局」と言う用語は、短距離無線、赤外線、有線接続、または他の接続などによって、パーソナルナビゲーションデバイス(PND)と通信するデバイスを含むことも意図し、衛星信号受信、支援データ受信、および/あるいは位置関連処理がデバイスまたはPNDで発生するかどうかとは無関係である。また、「移動局」は、インターネット、Wi-Fi、または他のネットワークなどを介してサーバと通信できる無線通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含むすべてのデバイスを含むことを意図し、衛星信号受信、支援データ受信、および/あるいは位置関連処理がデバイス、サーバ、またはネットワークに関連付けられる別のデバイスで発生するかどうかとは無関係である。上記のあらゆる動作可能な組合せも「移動局」と考えられる。
【００１８】
図3は、減衰されたSPS信号をトラックするために使用されうるデバイス100の実施形態のブロック図である。デバイス100は、アンテナ124を介してSPS衛星102(図1)から信号を受信する衛星測位システム(SPS)受信機120を含みうる。デバイス100は、たとえば、無線アクセスポイント106へ/からの通信、および/またはアンテナ124または別のアンテナを介する無線通信基地局104(たとえば、CDMA基地局、GSM/WCDMA基地局)へ/からの通信を送受信できる無線ネットワーク無線トランシーバでよい、無線受信機130も含みうる。デバイス100は、たとえばイーサネット(登録商標)または他の有線フォーマットを介して信号を送受信するための、任意の有線通信インターフェース135も含みうる。デバイス100は、たとえば加速度計、ジャイロスコープ、磁気計、あるいは、たとえばデバイスが車両に搭載されている場合は車両走行距離計またはホイールティック(wheel tick)センサなどの他の適切なデバイスを含みうる、運動/慣性センサ140も含みうる。運動/慣性センサ140は、運動の決定において、たとえば、方向、および外部クロック信号のソースに対する位置の変更を支援できる。
【００１９】
SPS受信機120、無線トランシーバ130、および運動/慣性センサ140は、使用されると、制御ユニット150に結合されて通信できる。制御ユニット150は、SPS受信機120、無線トランシーバ130、および/または運動/慣性センサ140からデータを受理および処理して、デバイスの動作を制御できる。制御ユニット150は、処理装置152および関連メモリ154によって提供でき、サポートハードウェア156、ソフトウェア158、およびファームウェア157を含みうる。本明細書で使用されるように、処理装置152は、1つまたは複数のマイクロプロセッサ、組込みプロセッサ、コントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、および同様のものを含むことができるが、必ずしも含む必要はないことが理解されよう。制御ユニットという用語は、特定のハードウェアではなくシステムによって実装される機能を説明することを意図する。さらに、本明細書で使用されるように、「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、またはデバイスに関連付けられる他のメモリを含む任意の種類のコンピュータ記憶媒体を指すことができ、任意の特定の種類のメモリまたは数のメモリ、あるいはメモリが格納される種類の媒体に限定されるべきではない。
【００２０】
制御ユニット150は、本明細書では位相ロックループ(PLL)として示されている周波数コントローラ155、および本明細書ではPLL内の可変発振器として示されている内部クロック153を含む。周波数コントローラ155は、PLLへの入力信号の機能を果たすことができる無線トランシーバ130を介して外部クロック信号を受信できる。当分野ではよく知られているように、ネガティブフィードバックループにおいて、位相検出器を使用してPLLの入力信号とPLLの出力信号とが比較される。位相検出器の出力信号は、内部クロック153、たとえば可変発振器を制御する。内部クロック153は処理装置152に結合されうる。図示されるように、フィードバックパスは、外部クロック信号の周波数を機能的にスケーリングするために使用されうる周波数分割器157を含む。当然、必要に応じて、外部クロック信号をスケーリングして、内部クロック153を制御するために、周波数ロックループおよび/または周波数合成器などの他の方法論/回路が使用されうる。例を挙げると、本出願と同じ譲渡人を有し、参照により本明細書に組み込む、Patrickらによる米国特許第6,928,275号「Method and Apparatus for Compensating Local Oscillator Frequency Error」に、ローカル発振器エラーを制御するための技法が記載されている。
【００２１】
制御ユニット150は、明確にするために処理装置152とは別に示されているが、処理装置152内にあってよい、積分制御ユニット159も含みうる。積分制御ユニット159は、上述のようにコヒーレントまたは非コヒーレントに長い積分を実行する。コヒーレント積分のために、制御ユニット150は、処理装置152がたとえば変調除去技法を使用できる無線トランシーバ130を介して予測されたSPSデータを有するSPS感度支援を受信する。次いで、積分制御ユニット159は、結果として得られるSPS信号上で長時間にわたってコヒーレント積分を実行できる。上述のように、必要に応じて、SPS感度支援信号を必要とせずに非コヒーレント積分を実行できる。
【００２２】
デバイス100は、制御ユニット150と通信するユーザインターフェース160も含むことができ、たとえば、制御ユニット150がそこからデータを受け取って、ユーザインターフェースを制御する。ユーザインターフェース160は、制御メニューおよび位置情報を表示できるディスプレイ162を含みうる。ユーザインターフェース160はキーパッド164または他の入力デバイスをさらに含むことができ、それらを通じてユーザは情報をデバイス100に入力できる。一実施形態では、キーパッド164は、タッチスクリーンディスプレイなどのディスプレイ162に統合されうる。ユーザインターフェース160は、たとえばデバイス100がセルラー式電話の場合、マイクおよびスピーカも含みうる。
【００２３】
本明細書に記載の方法論は、用途に応じて様々な手段によって実装されうる。たとえば、これらの方法論はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せに実装されうる。ハードウェア実装形態のために、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレー(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書に記載の機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せに処理装置が実装されうる。
【００２４】
ファームウェアおよび/またはソフトウェア実装のために、方法論は、本明細書に記載の機能を実行するモジュール(たとえば、手順、機能など)で実装されうる。本明細書に記載の方法論を実装する際に、命令を明白に実施する任意の機械可読媒体が使用されうる。たとえば、コード(たとえばソフトウェアコード)がメモリ154に格納されて、処理装置152によって実行されうる。メモリは、処理装置内、または処理装置の外部に実装されうる。本明細書で使用されるように、「メモリ」という用語は、任意の種類の長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリを指すことができ、任意の特定の種類のメモリまたは数のメモリ、あるいはメモリが格納される種類の媒体に限定されるべきではない。
【００２５】
ファームウェアおよび/またはソフトウェアに実装されると、機能は1つまたは複数の命令あるいはコードとしてコンピュータ可読媒体に格納されうる。例を挙げると、データ構造で符号化されたコンピュータ可読媒体、およびコンピュータプログラムで符号化されたコンピュータ可読媒体がある。コンピュータ可読媒体は、製品の形式をとることができる。コンピュータ可読媒体は物理的なコンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体でよい。例を挙げると、これに限定されないが、このようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、フラッシュメモリ、CD-ROMまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは所望のプログラムコードを命令またはデータ構造の形式で格納するために使用できる、およびコンピュータによってアクセスできる他の任意の媒体を含むことができ、本明細書で使用されるディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フレキシブルディスクおよびブルーレイディスクを含み、通常、ディスク(disk)はデータを磁気的に再生し、ディスク(disc)はデータを光学的に、たとえばレーザなどで再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００２６】
コンピュータ可読媒体上のストレージに加えて、命令および/またはデータは、通信装置に含まれる送信媒体上で信号として提供されうる。たとえば、通信装置は命令およびデータを示す信号を有するトランシーバを含みうる。命令およびデータは、1つまたは複数の処理装置に、特許請求の範囲において述べられる機能を実装させるように構成される。すなわち、通信装置は、開示された機能を実行するための情報を示す信号を有する送信メディアを含む。初めは、通信装置に含まれる送信メディアは、開示された機能を実行するための情報の第1の部分を含むことができ、2回目は、通信装置に含まれる送信メディアは、開示された機能を実行するための情報の第2の部分を含むことができる。
【００２７】
本発明は説明の目的で特定の実施形態に関連して示されているが、本発明はそれらに限定されない。本発明の範囲から逸脱することなしに、様々な適応および修正が行われてよい。したがって、添付の特許請求の趣旨および範囲は、上述の説明に限定されるべきではない。
【符号の説明】
【００２８】
10  システム
52  位置決定モジュール
50  ロケーションサーバ
100  装置
102  衛星ビークル
104  セルラータワー
106  無線通信アクセスポイント
120  衛星測位システム(SPS)受信機
124  アンテナ
130  無線受信機
130  無線トランシーバ
135  有線通信インターフェース
140  運動/慣性センサ
150  制御ユニット
152  処理装置
153  内部クロック
154  関連メモリ
155  周波数コントローラ
156  サポートハードウェア
157  長い積分ブロック
157  ファームウェア
157  周波数分割器
158  ソフトウェア
159  統合制御ユニット
160  ユーザインターフェース
162  ディスプレイ
164  キーパッド
【図１】
2013533954.tif 000003
【図２】
2013533954.tif 000004
【図３】
2013533954.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星測位システム(SPS)信号をデバイスで取得する方法であって、
前記デバイスが静止していることを決定するステップと、
外部クロック信号を受信するステップと、
前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に発振器を駆動して、内部クロック信号を生成するステップと、
SPS信号を受信するステップと、
予測されたSPSデータを受信するステップと、
前記受信されたSPS信号を、前記内部クロック信号を使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分して、前記SPS信号を取得するステップとを備え、
前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、方法。
【請求項２】
前記受信された予測されたSPSデータが前記SPSデータ内のナビゲーションデータビットの予測された値を含み、前記ナビゲーションデータビットの前記予測された値を使用して前記受信されたSPS信号のデータ除去を実行するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記予測されたSPSデータがイーサネット(登録商標)バックホールを通じて受信される、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
デバイスであって、
前記デバイスが静止しているかどうかを示すデータを提供する慣性センサと、
位置データを提供する衛星測位システム(SPS)信号受信機と、
外部クロック信号を受信する無線トランシーバと、
内部クロックと、
前記内部クロックおよび前記無線トランシーバに結合された周波数コントローラであって、前記内部クロックを前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に駆動する周波数コントローラと、
前記慣性センサ、前記SPS信号受信機、前記無線トランシーバ、および前記内部クロックに結合された処理装置と、
前記処理装置に結合されたメモリと、
前記処理装置に前記デバイスが静止していることを決定させ、前記デバイスが静止している場合、前記所望の周波数で前記内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって受信されたSPS信号を積分させるために、前記メモリ内に保持され、前記処理装置内で実行されるソフトウェアとを備え、
予測されたSPSデータが前記無線トランシーバおよび前記処理装置に結合された有線通信インターフェースのうちの少なくとも1つによって受信され、前記ソフトウェアが前記処理装置に前記予測されたSPSデータを使用して前記受信されたSPS信号をさらにコヒーレントに積分させる、デバイス。
【請求項５】
前記予測されたSPSデータが前記SPSデータ内のナビゲーションデータビットの予測された値を含み、前記ソフトウェアが前記処理装置に前記ナビゲーションデータビットの前記予測された値を使用して前記受信されたSPS信号のデータ除去をさらに実行させる、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記周波数コントローラが位相ロックループである、請求項４に記載のデバイス。
【請求項７】
デバイスであって、
前記デバイスが静止していることを決定するための手段と、
外部クロック信号を受信するための手段と、
前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に内部発振器を駆動して、内部クロック信号を生成するための手段と、
衛星測位システム(SPS)信号を受信するための手段と、
予測されたSPSデータを受信する手段と、
前記デバイスが静止している場合、前記受信されたSPS信号を前記内部クロック信号を使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分して、前記SPS信号を取得するための手段とを備え、
前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、デバイス。
【請求項８】
前記予測されたSPSデータを使用して、前記受信されたSPS信号のデータ除去を実行するための手段をさらに備える、請求項7に記載のデバイス。
【請求項９】
コンピュータにより実行可能なプログラムコードを記録するコンピュータ可読記録媒体であって、
受信された慣性センサデータが運動を示すかどうかを決定するためのプログラムと、
前記受信された慣性センサデータが運動を示さない場合、受信された外部クロック信号に基づいて所望の周波数で駆動された内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって受信されたSPS信号を積分するためのプログラムコードとを記録し、
前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、プログラムコードを記録するコンピュータ可読記録媒体。
【請求項１０】
衛星測位システム(SPS)信号をデバイスで取得する方法であって、
有線通信インターフェースを介して外部クロック信号を受信するステップと、
前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に発振器を駆動して、内部クロック信号を生成するステップと、
SPS信号を受信するステップと、
予測されたSPSデータを前記有線通信インターフェースを介して受信するステップと、
前記受信されたSPS信号を、前記内部クロック信号を使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分して、前記SPS信号を取得するステップとを備え、
前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、方法。
【請求項１１】
前記受信された予測されたSPSデータが前記SPSデータ内のナビゲーションデータビットの予測された値を含み、前記ナビゲーションデータビットの前記予測された値を使用して前記受信されたSPS信号のデータ除去を実行するステップをさらに備える、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記外部クロック信号および前記予測されたSPSデータがイーサネット(登録商標)バックホールを介して受信される、請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
前記外部クロック信号が、イーサネット(登録商標)バックホールを介して配信されるNTP/PTP (ネットワークタイムプロトコル、高精度タイムプロトコル)信号である、請求項10に記載の方法。
【請求項１４】
デバイスであって、
位置データを提供する衛星測位システム(SPS)信号受信機と、
外部クロック信号を受信する有線通信インターフェースと、
内部クロックと、
前記内部クロックおよび前記無線トランシーバに結合された周波数コントローラであって、前記内部クロックを前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に駆動する周波数コントローラと、
前記慣性センサ、前記SPS信号受信機、前記有線通信インターフェース、および前記内部クロックに結合された処理装置と、
前記処理装置に結合されたメモリと、
前記処理装置に、前記所望の周波数で前記内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって受信されたSPS信号を積分させるために、前記メモリ内に保持され、前記処理装置内で実行されるソフトウェアとを備え、
予測されたSPSデータが前記処理装置に結合された前記有線通信インターフェースによって受信され、前記ソフトウェアが前記処理装置に前記予測されたSPSデータを使用して前記受信されたSPS信号をさらにコヒーレントに積分させる、デバイス。
【請求項１５】
前記予測されたSPSデータが前記SPSデータ内のナビゲーションデータビットの予測された値を含み、前記ソフトウェアが前記処理装置に前記ナビゲーションデータビットの前記予測された値を使用して前記受信されたSPS信号のデータ除去をさらに実行させる、請求項14に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記周波数コントローラが位相ロックループである、請求項14に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記外部クロック信号が、イーサネット(登録商標)バックホールを介して配信されるNTP/PTP (ネットワークタイムプロトコル、高精度タイムプロトコル)信号である、請求項14に記載のデバイス。
【請求項１８】
イーサネット(登録商標)バックホールを介して外部クロック信号を受信するための手段と、
前記外部クロック信号のスケーリングされた周波数と同調する所望の周波数に内部発振器を駆動して、内部クロック信号を生成するための手段と、
衛星測位システム(SPS)信号を受信するための手段と、
予測されたSPSデータを前記イーサネット(登録商標)バックホールを介して受信するための手段と、
前記受信されたSPS信号を前記内部クロック信号を使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって積分して、前記SPS信号を取得するための手段とを備え、
前記受信されたSPS信号が、前記受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、デバイス。
【請求項１９】
前記予測されたSPSデータを使用して、前記受信されたSPS信号のデータ除去を実行するための手段をさらに備える、請求項18に記載のデバイス。
【請求項２０】
イーサネット(登録商標)バックホールを介して受信された外部クロック信号に基づいて所望の周波数で駆動された内部クロックを使用して複数のナビゲーションデータビットにわたって受信されたSPS信号を積分するためのプログラムコードを記録し、
前記受信されたSPS信号が、前記イーサネット(登録商標)バックホールを介して受信された予測されたSPSデータを使用してコヒーレントに積分される、コンピュータにより実行可能なプログラムコードを記録するコンピュータ可読記録媒体。
【国際調査報告】
2013533954.tif 000006
2013533954.tif 000007
2013533954.tif 000008