(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から送信されたＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ信号アンテナと、
前記受信されたＧＰＳ信号をサンプリングするために前記アンテナに結合されたアナログ−ディジタルコンバーターと、
前記ＧＰＳ信号サンプルを格納するためのメモリーと、
前記メモリーに格納された前記ＧＰＳ信号サンプルから擬似距離情報を取り出すためのディジタルＧＰＳシグナルプロセッサーと、
を備えるＧＰＳレシーバーであって、
当該レシーバーは、受信されたＧＰＳ信号がサンプルされ且つメモリー内に格納されるが、前記シグナルプロセッサーにおいては、擬似距離情報を取り出すためには動作しない休止動作モードと、前記シグナルプロセッサーが、擬似距離情報を取り出すために動作するアクティブ動作モードとを有しており、
当該レシーバーは、前記休止モードにて動作しているときに、外部から当該レシーバーに受信され且つ与えられる命令に応答して、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化するよう構成されていること、を特徴とするＧＰＳレシーバー。
【請求項２】
前記休止モードにおいては、前記受信されたＧＰＳ信号は、連続的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される、請求項１によるＧＰＳレシーバー。
【請求項３】
前記休止モードにおいては、前記受信されたＧＰＳ信号は、周期的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される、請求項１によるＧＰＳレシーバー。
【請求項４】
前記休止モードにおいては、前記メモリーは、少なくとも２つの分離されたＧＰＳ信号サンプルのセットを含んでおり、これらは互いに時間的に分離されている、請求項２または請求項３によるＧＰＳレシーバー。
【請求項５】
当該ＧＰＳレシーバーの電源起動に応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている請求項１乃至請求項４のいずれかによるＧＰＳレシーバー。
【請求項６】
ユーザーインターフェースをさらに備えており、
当該レシーバーが、ユーザーから前記ユーザーインターフェースを介して受信される命令に応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている、
請求項１乃至請求項５のいずれかによるＧＰＳレシーバー。
【請求項７】
ユーザーインターフェースをさらに備えており、
当該レシーバーが、ユーザーから前記ユーザーインターフェースを介して受信される命令に応答して、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化するように構成されている、
請求項１乃至請求項６のいずれかによるＧＰＳレシーバー。
【請求項８】
ベースステーションとの間での双方向通信に適合されたトランスミッターおよびレシーバーと、
請求項１乃至請求項７のいずれかによるＧＰＳレシーバーと、
を備えるモバイルユニット。
【請求項９】
ベースステーションから当該モバイルユニットによって受信される命令に応答して、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させるように構成されている、請求項８によるモバイルユニット。
【請求項１０】
当該モバイルユニットから前記ベースステーションに位置情報を送信するように構成されている、請求項８または請求項９によるモバイルユニット。
【請求項１１】
セルラー無線伝送システムと共に使用するための、モバイルセルラー電話の方式の請求項８ないし請求項１０のいずれかによるモバイルユニットであって、
前記セルラー無線伝送システムは、
双方向無線通信に適応しており、且つ、それぞれの地理的位置で、１つまたはそれ以上の領域を構成する複数のオーバーラップしたサービスエリアを定義する、複数のベースステーションを備えている、モバイルユニット。
【請求項１２】
発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識に応答して前記休止モードにおける動作を開始するように構成されている、請求項１１によるモバイルユニット。
【請求項１３】
前記休止モードにおいて動作されるとき、発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識に応答して前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させるように構成されている、請求項１１によるモバイルユニット。
【請求項１４】
発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識は、ユーザーが前記緊急呼出し電話番号の１つまたはそれ以上の桁を入力したときに生ずる、請求項１２または請求項１３によるモバイルユニット。
【請求項１５】
前記セルラー無線伝送システムのベースステーションから受信される前記信号の強度における変化に応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている、請求項１１によるモバイルユニット。
【請求項１６】
前記モバイル電話の検出された移動に応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている、請求項１１によるモバイルユニット。
【請求項１７】
折り畳み式のカバーをさらに具備し、
且つユーザーが前記カバーを折り畳むことに応答して、前記休止モードにおいて、動作を開始するように構成されている、請求項１１によるモバイルユニット。
【請求項１８】
外部から送信されたＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ信号アンテナと、
前記受信されたＧＰＳ信号をサンプリングするために前記アンテナに結合されたアナログ−ディジタルコンバーターと、
前記ＧＰＳ信号サンプルを格納するためのメモリーと、
前記メモリーに格納された前記ＧＰＳ信号サンプルから擬似距離情報を取り出すためのディジタルＧＰＳシグナルプロセッサーと、
を備えるＧＰＳレシーバーを動作させる方法であって、
（ｉ）休止動作モードにおいて、受信されたＧＰＳ信号を、サンプルし且つメモリー内に格納するステップであって、その間、擬似距離情報を取り出すための前記シグナルプロセッサーは動作しないステップと、
（ｉｉ）外部から前記ＧＰＳレシーバーに受信される命令に応答して、前記休止モードからアクティブ動作モードへ変化させるステップであって、前記アクティブモードにおいては、擬似距離情報を取り出すための前記シグナルプロセッサーが、動作するようになるステップと、
を備える方法。
【請求項１９】
前記休止モードにおいては、前記受信されたＧＰＳ信号は、連続的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される、請求項１８による方法。
【請求項２０】
前記休止モードにおいては、前記受信されたＧＰＳ信号は、周期的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される、請求項１８による方法。
【請求項２１】
前記休止モードにおいては、前記メモリー記憶は、少なくとも２つの分離されたＧＰＳ信号サンプルのセットを含み、これらは互いに時間的に分離されている、請求項２０による方法。
【請求項２２】
前記ＧＰＳレシーバーは、ユーザーインターフェースをさらに備えており、且つ
前記休止モードから前記アクティブモードへの移行が、ユーザーから前記ユーザーインターフェースを介して受信される命令に応答して生じる、請求項１８乃至請求項２１のいずれかによる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、外部から送信されたＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ信号アンテナ；前記受信されたＧＰＳ信号をサンプリングするために前記アンテナに結合されたアナログ−ディジタルコンバーター；前記ＧＰＳ信号サンプルを格納するためのメモリー；および、前記メモリーに格納された前記ＧＰＳ信号サンプルから擬似距離情報を取り出すためのディジタルＧＰＳシグナルプロセッサー、を具備するＧＰＳレシーバーであって、前記レシーバーは、受信されたＧＰＳ信号が、サンプルされ且つメモリー内に格納されるが、前記シグナルプロセッサーは、擬似距離情報を取り出すためには作用しない休止動作モードと、前記シグナルプロセッサーが、擬似距離情報を取り出すために適切に作用するアクティブ動作モードと、を有しているＧＰＳレシーバーに関する。
【０００２】
当該発明はさらに、排他的にではないが、特に上記のようなＧＰＳレシーバーを組み込んでいるモバイルユニットに、緊急呼出しが発生した場合にはその位置に対応する情報が登録されるベースステーションへ提供するように適合される、モバイルセルラー電話に関する。
【０００３】
現在、ＧＰＳは、米合衆国国防総省によって開発され且つ稼動される全天候、スペースベースのナビゲーションシステムである、時間および距離測定を用いるナビゲーションシステム（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）（ＮＡＶＳＴＡＲ）ＧＰＳ、が最も顕著に連想されるが、ＧＰＳの基礎をなす一般的原理は普遍的なものであり、単にＮＡＶＳＴＡＲにのみ限定されるものではない。したがって、以下においては、ＧＰＳは、異なる位置における複数の無線トランスミッターおよび、その位置を、前記無線トランスミッターの送信の到着の時間および／または到着の時間差に基づいて判定するレシーバーを具備する、あらゆる地球規模測位システムを意味する。
【０００４】
よく知られているように、ディジタルＧＰＳシグナルプロセッサーを有するＧＰＳレシーバーは、擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードトラッキングループを実施してよく、そのループでは、衛星ＰＲＮコードの早期（Ｅ）、即時（Ｐ）および遅延（Ｌ）レプリカコードが連続的に生成され、且つレシーバーによって受信された通りの到来衛星ＰＲＮコードに比較される。キャリア位相ロックを想定すれば、リニアコードスイープ（線型符号掃引）は、到来ＰＲＮコードが、局部的に生成されたレプリカのそれと位相整合し、それゆえ、もし検出されれば、コード収集という結果を結局生じるはずである。一旦前記コードが収集されると、前記擬似距離情報が取り出され、且つ在来のナビゲーションアルゴリズムを用いて、前記レシーバーの位置が計算される。最近、上述の早期−遅延相関法に対する代案として、高速コンボリューション（畳み込み）法を、特に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を含んで使用し、前記ＰＲＮコードを収集することが知られるようになってきた。そのようなコンボリューション法は、特に、高速のＰＲＮコード収集が要求される場合に適し、且つ米合衆国特許５，７８１，１５６号にさらに説明されており、それは引用により個々に組み込まれている。
【０００５】
上述された技術のどちらがコード収集に用いられるかにかかわらず、信号収集の間および位置計算プロセスの間における電力消費は、ほぼ１ワットにも達し、重要であり得る。その問題は、元来限定された容量を有する手持ちのバッテリー電源式のＧＰＳレシーバーに、そして同様にそのようなレシーバーを組み込んでいるモバイル電話に特に関連がある。加えて、モバイル電話に関して、前記問題は、審美的および人間工学的の両方の理由によるそれらの小型化の流行によってさらに倍加される。
【０００６】
モバイルセルラー電話におけるＧＰＳ機能性の統合の重要な理由は、それがセルラー電話ネットワークのオペレーターに、そこから呼出しがなされる場所を、そして特に緊急サービスに対する緊急呼出しのために判定することを可能とする手段として提案されてきていることである。実際、米合衆国において、連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、オペレーターにそうすることができることを要求する最初の担当当局となっている。緊急呼出しの場合には、位置情報について可能な限り早く求めに応じられるようにすることが望まれるが、ＧＰＳレシーバーが、最新の天文暦データにアクセスしていない「コールドスタート」、または、一層ひどくさえあるＧＰＳレシーバーが、最新の暦を有していない「工場コールドスタート」から、最初の決定までの時間（ＴＴＦＦ）は、３０秒と５分との間のいずれかとなり得る。もちろん、コールドスタートの問題は、もしもＧＰＳレシーバーが位置決めを連続的に提供すべく作用するならば排除することができるが、このことは、電力消費に関連して上述された理由により望ましくない。また、ユーザーは、彼らの電話を電源オフとすることを単純に望むであろうが、それでも後に電源起動直後に緊急呼出しをさせることが望まれるであろう。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、受信されたＧＰＳ信号から擬似距離情報の迅速で且つ電力効率の高い取得の可能なＧＰＳレシーバーを提供することにある。
【０００８】
当該発明のさらなる目的は、同様のものを組み込んだモバイルセルラー電話のようなモバイルユニットを提供することにある。
【０００９】
本発明の第１の側面によれば、上述されたタイプのＧＰＳレシーバーが提供され、該レシーバーは、該ＧＰＳレシーバー（３０）が、外部から当該レシーバー（３０）に受信され且つ休止モードにて該レシーバー（３０）が動作しているときに作られる命令に応答して、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させるべく構成されることによって特徴付けられる。
【００１０】
そのようなＧＰＳレシーバーは、適切な命令を受信すると、擬似距離情報を取り出すためにメモリーに格納された信号サンプルを処理することおよびその現在位置を判定することを開始させることができる。さらに、外部から送信されたＧＰＳ信号を受信し、サンプリングし、且つ格納することは、擬似距離情報を取り出すためのシグナルプロセッサーの動作に比較して低電力のプロセスであるので、ＧＰＳレシーバーの全体での電力消費は、比較的低いままである。
【００１１】
最新のＧＰＳ信号サンプルが、休止モードにおいてメモリーに格納されることを確実にするために、受信されたＧＰＳ信号は連続的にサンプルされ且つメモリーに格納されてもよい。
【００１２】
あるいは、休止モードにおいて、受信されたＧＰＳ信号が周期的にサンプルされ且つメモリーに格納されてもよい。このことは、擬似距離情報を取り出すために格納された信号サンプルの処理を直ちに開始させることを可能としていて、しかもレシーバーの電力消費を低減する。
【００１３】
使用中、メモリー内に格納されているＧＰＳ信号サンプルの最新のセットが、当該レシーバーの位置を計算するために必要な情報を含んでいるであろうという保証はない。それは、最後のサンプルが取得された時に、ＧＰＳ信号が、貧弱な信号受信の状況下において受信された場合、および／またはそれから見えるところに、必要な擬似距離を取り出すのに不充分なＧＰＳ衛星しかなかった場合となろう。例えば、ＧＰＳレシーバーが、高い建物または群葉により囲まれていることに起因する時である。
【００１４】
この問題の影響を緩和するため、受信されたＧＰＳ信号が周期的にサンプルされ且つメモリーに格納されるとき、メモリーの記憶は、ＧＰＳ信号の、時間について互いに分離された、少なくとも２つの分離されたセットを含んでいてもよい。そうすることにより、少なくとも１セットのサンプルが、充分な数の衛星を視野に入れて充分に強いＧＰＳ信号からなるであろう可能性がより高くなる。要するに、ＧＰＳ信号を再サンプルする必要性なしに擬似距離情報を取り出す見込みが増大される。
【００１５】
加えて、異なる時間における信号サンプルを取得することにより、判定される位置をダブルチェックすることが可能であり、もしも信号サンプルがタイムスタンプされているならば、当該ＧＰＳレシーバーの動きを識別し且つ計測することも可能である。
【００１６】
休止モードにおける動作は、ＧＰＳレシーバーの電源起動に応答して開始されてもよく、あるいは、もしも当該レシーバーがユーザーインターフェースを備えているならば、該ユーザーインターフェースを介してユーザーから受信される命令に応答して開始されてもよい。
【００１７】
また、ＧＰＳレシーバーがユーザーインターフェースを備えており且つ休止モードにおいて既に動作している場合、該休止モードからアクティブモードへの変化は、前記ユーザーインターフェースを介してユーザーから受信される命令に応答してなされるであろう。このことは、所望されるときにのみ擬似距離情報を取り出すことをユーザーに可能ならしめるであろう。
【００１８】
本発明の第２の側面によれば、モバイルユニットが提供され、該モバイルユニットは、基地局との間での双方向通信に適合されたトランスミッターおよびレシーバーと、本発明の前記第１の側面によるＧＰＳレシーバーとを具備している。
【００１９】
前記モバイルユニットは、ベースステーションから当該モバイルユニットによって受信される命令に応答して休止モードからアクティブモードへ変化させるべく構成されていてもよい。また、前記モバイルユニットは、さらに、当該モバイルユニットから前記ベースステーションに位置情報を送信すべく構成されていてもよい。
【００２０】
加えて、前記モバイルユニットは、双方向無線通信に適合され且つそれぞれの地理的位置に位置決めされる複数のベースステーションの形態でのセルラー無線伝送システムと共に使用するためのモバイルセルラー電話であってもよく、前記地理的位置は、１つまたはそれ以上の地域を構成する対応する複数のオーバーラップするサービスエリアを定義する。
【００２１】
そのようなモバイル電話は、セルラー電話ネットワークのオペレーターが、そこから呼出しがなされたモバイルユニットの位置を即時に判定することを可能とするであろう。位置情報は、モバイルユニットの位置の直接表現だけでなく、それよりこの位置が導出され得る情報、例えば擬似距離情報、をも含むことに注意されたい。
【００２２】
さらに、前記アクティブモードの活性化に先立って、例えば緊急呼出しに応答して、ＧＰＳ信号をサンプリングすることによって、ＧＰＳ信号の信号干渉および混乱の危険が低減される。そのような信号干渉および混乱は、エンコードされた音声または他のデータをベースステーションへ送信する前記モバイルユニットのトランスミッターに起因し、且つおそらくベースステーションの応答を受信する前記モバイルユニットのレシーバーにも起因するであろう。
【００２３】
前記休止モードにおける動作は、発生される緊急呼出しの前記モバイル電話の認識と同時に開始するようにしてもよく、それから緊急サービスのオペレーターにより要求がなされたときに前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させる。このことは、要求されたときに、サンプルされたデータが有効であるようにしたままで、同時に電力消費を低減するであろう。
【００２４】
あるいは、前記休止モードにおいて動作しているときに、前記休止モードから前記アクティブモードへ変化させることが、発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識に応答して行なわれるようにしてもよい。このことは、前記位置情報が、より迅速に、おそらく、前記緊急サービスのオペレーターへの前記モバイルセルラー電話接続に先立ってさえも、有効となることを可能とするであろう。
【００２５】
発生される緊急呼出しの前記モバイル電話による認識は、ユーザーが前記緊急呼出し電話番号の１つまたはそれ以上の桁を、例えば、キーボード上でのタイピングまたはその代りに音声認識を用いて、入力したときに認識することを含んでいてもよい。
【００２６】
休止モードの動作は、セルラー無線伝送システムのベースステーションから受信される信号の強度における変化、例えば前記モバイル電話がポケットまたはブリーフケースから移動されたことを示す、に応答して；前記モバイル電話の検出された移動、例えばモバイル電話内に配置された加速度計によって検出されたとき、に応答して；あるいは前記モバイル電話のカバーの格納、例えば、キーパッドを保護するスライドカバーを有するモバイル電話の場合は前記カバーを格納することにより、または「フリップトップ」モバイル電話の場合はカバーを反転させることにより、応答してもよい。
【００２７】
本発明の第３の側面によれば、上述されたタイプのＧＰＳレシーバーを動作させる方法が提供され、この方法は、（ｉ）休止動作モードにおいて、受信されたＧＰＳ信号を、サンプルし且つメモリー内に格納するステップであって、その間、擬似距離情報を取り出すための前記シグナルプロセッサーは、作用しないステップと；（ｉｉ）外部から前記ＧＰＳレシーバーで受信される命令に応答して、前記休止モードからアクティブ動作モードへ変化させるステップであって、前記アクティブモードにおいては、前記擬似距離情報を取り出すための前記シグナルプロセッサーが、に適切に作用するようになるステップ、を有する。
【００２８】
前記休止モードにおいては、前記受信されたＧＰＳ信号は、連続的にまたはその代りに周期的にサンプルされ且つ前記メモリーに格納される。それらが周期的に格納される場合、前記メモリー記憶は、ＧＰＳ信号サンプルの、互いに時間的に分離されている、少なくとも２つの分離されたセットを含んでいてもよい。また、前記ＧＰＳレシーバーが、ユーザーインターフェースをさらに具備している場合、前記休止モードから前記アクティブモードへの移行が、ユーザーから前記ユーザーインターフェースを介して受信される命令に応答して生じるようにしてもよい。
【００２９】
発明の上記、またはそれ以外の側面は、以下に、添付図面を参照して、例を用いて、説明される実施の形態から明らかで且つそれを参照して解明されるであろう。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図面において、異なる実施の形態における対応する特徴は、同一の参照数字を用いて識別されている。
【００３１】
図１は、本発明によるＧＰＳレシーバー１の構成を概略的に示している。ＮＡＶＳＴＡＲ ＳＰＳ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ：標準測位サービス） ＧＰＳ信号は、アンテナ１０により受信され、プリプロセッサー１１において前処理される。該プリプロセスは、典型的には、帯域外ＲＦ（無線周波数）干渉を最小化するためのパッシブバンドパスフィルタリング（受動的帯域通過濾波）、プリアンプリフィケーション（前置増幅）、中間周波数（ＩＦ）へのダウンコンバージョン（下方変換）およびアナログ−ディジタルコンバージョンである。その結果であるディジタル化されたＩＦ信号は、依然として有効な衛星からの全ての情報を含んで、変調されたままであり、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリー１２内に供給される。前記メモリーからは、サンプルがその後のいつでも、一連の並列レシーバーチャンネル１３の各々に供給され得る。衛星信号は、擬似距離情報を収集するためにレシーバープロセッサー１４と協同してディジタルレシーバーチャンネルそれぞれにおいて収集され且つトラッキングされる。収集およびトラッキングのためのそのような方法は、よく知られており、例えばＧＰＳの原理と応用（ＧＰＳ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）（編集者：カプラン（Ｋａｐｌａｎ）；Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ発行ＩＳＢＮ ０−８９００６−７９３−７）の第４章（ＧＰＳ衛星信号特性（ＧＰＳ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｓｉｇｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ））および第５章（ＧＰＳ衛星信号収集とトラッキング（ＧＰＳ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｓｉｇｎａｌ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｃｋｉｎｇ））を参照されたい。収集された擬似距離情報および伝送の到達時間を用いることにより、ナビゲーションプロセッサー１５は、レシーバーの位置を在来のアルゴリズムを用いて計算し、当該位置は、ユーザーに対しディスプレイ１６上に表示される。
【００３２】
図２は、レシーバープロセッサーと協同するレシーバーチャンネルをより詳細に、概略的に、示している。メモリー１２に格納された信号サンプルから擬似距離情報を取り出すために、キャリアーウェーブ（搬送波）が除去されなければならず、そしてこれは、キャリアーウェーブジェネレーター２１を用いて同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）レプリカキャリアウェーブ信号を発生するレシーバーによってなされる。キャリアーウェーブフェーズロックループ（ＰＬＬ）が、通常は、受信されたキャリアーウェーブの周波数を正確に複製するのに使用される。コードフェーズロックを得るために、ＰＲＮシーケンスの早期（Ｅ）、即時（Ｐ）および遅延（Ｌ）レプリカコードは、コードジェネレーター２２によって連続的に生成される。前記レプリカコードは、それから、３つの同期相関コンポーネント（ＩＥ，ＩＬ，ＩＰ）および３つの直角位相相関コンポーネント（ＱＥ，ＱＬ，ＱＰ）を得るべく、典型的には、実質的にＰＲＮコードの全体にわたって積分器２３における積分によって、ＩおよびＱ信号と相関がとられる。レシーバープロセッサー１４において、コード位相識別子が、前記相関コンポーネントの関数として計算され且つ閾値検査が前記コード位相ディスクリミネーターに施される。もしも前記コード位相ディスクリミネーターが高ければ、位相整合が宣言され、もしもそうでなければ、前記コードジェネレーターは、位相シフトを伴う次の一連のレプリカを生成する。リニア位相スイープは、結局、到来ＰＲＮコードがローカルで生成されたレプリカ、そしてそれによるコード収集のそれに同期するという結果を得る。
【００３３】
プリプロセッサー１１は、典型的には、前記ディジタルレシーバーチャンネル１３と共にフロントエンドアナログ回路構成の形態で実施され、前記レシーバープロセッサー１４およびナビゲーションプロセッサー１５は、汎用マイクロプロセッサーまたはＧＰＳアプリケーション特化集積回路（ＡＳＩＣ）に埋設されたマイクロプロセッサーの形態でインプリメントされる。
【００３４】
一つの例においては、受信されたＬ１  Ｃ／Ａ  ＧＰＳ信号のダウンコンバージョンは、１５７５．４２ＭＨｚのキャリアー放送周波数からおよそ５ＭＨｚのＩＦへの変換である。ＩＦ信号は、４ビット量子化による２５ＭＨｚのレートにてサンプルされ且つ８メガバイトＦＩＦＯメモリー１２に格納される。これはＧＰＳ信号の０．６４秒分のサンプルを格納することを可能とし、それはほぼ６４０Ｌ１  Ｃ／Ａ  ゴールドコードの繰り返しと等しい。このことは、劣悪な条件においてさえもＧＰＳ信号を収集するのに普通は充分である。良好な受信条件においては、ＧＰＳ信号サンプルのより小さな断片からサンプルを格納するのにより小さなメモリーで充分とされ、且つ、逆に、より大きなメモリーは、収集されるべきより弱い信号を有効とするであろう。より低いＩＦ、サンプリングレートおよび量子化レベルは、メモリーがより効果的に、しかしながら、後続の相関の品質を犠牲にして、必然的に使用されるのを可能とする。
【００３５】
前記ＧＰＳレシーバー１は、２つの動作モードを有する。第１に、休止動作モードは、電源起動と同時に自動的に有効とされ、そこでは５秒毎に、０．６４秒抽出ＧＰＳ信号が受信され、プリプロセスされ、サンプルされたうえでメモリー１２に格納される。前記休止モードにおいては、前記ディジタルレシーバーチャンネル１３、レシーバープロセッサー１４およびナビゲーションプロセッサー１５は、電源が落とされ、すなわちベースバンド処理は、行なわれない。第２に、前記ＧＰＳレシーバーは、アクティブ動作モードを有しており、このアクティブモードにおいては、ＧＰＳ信号のプリプロセス処理、サンプリングおよびメモリー１２の記憶へのサンプル格納は、サスペンドされ、前記メモリーに格納されたサンプルが、ディジタルレシーバーチャンネル１３およびレシーバープロセッサー１４にて擬似距離情報を取り出すべく処理される。前記擬似距離情報の取り出しと同時に、前記ナビゲーションプロセッサー１５は、当該レシーバーの位置を計算し、この位置が、ユーザーに対してディスプレイ１６上に表示される。ユーザーは、前記ＧＰＳレシーバーのキーパッド（図示されていない）上のボタンを押下することにより現在位置を表示する目的のために、休止モードからアクティブモードへの移行を実施することができる。
【００３６】
先に述べたように、プリプロセス処理、レシーバーチャンネルおよびレシーバープロセッサーは、典型的には、フロントエンドアナログ回路構成の形態でインプリメントされ、このフロントエンドアナログ回路構成は、汎用マイクロプロセッサーかまたはＧＰＳアプリケーション特化集積回路内に埋設されたマイクロプロセッサーと組み合わされている。本発明によるＧＰＳレシーバー動作の方法のインプリメンテーションは、以下に記述される通りの例を含み、適切なアナログ回路構成設計および／またはマイクロプロセッサープログラミングによって達成されるであろう。もちろん、そのような設計およびプログラミングは、よく知られており且つＧＰＳおよびＣＤＭＡ通信の技術における熟達者の誰かによって極端な負担なしに達成されるであろう。
【００３７】
本発明による「フリップトップ」モバイルセルラー電話３０が、図３に概略的に示されている。前記電話は、中央処理ユニット３２およびメモリー３３を有する通信プロセッサー３１を具備している。前記通信プロセッサーは、トランスミッター／レシーバー３５を介してアンテナ３４に結合され、１つは電話イヤーピースに用いられ且つその他はユーザー告知用のスピーカー３６に結合され、マイクロフォン３７に結合され、キーパッド３８に結合され、ディスプレイ３９に結合される。前記モバイルセルラー電話は、バッテリー（図示されていない）により電源供給され且つさらに図１に示されたタイプのＧＰＳレシーバー１を組み込んでいる。
【００３８】
前記「フリップトップ」電話３０は、図４に絵画的に示されている。フリップカバー４１は、蝶番４２によってモバイル電話のボディー４３に取り付けられており、このボディー３４上には、さらに前記キーパッド３８および前記ディスプレイ３９が装備されている。前記電話の外側に見えるものは、また、前記アンテナ３７および当該モバイル電話の前記フリップカバー４４およびボディー４５の両方における穿孔であり、これらの穿孔は、前記フリップカバー３６内に配置されたイヤーピーススピーカーからの、そして前記モバイル電話のボディー内に配置されたマイクロフォン３７への、それぞれの音波の通過を可能とする。
【００３９】
前記モバイルセルラー電話３０は、双方向無線通信に適合され且つそれぞれの地理的位置に位置されている複数のベースステーションの形態のセルラー無線伝送システム（図示されていない）と共に使用するのに適しており、前記地理的位置は、１つまたはそれ以上の地域を構成する対応する複数のオーバーラップするサービスエリアを定義する。もちろん、そのようなセルラー無線伝送システムおよびそれらの信号通信プロトコルは、よく知られており、且つここではさらに詳しくは述べられない。
【００４０】
前記モバイル電話が、電源起動されるとき、前記モバイルセルラー電話３０の前記ＧＰＳレシーバー１は、休止モードにて動作し、周期的にＧＰＳ信号をサンプリングする。これは、ユーザーが緊急サービスオペレーターに対する緊急呼出し（米合衆国版は、９１１公共安全回答ポイント、ＰＳＡＰ）をするまで、その状態を維持する。前記緊急サービスオペレーターから、自動化された要求が、その位置に関連する情報のために前記モバイルセルラー電話に送られ、前記要求を受けると、前記ＧＰＳレシーバー１は、休止モードからアクティブモードへ変化し、それによって当該ＧＰＳレシーバーの位置が判定される。この位置は、前記通信プロセッサー３１に与えられ、前記セルラー無線伝送システムのベースステーションを介して前記オペレーターに送信され、それによって前記モバイルセルラー電話が登録され（図示されていない）その後は適切な緊急サービスとなる。このようにする代りに、擬似距離情報が、前記ベースステーションに与えられてもよく、前記モバイルセルラー電話から離れた、位置がこれから導かれる。
【００４１】
上述の例においては、休止モードからアクティブモードへの移行は、前記ベースステーションからの要求に応答してなされる。あるいは、ユーザーが、緊急サービスのための番号（英国では「９９９」、米合衆国では「９１１」）を入力することにより、おそらく前記適切な電話番号の最初のわずかな桁から前記モバイル電話は、緊急呼出しがなされたことをそれ自体で認識し、それに応じて休止からアクティブモードへの移行を有効とする。
【００４２】
また、電源起動時における休止モードでの動作の開始に対する代案として、開始は、電話が私用のために準備されたことを示す、フリップカバーの反転に応答してもよい。
【００４３】
米合衆国特許第５，８４１，３９６号は、前記発明に関連する在来のタイプのＧＰＳレシーバーを開示している。それは、ＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳアンテナと、受信されたＧＰＳ信号をＩＦへダウンコンバートするためのＲＦ−ＩＦコンバーターと、ＩＦ信号をディジタル化するためのアナログ−ディジタルコンバーターと、ディジタル化されたサンプルを格納するための「ディジタルスナップショットメモリー」と、当該モバイルユニットの位置を判定するためにディジタル化されたサンプルを処理するためのディジタルシグナル処理（ＤＳＰ）マイクロプロセッサーと、を具備するモバイルユニットを説明している。コラム６の４９ないし６４行においては、コマンドを受信すると同時に、ＲＦ−ＩＦコンバーター、アナログ−ディジタルコンバーターおよび「ディジタルスナップショットメモリー」は、ＧＰＳ信号の１００ｍｓと１ｓとの間に対応して１セットのデータをメモリー内に格納するために活性化されることを説明している。それは、コラム７の１１ないし２２行に、前記ＤＳＰマイクロプロセッサーを低電力状態に維持している間にその作業がなされ、その後、前記ＤＳＰマイクロプロセッサーが、前記信号を処理するためにアクティベートされ、その時間の間、前記ＲＦ−ＩＦコンバーターおよびアナログ−ディジタルコンバーターが、電力消費を最小化するために電源が落とされるであろうことをさらに説明している。本発明は、このモバイルユニットでは、ＲＦ−ＩＦコンバーター、アナログ−ディジタルコンバーターおよび「ディジタルスナップショットメモリー」は、ベースステーションからのようなコマンドを受けると同時にアクティベートされること、そしてＤＳＰマイクロプロセッサーは、その後に単にシーケンシャルにアクティベートされることにおいて、このモバイルユニットとは区別している。前記ＤＳＰのアクティベーションは、前記ＲＦ−ＩＦコンバーター、アナログ−ディジタルコンバーターおよび「ディジタルスナップショットメモリー」がアクティベートされている間に受信される命令に応答してはない。
【００４４】
記述の時点において、出願人は、ＦＣＣが、位置決定を得るための最大タイムリミットを規定していることを認識してはいないが、モバイル電話業者と前記９１１ＰＳＡＰとの間の包括的な合意は、それが約５秒に設定されるであろうと信じられる。
【００４５】
これが達成され得る１つの方法は、ベースステーションの補助を用いることである。そのような補助は、前記ＧＰＳレシーバーにおいて用いられるローカルオシレーターを較正するために精密キャリアー周波数参照信号、並びに、また、見えるところにある衛星についての近似周波数シフト計算するために最新の衛星オールマナックおよびエフェメリスデータ、の前記レシーバーへの前記ベースステーションによる供給を含んでいる。この補助は、米合衆国特許第５，８４１，３９６号および第５，８７４，９１４号にさらに説明されており、これらは引用によりここに組み込まれている。
【００４６】
早期マイナス遅延相関技術に関して説明されたけれども、当該発明は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を伴うことを含むコンボリューション法に同等に適用することができる。ベースステーションの補助は、どちらの相関構成にも、すなわち早期マイナス遅延相関およびコンボリューション法の両者の使用について、同等に適用可能である。
【００４７】
本明細書の読み取りから、他の変更が、熟練した熟達者には明らかであろうし、またＧＰＳレシーバーおよびその構成要素部品の設計、製造および使用において既に知られており、ここに既に説明された特色に代えてまたはそれに加えて使用され得る他の特色を含んでもよい。特許請求の範囲の請求項は、この出願において特色の特定の組み合わせに対して述べてきたけれども、本出願の開示の範囲は、明示的であろうと内在的であろうといずれでも、それがいずれかの請求項に現在請求されているのと同様の発明に関連していようといまいと、そしてそれが本発明がなすのと同様のいずれかまたは全ての問題を軽減しようとしまいと、いかなる新規な特色またはここに開示された特色のいかなる新規な組み合わせも含むと理解されるべきである。当該出願は、これによって、本出願またはそれから派生されるいかなるさらなる出願の手続きの間に、新たな請求項が、そのような特色および／またはそのような特色の組み合わせに対して作成されるかもしれないことを告知している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明によるＧＰＳレシーバーを、概略的に、示している。
【図２】  図２は、より詳細に図１のＧＰＳレシーバーのレシーバーチャンネルおよびレシーバープロセッサーを、概略的に、示している。
【図３】  図３は、図１のＧＰＳレシーバーを組み込んでいる「フリップトップ」モバイルセルラー電話を示している。
【図４】  図４は、図３のモバイルセルラー電話の機構を、概略的に、示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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