説明

衛星ナビゲーション受信器を制御するためのシステム及び方法

【課題】衛星ナビゲーション受信器を制御するためのシステム及び方法。
【解決手段】衛星ナビゲーション受信器は、処理ユニット、クロック生成器、及び電力管理インタフェースを含む。処理ユニットは、複数の衛星信号に従って衛星ナビゲーション受信器を発見するよう動作可能である。処理ユニットに接続されたクロック生成器は、処理ユニットに参照クロックを提供するよう動作可能である。処理ユニット及びクロック生成器に接続された電力管理インタフェースは、複数の動作状態で衛星ナビゲーション受信器を切り替えるよう動作可能である。動作状態は、処理ユニットが電力オフされ、クロック生成器が電力オンされるスリープ状態を含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2008年8月26に出願された米国仮出願第61/190118に基づく優先権主張を伴い、その全体は、参照により本明細書中に組込まれている。
【背景技術】
【0002】
衛星ナビゲーションシステム、例えば全地球測位システム(GPS)によって、衛星ナビゲーション受信器、例えばGPS受信器は、衛星信号に従ってその位置を決定することができる。GPSは、地球を周回する24個より多いGPS衛星のコンステレーションを含むことができる。地球表面上の所定時間及び所定場所で目視できる少なくとも4個のGPS衛星がある。各GPS衛星は、所定の周波数でGPS信号を連続的に送信する。GPS信号は、衛星の時間及び軌道情報を含む。GPS受信器は、同時に少なくとも4個のGPS衛星から送信されたGPS信号を受信することができる。少なくとも4個のGPS衛星の時間及び軌道情報に基づき、緯度、経度、及び高度を含むGPS受信器の地理的座標が計算可能となる。
【0003】
最近、車両、個人デジタル装置(PDA)のような電子装置、及び携帯電話は、GPS受信器を備えることができる。GPS受信器は、複数の捕捉チャンネル及び追尾チャンネルを含み、ブースト状態又はノーマル状態で作動することができる。ブースト状態では、全捕捉チャンネル及び追尾チャンネルは、GPS衛星を捕捉追尾することができる。4個より多くの衛星が追尾された場合、GPS受信器は、ノーマル状態に切り替わることができる。ノーマル状態では、1又は2個のチャンネルのみが有効にされうる。追尾されたGPS衛星の一部のGPS信号が失われた場合、GPS受信器は、ブースト状態に戻るよう切り替わることができる。しかし、従来のGPS受信器は、比較的高い電力消費を有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
1つの実施形態では、衛星ナビゲーション受信器は、処理ユニット、クロック生成器、及び電力管理インタフェースを含む。処理ユニットは、複数の衛星信号に従って、衛星ナビゲーション受信器を発見するよう動作可能である。処理ユニットに接続されたクロック生成器は、処理ユニットに参照クロックを提供するよう動作可能である。処理ユニット及びクロック生成器に接続された電力管理インタフェースは、複数の動作状態で衛星ナビゲーション受信器を切り替えるよう動作可能である。動作状態は、処理ユニットが電力オフであり、クロック生成器が電力オンであるスリープ状態を含む。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1A】図1Aは、本発明の1つの実施形態による、GPS装置のブロック図を示す。
【図1B】図1Bは、本発明の1つの実施形態による、図1Aの処理ユニットの一例を示す。
【図2】図2は、本発明の1つの実施形態による、GPS装置の動作モードの一例を示す。
【図3】図3は、本発明の1つの実施形態による、連続位置決めモードにおけるGPS受信器の動作状態の一例を示す。
【図4】図4は、本発明の1つの実施形態による、連続位置決めモードにおけるGPS受信器によって実行される動作処理のフローチャートを示す。
【図5】図5は、本発明の1つの実施形態による、間隔位置決めモードにおけるGPS受信器の動作状態の一例を示す。
【図6】図6は、本発明の1つの実施形態による、必要位置決めモードにおけるGPS受信器の動作状態の一例を示す。
【図7】図7は、本発明の1つの実施形態による、GPS受信器の動作状態の他の例を示す。
【図8】図8は、本発明の1つの実施形態による、衛星ナビゲーション装置によって実行される動作のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【0006】
ここで、本発明の実施形態を参照しながら詳細に説明する。本発明は、これら実施形態とともに説明されるが、本発明をこれら実施形態に限定することを意図しないことが分かる。一方、本発明は、代替、修正、及び変更の範囲にわたるよう意図され、それらは、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の精神及び範囲内に含まれることができる。
【0007】
本発明の実施形態は、1つ以上のコンピュータ又は他の装置によって実行されるプログラムモジュールのような、ある形式のコンピュータ使用可能な媒体上に存在するコンピュータ実行可能な命令の一般的コンテキストで検討されることができる。一般に、プログラムモジュールは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データストラクチャ等を含み、特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データ形式を実装する。プログラムモジュールの機能は、各種実施形態で説明されるように組合されるか又は分配されることができる。以下の詳細な説明のある部分は、コンピュータメモリ内のデータビットの演算に対するプロシージャ、論理ブロック、処理、及び他のシンボル表示に関して提供される。これら説明及び表示は、データ処理技術の当業者によって使用され、自分の仕事の内容を他の当業者に最も効率的に伝える手段である。本願では、プロシージャ、論理ブロック、処理等は、所望の結果を導く段階又は命令からなるセルフコンシステントシーケンスと考えられる。その段階は、物理量の物理的扱いを要求する。一般に、必須ではないが、これら量は、コンピュータシステムで格納、伝送、組合せ、比較、その他の扱いが可能な電気又は磁気信号の形式をとる。
【0008】
しかし、これら及び類似の用語の全ては、適当な物理量に関連付けられ、適当な参照番号が単にこれらの量に適用されるのに留意すべきである。以下の検討から明らかなように特に言及する場合を除いて、本願全体を通じて、“位置決め”、“提供”、又は“切替”等のような用語を用いる検討は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理(電子)量として表示されるデータを扱い、コンピュータシステムメモリ、レジスタ、他のそのような情報格納装置、伝送、又は表示装置内の物理量として類似に表示される他のデータに変換するコンピュータシステム又は類似の電子計算装置のアクション及び処理に関することが分かる。
【0009】
限定的ではない一例として、コンピュータ使用可能な媒体は、コンピュータ格納媒体及び通信媒体を含むことができる。コンピュータ格納媒体は、コンピュータ読取可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報を格納するための任意の方法又は技術で実装される揮発性及び非揮発性で取外し可能及び取外し不可能な媒体を含む。コンピュータ格納媒体は、所望の情報を格納するのに使用可能なランダムアクセスメモリ(RAM)、読取専用メモリ(ROM)、電気的消去可能なプログラム可能ROM(EEPROM)、フラッシュメモリ、他のメモリ技術、コンパクトディスクROM(CD−ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、他の光学格納装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク格納装置、他の磁気格納装置、又は任意の他の媒体を含むがそれらに限定されない。
【0010】
通信媒体は、搬送波又は他の伝送機構のような変調データ信号でコンピュータ読取可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータを具現化することができ、任意の情報配信媒体を含む。用語“変調データ信号”は、信号の情報を符号化するような方法で設定又は変更された1つ以上の特徴を有する信号を意味する。限定的ではない一例として、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続のような有線媒体、及び音響、無線周波数(RF)、赤外線、及びその他無線媒体のような無線媒体を含む。上記の任意の組合せも、コンピュータ読取可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。
【0011】
また、本発明の以下の詳細説明において、複数の詳細は、本発明の完全な理解を提供するために説明される。しかし、本発明は、これら特定の詳細に関係なく実行できることが当業者によって認識される。他の例において、周知の方法、プロシージャ、コンポーネント、及び回路は、本発明の局面を不必要に曖昧にしないために、詳細に説明されない。
【0012】
本開示による実施形態は、衛星信号に基づきその地理的位置を計算することができる衛星ナビゲーション受信器を提供する。衛星ナビゲーション受信器、例えば全地球測位システム(GPS)受信器は、処理ユニット、クロック生成器、及び電力管理インタフェースを含む。有利に、処理ユニット及びクロック生成器を含む衛星ナビゲーション受信器は、ユーザの要求又はシステムのニーズに応じて、1つ以上の作動状態(例えば、ブースト状態、ノーマル状態、及びアイドル状態)、スリープ状態、及びシャットダウン状態のような、複数の動作状態で動作することができる。従って、衛星ナビゲーション受信器の効率は、改善されることができる。また、衛星ナビゲーション受信器の電力消費は、衛星ナビゲーション受信器がアイドル状態、スリープ状態、又はシャットダウン状態に切替えられる場合、低減されることができる。本発明は、説明のためGPS受信器の状況下で説明される。しかし、本発明は、そのように限定されず、衛星ナビゲーション受信器の他の形式で実装されることができる。
【0013】
図1Aは、本発明の1つの実施形態による、GPS装置100のブロック図を示す。図1Aの例では、GPS装置100は、アンテナ107、GPS受信器116、及び機能モジュール132を含む。アンテナ107は、複数のGPS衛星から送信されるGPS信号103を受信し、GPS受信器116にGPS信号103を提供することができる。
【0014】
1つの実施形態では、GPS受信器116は、処理ユニット118及びクロック生成器120を含む。処理ユニット118は、GPS信号103を処理し、相応してGPS装置100を位置決めするよう動作可能である。処理ユニット118は、GPS信号103から得られる捕捉追尾データを分析し、GPS装置100の地理的座標及び速度のようなナビゲーション情報を決定する。処理ユニット118に接続されるクロック生成器120は、リアルタイムクロックユニットでもよいが、それに限定されない。クロック生成器120は、処理ユニット118に参照クロック156を提供するよう動作可能である。参照クロック156は、処理ユニット118によって使用され、対応する衛星からGPS受信器116へのGPS信号103の移動時間を測定することができる。
【0015】
図1Bは、本発明の1つの実施形態による処理ユニット118の一例を示す。図1Aと同一符号の要素は、類似の機能を有する。図1Bは、図1Aとともに説明される。
【0016】
図1Bの例では、処理ユニット118は、低雑音増幅器(LNA)160、無線周波数(RF)フロントエンド162、複数のチャンネル164、及びプロセッサ166を含む。低雑音増幅器160は、GPS信号103をフィルタリング及び増幅するよう動作可能である。RFフロントエンド162は、アナログGPS信号103をデジタルGPS衛星データ170に変換するよう動作可能である。
【0017】
チャンネル164は、GPS衛星データ170を受信でき、GPS衛星データ170を分析することによってGPS衛星を捕捉追尾することができる。1つの実施形態では、複数のチャンネル164は、捕捉(ACQ)チャンネル及び追尾(TRK)チャンネルを含む。チャンネル164は、複数のチャンネル群に分類されることができる。各チャンネル群は、捕捉チャンネル及び追尾チャンネルを含むことができ、対応するGPS衛星のデータを処理することを担当する。具体的に、捕捉チャンネルは、GPS衛星データ170に従って、対応する衛星を捕捉することができる。例えば、捕捉チャンネルを使用してGPS衛星データ170を分析し、対応する衛星がGPS受信器116の視界(に対して目視できる)範囲内であるかを判断することができる。衛星が捕捉チャンネルによって捕捉される場合、対応する追尾チャンネルを使用して衛星を追尾することができる。衛星が追尾される場合、追尾チャンネルは、プロセッサ166に捕捉追尾データを提供する。そのように、異なるGPS衛星は、各々捕捉チャンネル及び追尾チャンネルの異なる群によって捕捉追尾されることができる。
【0018】
プロセッサ166は、プログラミング命令を読取及び実行可能な中央処理ユニット(CPU)、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、又は任意の他のそのような装置でもよい。1つの実施形態では、プロセッサ166は、機械読取可能な媒体に格納された機械実行可能な命令を実行し、捕捉追尾データの分析に基づいて、捕捉チャンネル及び追尾チャンネルを構成することができる。
【0019】
1つの実施形態では、プロセッサ166は、参照クロック156を利用して、捕捉追尾データから測量コード(例えば、粗い/捕捉コード)及びナビゲーションデータを抽出することができる。測量コードは、対応する衛星を識別する疑似乱数雑音コード(PN又はPRNコード)を含む。各衛星は、独特の疑似乱数雑音コードを有する。追尾されたGPS衛星とGPS装置100との間の疑似範囲は、測量コードから得ることができる。ナビゲーションデータは、GPSデータ、対応する衛星の位置を示す時間暦データ、及び全衛星に関する情報及び状況を示す年鑑データを含むことができる。追尾されたGPS衛星の地理的座標は、ナビゲーションデータから得ることができる。そのように、少なくとも4個のGPS衛星に関する得られた疑似範囲及び地理的座標に基づき、プロセッサ166は、GPS装置100の地理的座標を計算することができる。
【0020】
1つの実施形態では、プロセッサ166は、計算結果に従って、GPS装置100の地理的座標を示す座標信号105を生成することもできる。処理ユニット118は、他の要素を有することができるが、図1Bの例に限定されない。
【0021】
図1Aを参照すると、機能モジュール132は、座標信号105を利用して複数のGPS関連機能を実行することができる。1つの実施形態では、GPS装置100は、液晶ディスプレイ(LCD)画面のようなディスプレイ134も含む。機能モジュール132に接続されたディスプレイ134は、座標信号105に基づきGPS装置100の位置を表示するよう動作することができる。例えば、機能モジュール132は、座標信号105に従ってディスプレイ134上にGPS装置100の地理的座標を示す表示機能を実行することができる。また、機能モジュール132は、マップ機能を実行することができ、座標信号105に従ってディスプレイ134上に示されたマップ上にGPS装置100の位置を強調する。
【0022】
処理ユニット118は、システム電力108によって電力供給される。1つの実施形態では、GPS装置100は、外部電源102から電力を受け、相応してGPS受信器116にシステム電力108を提供するよう動作可能な電力供給ユニット106を含む。具体的に、1つの実施形態では、外部電源102は、直流(DC)電力を提供するよう適合された交流(AC)/直流(DC)アダプタでもよい。電力供給ユニット106は、低ドロップアウト線形電圧調整器(LDO)でもよく、処理ユニット118に電力供給するのに適した電圧レベルを有するシステム電力108に直流電力を変換することができる。
【0023】
クロック生成器120は、バッテリ電力110によって電力供給される。1つの実施形態では、GPS装置100は、バッテリ電力110を提供するよう動作可能なバッテリ109も含む。別個に電力供給されるクロック生成器120及び処理ユニット118は、別個に動作可能である。1つの実施形態では、クロック生成器120は、バッテリ電力110によって電力供給され、GPS受信器116の動作状態、例えば、処理ユニット118へのシステム電力108が遮断されるGPS受信器116のスリープ状態の時間を測定することができる。
【0024】
1つの実施形態では、GPS受信器116は、処理ユニット118及びクロック生成器120に接続された電力管理インタフェース122も含む。電力管理インタフェース122は、複数の切替信号を生成して、GPS受信器116の電力及びチャンネルを制御するよう動作することができる。具体的に、電力管理インタフェース122は、電力切替信号152を生成して、システム電力108を制御することができる。電力供給ユニット106は、電力切替信号152を受信し、相応してシステム電力108を制御することができる。また、電力管理インタフェース122は、バッテリ切替信号154を生成して、バッテリ電力110を制御することができる。1つの実施形態では、バッテリ109は、スイッチSWを介してクロック生成器120に接続される。故に、バッテリ電力110は、バッテリ切替信号154に基づいてスイッチSWによってスイッチオン/オフされることができる。また、電力管理インタフェース122は、チャンネル切替信号150を生成し、チャンネル164を制御することができる。1つの実施形態では、処理ユニット118は、チャンネル164に1つ以上のシステムクロックを提供する。処理ユニット118は、チャンネル切替信号150に従って対応するシステムクロックをスイッチオン/オフすることによってチャンネルを有効/無効にすることができる。
【0025】
1つの実施形態では、GPS装置100は、GPS受信器116に接続される制御器130も含み、複数の制御信号、例えばシステムの要求又はユーザの要求に従って、ソフトウェア制御コマンド124及びハードウェア制御信号(例えば、FORCE_ON信号126及びPME信号128)を提供するよう動作可能である。1つの実施形態では、制御器130は、GPS受信器116に含まれることができ、図1Aの例に限定されない。
【0026】
1つの実施形態では、制御信号、例えばソフトウェア制御コマンド124は、制御器130の機械読取可能な媒体に組込まれたナビゲーションソフトウェアアプリケーションによって生成される。ナビゲーションソフトウェアアプリケーションは、ユーザとやりとりするためのユーザインタフェース(UI)を含むことができ、ユーザの要求又はシステムの要求に従って、ソフトウェア制御コマンド124を生成するための機械実行可能な命令コードを含むことができる。1つの実施形態では、電力管理インタフェース122は、ユニバーサルバス、例えばシリアルユニバーサル非同期受信器/送信器(UART)バスを介して制御器130に接続される。ユニバーサルバスは、GPS受信器116にナビゲーションソフトウェアアプリケーションによって生成されるソフトウェア制御コマンド124を伝送することができる。
【0027】
1つの実施形態では、制御信号、例えばソフトウェア制御コマンド又はハードウェア制御信号は、ハードウェアアクションに応答して生成されることもできる。1つの実施形態では、制御器130は、例えばGPS装置100上の1つ以上のボタンの状態を監視し、その状態に従って制御信号を生成することができる。例えば、GPS装置上のFORCE_ONボタンがユーザによって押下された場合、制御器130は、アクティブ/非アクティブFORCE_ON信号126を生成し、システム電力108をスイッチオン/オフすることができる。また、例えばGPS装置100上のシャットダウンボタンが押下された場合、制御器130のナビゲーションソフトウェアアプリケーションは、シャットダウン制御コマンドを生成することができる。
【0028】
また、1つの実施形態では、制御器130は、ディスプレイ134の状態を監視し、相応してハードウェア制御信号を生成することができる。例えば、ディスプレイ134が例えばユーザによってターンオフされた場合、制御器130は、非アクティブ電力管理イベント(PME)信号128を生成することができる。電力管理インタフェース122は、非アクティブPME信号128に従って処理ユニット118のチャンネル164を無効にすることができる。ディスプレイ134がターンオンされた場合、制御器130は、アクティブPME信号128を生成することができる。電力管理インタフェース122は、アクティブPME信号128に従って処理ユニット118のチャンネル164を有効にすることができる。
【0029】
1つの実施形態では、電力管理インタフェース122は、切替信号、例えば電力切替信号152、バッテリ切替信号154、及びチャンネル切替信号150を生成することによって、複数の動作状態でGPS受信器116を切り替えることができる。動作状態は、1つ以上の作動状態、スリープ状態、及びシャットダウン状態を含むことができるが、それらに限定されない。
【0030】
具体的に、1つの実施形態では、GPS受信器116は、処理ユニット118及びクロック生成器120の両方が電力オンされた場合、作動状態に入る。故に、GPS受信器116は継続的に作動状態で作動する。GPS受信器116は、処理ユニット118が電力オフされてクロック生成器120が電力オンされた場合、スリープ状態に入る。故に、処理ユニット118は、相応して作動を停止する。クロック生成器120は、スリープ状態の時間期間を測定するのに使用することができる参照クロック156を生成し続ける。GPS受信器116は、処理ユニット118及びクロック生成器120の両方が電力オフされた場合、シャットダウン状態に入る。故に、処理ユニット118及びクロック生成器120は、作動を停止し、シャットダウン状態で電力を消費しない。
【0031】
1つの実施形態では、GPS受信器116の作動状態は、ブースト状態、ノーマル状態、及びアイドル状態を含むが、それらに限定されない。ブースト状態、ノーマル状態、及びアイドル状態のような作動状態において、処理ユニット118及びクロック生成器120は両方とも、電力切替信号152及びバッテリ切替信号154に基づき電力オンされる。また、チャンネル164は、チャンネル切替信号150に従って制御されることができる。例えば、処理ユニット118は、チャンネル切替信号150に従ってチャンネル164に対する1つ以上のシステムクロックを有効又は無効にする。
【0032】
ブースト状態では、捕捉チャンネル及び追尾チャンネルを含む全チャンネル164が有効にされる。ノーマル状態では、所定数のチャンネル164が無効にされ、他のチャンネルが有効のままにされる。アイドル状態では、全てのチャンネル164が無効にされる。処理ユニット118の他のコンポーネントは、動作し続けることができる。例えば、アイドル状態では、処理ユニット118は、チャンネル164に対する全てのシステムクロックを無効にする。処理ユニット118が電力オンされるが、全てのチャンネル164は、アイドル状態で作動を停止する。処理ユニット118は、GPS衛星の追尾を停止するが、アイドル状態で座標信号105を生成することができる。全チャンネル164がアイドル状態で無効にされるので、GPS装置100の電力消費を低減することができる。
【0033】
異なる作動状態間でGPS受信器116を切り替えるために、電力管理インタフェース122は、制御信号、例えばソフトウェア制御コマンド及びハードウェア制御信号を制御器130から受信し、相応して切替信号、例えば電力切替信号152、バッテリ切替信号、及びチャンネル切替信号150を生成することができる。代わりに、電力管理インタフェース122は自動的に、システムの必要に従って、異なる動作状態間でGPS受信器116を切り替えることができる。例えば、電力管理インタフェース122は、チャンネル164の状態を監視し、その状態に従って、ブースト状態、ノーマル状態、及びアイドル状態の間でGPS受信器116を自動的に切り替えることができ、その詳細は、図4に関して記載されている。電力管理インタフェース122は、参照クロック156も利用し、動作状態、例えばスリープ状態の時間を測定することができる。動作状態に対する所定の時間期間が経過した場合、電力管理インタフェース122は、他の状態、例えばブースト状態にGPS受信器116を自動的に切り替えることができる。この状況において、電力管理インタフェース122は、制御器130によって制御されることなく動作することができる。
【0034】
1つの実施形態では、GPS装置100は、連続位置決めモード、間隔位置決めモード、及び必要位置決めモードのような、複数の動作モードで動作することができる。制御器130が異なる動作モードを選択できることにより、GPS受信器116は、異なる動作状態、例えばブースト状態、ノーマル状態、アイドル状態、及びスリープ状態で動作することができ、その詳細は、図2〜6に関して記載されている。
【0035】
有利に、GPS受信器116は、ユーザの要求又はシステムの要求に従って異なる動作状態で動作することができる。故に、GPS装置100の効率を改善することができる。また、GPS装置100の電力消費は、GPS受信器116がアイドル状態、スリープ状態、又はシャットダウン状態で動作する時、低減されることができる。
【0036】
図2は、本発明の1つの実施形態による、GPS装置100の動作モードの一例を示す。図2は、図1Aとともに説明される。GPS装置100の動作モードは、連続位置決めモード204、間隔位置決めモード210、及び必要位置決めモード216を含むことができる。1つの実施形態では、図2のフローチャートは、機械読取可能な媒体に格納された機械実行可能な命令として実装されることができる。
【0037】
連続位置決めモード204では、GPS受信器116は、スリープ状態に入ることなく作動状態(例えば、ブースト状態、ノーマル状態、又はアイドル状態)で動作することができる。故に、処理ユニット118は、動作、例えば連続位置決めモード204でGPS装置100の地理的座標を計算し続ける。
【0038】
間隔位置決めモード210では、GPS受信器116は、第1の所定時間期間T1の間、作動状態で動作し、第2の所定時間期間T2の間、スリープ状態で交互に動作することができる。例えば、制御器130のナビゲーションソフトウェアアプリケーションは、動作時間及びスリープ時間を設定するようユーザに促すことができる。GPS受信器116は、動作時間に従う時間期間T1の間、作動状態で動作し、スリープ時間に従う時間期間T2の間、スリープ状態で停止されることができる。
【0039】
必要位置決めモード216では、GPS受信器116は、所定時間期間T3の間、作動状態で動作し、GPS受信器116をアクティブにする信号を電力管理インタフェース122が制御器130から受信するまで、スリープ状態で動作する。例えば、制御器130のナビゲーションソフトウェアアプリケーションは、動作時間を設定するようユーザに促す。GPS受信器116は、動作時間に従う時間期間T3の間、作動状態で動作することができる。T3が経過した後、GPS受信器116は、スリープ状態に入ることができる。電力管理インタフェース122は、非アクティブ電力切替信号152を生成し、スリープ状態でシステム電力108を遮断することができる。GPS受信器116を動作する必要がある場合、例えばFORCE_ONボタンが押下された場合、制御器130は、制御信号、例えばFORCE_ON信号を生成し、GPS受信器116をアクティブにすることができる。FORCE_ON信号の受信時、電力管理インタフェース122は、アクティブ電力切替信号152を生成し、相応してシステム電力108を回復することができる。
【0040】
1つの実施形態では、制御器130は、初期設定で連続位置決めモード204を選択する。例えば、GPS装置100が電力オン又はコールドブートされた場合、GPS装置100は、初期設定で連続位置決めモード204に入ることができる。他の例では、GPS装置100は、クロック生成器120のバッテリ109が新たなバッテリと交換された場合、連続位置決めモード204に自動的に切り替わることができる。
【0041】
1つの実施形態では、制御器130は、例えばユーザのコマンドに従って動作モードを選択することができる。一例として、GPS装置100が比較的早い移動及び/又はよく知られていない環境にある場合、及び/又はGPS信号が比較的弱いか又は不安定な場合、制御器130は、連続位置決めモード204にGPS装置100を切り替えることができる。GPS装置100が例えば比較的単調な周囲の地形で連続的にGPS信号を追尾する必要がない場合、GPS装置100は、間隔位置決めモード210又は必要位置決めモード216で作動することができる。
【0042】
そのように、GPS装置100の動作モードは、制御器130からの制御信号に従って切り替えることができる。例えば、変化206では、GPS装置100は、制御器130のナビゲーションソフトウェアアプリケーションからのソフトウェア制御コマンド124に従って、連続位置決めモード204から間隔位置決めモード210に切り替わることができる。類似に、変化208では、GPS装置100は、制御器130からのソフトウェア制御コマンド124又はアクティブFORCE_ON信号126に従って、連続位置決めモード204に戻るよう切り替わることができる。変化218、220、212、及び214のような他の変化は、類似の方法で可能である。
【0043】
図3は、本発明の1つの実施形態による、図2の連続位置決めモード204におけるGPS受信器116の動作状態の一例を示す。図3は、図1A、図1B、及び図2とともに説明される。1つの実施形態では、図3のフローチャートは、機械読取可能な媒体に格納された機械実行可能な命令として実装されることができる。
【0044】
連続位置決めモード204では、GPS受信器116は、スリープ状態に入ることなく、1つ以上の作動状態で動作することができる。GPS受信器116の作動状態は、アイドル状態308、ノーマル状態314、及びブースト状態302を含むことができる。図3の例では、電力管理インタフェース122は、制御器130からの制御信号に従って、アイドル状態308、ノーマル状態314、及びブースト状態302の間でGPS受信器116の動作状態を切り替えることができる。
【0045】
制御器130が連続位置決めモード204を有効にした場合、GPS受信器116は、初期設定でブースト状態302に入ることができる。また、ディスプレイ134がターンオンされるか又は制御器130がGPS受信器116をブースト状態302に切り替えるコマンドを(例えばユーザから)受信した場合、制御器130は、変化306又は316を引起す制御信号を生成することができる。例えば、制御器130は、アクティブPME信号128を生成することができる。従って、電力管理インタフェース122は、チャンネル切替信号150を生成して全チャンネル164を有効にすることができる。例えば、GPS装置100は、12個の捕捉チャンネル及び14個の追尾チャンネルを提供することができる。ブースト状態302では、全12個の捕捉チャンネル及び14個の追尾チャンネルが有効にされる。故に、GPS受信器116は、ブースト状態302に入る。
【0046】
制御器130が動作状態をノーマル状態314に切り替えるコマンドを(例えば、ユーザから)受信した場合、制御器130は、状態変化310又は318を引起す制御信号を生成することができる。一例として、少なくとも所定数のGPS衛星、例えば4個以上のGPS衛星がブースト状態302で追尾された場合、制御器130は、例えばユーザコマンドに従って、変化318を引起す制御信号を生成することができる。電力管理インタフェース122は、いくつかのチャンネル164を有効にするチャンネル切替信号150を生成することができる。例えば、4個の追尾チャンネルは、GPS衛星を追跡することができ、他の追尾チャンネル及び全捕捉チャンネルが無効にされる。故に、GPS受信器116は、ノーマル状態314に入る。
【0047】
GPS装置100のディスプレイ134がターンオフされるか又は制御器130がGPS受信器116をアイドル状態308に切り替えるコマンドを受信する場合、制御器130は、制御信号、例えば非アクティブPME信号128を生成して変化304又は312を引起すことができる。非アクティブPME信号128の受信時、電力管理インタフェース122は、全チャンネルを無効にするチャンネル切替信号150を生成することができる。故に、GPS受信器116は、アイドル状態308に入る。
【0048】
図4は、本発明の1つの実施形態による、連続位置決めモード204でGPS受信器116によって実行される動作過程のフローチャート400を示す。図4は、図1A、図1B、及び図2とともに説明される。1つの実施形態では、図4のフローチャート400は、機械読取可能な媒体に格納された機械実行可能な命令として実装されることができる。
【0049】
電力管理インタフェース122は、システムの必要に応じて、異なる動作状態の中からGPS受信器116を自動的に切り替えることができる。図4の例では、電力管理インタフェース122は、チャンネル164を監視し、チャンネル164の状態に従ってアイドル状態308、ノーマル状態314、及びブースト状態302の中でGPS受信器116を切り替える。
【0050】
段階402で、制御器130は、連続位置決めモード204を選択する。段階404で、GPS受信器116は、初期設定でブースト状態302に入る。
【0051】
段階406で、電力管理インタフェース122は、チャンネル164を監視する。少なくとも所定数のGPS衛星、例えば4個以上のGPS衛星が追尾された場合、電力管理インタフェース122は、段階414でGPS受信器116をノーマル状態314に自動的に切り替えることができる。ノーマル状態314では、衛星を追尾する追尾チャンネルは、動作中である。他のチャンネル、例えば捕捉チャンネル及び他の非アクティブ追尾チャンネルは、段階414で無効にされることができる。そのように、GPS受信器116は、1つの実施形態において、GPS信号を捕捉しないが、目視可能なGPS衛星を追尾し続ける。
【0052】
段階416で、GPS受信器116がGPS衛星の追尾を失う場合、電力管理インタフェース122は段階404で、GPS受信器116をブースト状態302に自動的に戻すよう切り替えることができる。他方で、GPS受信器116は、ノーマル状態314に留まる。
【0053】
段階406で、所定数未満のGPS衛星が追尾された場合、GPS受信器116は、段階408で所定時間期間T4の間、GPS衛星からGPS信号を捕捉し続けることができる。少なくとも所定数のGPS衛星が段階408で所定時間期間T4の間追尾された場合、フローチャート400は、段階406に戻る。段階406に続く段階は、本明細書で既に説明したので反復して説明しない。少なくとも所定数のGPS衛星がT4の経過後に未だ追尾されることができない場合、電力管理インタフェース122は、段階410でGPS受信器116をノーマル状態314に自動的に切り替える。ノーマル状態314において、所定数のチャンネルが有効にされ、他のチャンネルが無効にされる。例えば、1つの捕捉チャンネルが有効にされて衛星を捕捉し、他の捕捉チャンネルが無効にされる。また、衛星を追尾する追尾チャンネルが動作中である。他の非アクティブ追尾チャンネルは、段階410で無効にされることができる。
【0054】
段階412で、電力管理インタフェース122は、チャンネル164を監視する。新たな衛星が追尾された場合、GPS受信器116は、段階404でブースト状態302に切り替わることができる。他方で、GPS受信器116は、新たな衛星が追尾されるまで、ノーマル状態314に留まる。連続位置決めモード204で動作するGPS受信器116は、他の状態及び/又は状態変化を有することができ、図3及び図4の例に限定されない。
【0055】
図5は、本発明の1つの実施形態による、図2の間隔位置決めモード210におけるGPS受信器116の動作状態の一例を示す。図3と同じ参照番号の要素は、類似の機能を有する。図5は、図1A及び図3とともに説明される。1つの実施形態では、図5のフローチャートは、機械読取可能な媒体に格納された機械実行可能な命令として実装されることができる。
【0056】
図5の例において、間隔位置決めモード210のGPS受信器116は、1つ以上の作動状態520及びスリープ状態526で動作することができる。制御器130は、例えばユーザコマンドに従って間隔位置決めモード210を選択する。制御器130のナビゲーションソフトウェアアプリケーションは、動作時間及びスリープ時間を設定するようユーザに促す。電力管理インタフェース122によって、GPS受信器116は、動作時間に従う第1の所定時間期間の間に作動状態520で動作し、スリープ時間に従う第2の所定時間期間T2の間にスリープ状態526で交互に動作することができる。
【0057】
一例として、制御器130が間隔位置決めモード210を選択する時、GPS受信器116は、初期設定で作動状態520に先ず入ることができる。GPS受信器116は、図3又は図4に関連して説明したのと類似の方法で動作する。クロック生成器120を使用して、作動状態520の作動期間を計ることができる。動作時間が経過した場合、例えば、GPS受信器116が第1の所定時間期間T1の間に作動状態520で動作した後、電力管理インタフェース122は、変化522を介してスリープ状態526にGPS受信器116を自動的に切り替えることができる。代わりに、制御器130は、作動状態520からスリープ状態526にGPS受信器100を切り替える制御信号を生成することができる。例えば、制御器130は、GPS装置100上のボタンが押下された場合、非アクティブFORCE_ON信号を生成することができる。故に、電力管理インタフェース122は、非アクティブ電力切替信号152を生成し、システム電力108を遮断することができる。従って、GPS受信器116は、変化522を介してスリープ状態526に切り替わることができる。
【0058】
スリープ状態526において、バッテリ切替信号154がアクティブである。従って、クロック生成器120をさらに使用し、スリープ状態526のスリープ時間を計ることができる。スリープ時間が経過した場合、例えば、GPS受信器116が第2の所定時間期間T2の間にスリープ状態526で動作した後、電力管理インタフェース122は、変化524を介して作動状態520にGPS受信器116を自動的に切り替えることができる。
【0059】
図6は、本発明の1つの実施形態による、図2の必要位置決めモード216におけるGPS受信器116の動作状態の一例を示す。図3及び図5と同じ参照番号の要素は、類似の機能を有する。図6は、図1A及び図5とともに説明される。1つの実施形態では、図6のフローチャートは、機械読取可能な媒体に格納された機械実行可能な命令として実装されることができる。
【0060】
図6の例において、必要位置決めモード210のGPS受信器116は、作動状態520及びスリープ状態526で動作することができる。制御器130のナビゲーションソフトウェアアプリケーションは、動作時間を設定するようユーザに促すことができる。電力管理インタフェース122によって、GPS受信器116は、動作時間に従う所定時間期間T3の間に作動状態520で動作し、GPS受信器116をアクティブにする制御信号を制御器130から受信するまでスリープ状態526で動作することができる。
【0061】
図5に関する検討に類似して、GPS受信器116は、初期設定で作動状態520に入り、変化522が引起される場合、スリープ状態526に切り替わることができる。しかし、必要位置決めモード216において、GPS受信器116は、作動状態520に自動的に切り替わらない。むしろ、変化624は、ユーザが対応するボタンを押下した場合にGPS受信器116をアクティブにする制御信号、例えば、アクティブFORCE_ON信号を電力管理インタフェース122が受信した時、引起される。
【0062】
図7は、本発明の1つの実施形態による、GPS受信器116の動作状態の他の例を示す。図7は、図1A及び図2〜6とともに説明される。1つの実施形態では、図7のフローチャートは、機械読取可能な媒体に格納された機械実行可能な命令として実装されることができる。
【0063】
1つの実施形態では、GPS受信器116は、どのモード/状態でGPS受信器116が動作しているかに関係なく、シャットダウン状態706に切り替わることができる。例えば、ブロック708で、GPS受信器116は、作動状態520又はスリープ状態526で動作する。変化702で、制御器130のナビゲーションソフトウェアアプリケーションは、例えばGPS装置100上のシャットダウンボタンが押下された場合、シャットダウン制御コマンドを生成することができる。故に、電力管理インタフェース122は、システム電力108を遮断する非アクティブ電力切替信号152を生成し、シャットダウン状態でバッテリ電力110を遮断する非アクティブバッテリ切替信号154を生成する。変化704で、制御器130は、システム電力108及びバッテリ電力110の回復に依存して、GPS受信器116を作動状態520又はスリープ状態526に戻すよう切り替える。ブロック708で、電力管理インタフェース122は、図2〜6に関して検討したように、ブースト状態302、ノーマル状態314、アイドル状態308、及びスリープ状態526のような異なる動作状態の中でGPS受信器116を切り替えることができる。
【0064】
図8は、本発明の1つの実施形態による、衛星ナビゲーション装置、例えばGPS装置100によって実行される動作のフローチャート800を示す。図8は、図1A〜7とともに説明される。特定の段階が図8に開示されているが、そのような段階は、一例である。即ち、本発明は、各種他の段階又は図8に記載されるものを変形した段階を実行するのに適している。
【0065】
ブロック802で、衛星ナビゲーション受信器、例えばGPS受信器116は、複数の衛星信号、例えばGPS信号103に従って、処理ユニット、例えば処理ユニット118によって発見される。
【0066】
ブロック804で、参照クロック、例えば参照クロック156は、クロック生成器、例えばクロック生成器120によって処理ユニットに提供される。
【0067】
ブロック806で、処理ユニット及びクロック生成器を含む衛星ナビゲーション受信器は、複数の動作状態で切り替わる。動作状態は、処理ユニットが電力オフされ、クロック生成器が電力オンされるスリープ状態を含む。1つの実施形態では、処理ユニットは、複数のチャンネル、例えば衛星信号を生成する複数の衛星を捕捉追尾するよう動作可能なチャンネル164を含む。衛星ナビゲーション受信器は、処理ユニットが電力オンされた時に全てのチャンネルが無効にされるアイドル状態に切り替わることができる。1つの実施形態では、動作状態は、処理ユニット及びクロック生成器が両方とも電力オンされる作動状態も含む。衛星ナビゲーション受信器は、所定時間期間T1の間に作動状態で動作し、所定時間期間T2の間にスリープ状態で交互に動作することができる。代わりに、衛星ナビゲーション受信器は、所定時間期間T3の間に作動状態で動作し、処理ユニットをアクティブにする信号を受信するまでスリープ状態で動作することができる。
【0068】
上記説明及び図面は、本発明の実施形態を示す一方、各種追加、修正、及び代用が、添付の特許請求の範囲に定められた本発明の原則の精神及び範囲から逸脱することなく行えることが分かる。当業者であれば、本発明は、本発明の原則から逸脱することなく、特定の環境及び動作可能な条件に特に適合される、形式、構造、配置、割合、材料、要素、及びコンポーネントその他に対する複数の修正を行えることが分かる。従って、本明細書に開示された実施形態は、あらゆる点で例示であって限定的ではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及び法的均等物によって示され、上記記載に限定されないと考えるべきである。
【符号の説明】
【0069】
118 処理ユニット
120 クロック生成器
122 電力管理インタフェース

【特許請求の範囲】
【請求項1】
衛星ナビゲーション受信器であって、
複数の衛星信号に従って、前記衛星ナビゲーション受信器を発見するよう動作可能な処理ユニットと、
前記処理ユニットに接続され、前記処理ユニットに参照クロックを提供するよう動作可能なクロック生成器と、
前記処理ユニット及び前記クロック生成器に接続され、複数の動作状態に前記衛星ナビゲーション受信器を切り替えるよう動作可能な電力管理インタフェースと
を具備し、
前記動作状態は、前記処理ユニットが電力オフされ、前記クロック生成器が電力オンされるスリープ状態を具備することを特徴とする衛星ナビゲーション受信器。
【請求項2】
前記処理ユニットは、前記衛星信号を提供する複数の衛星を捕捉追尾するよう動作可能な複数のチャンネルを具備し、前記動作状態は、前記処理ユニットが電力オンされる時、全ての前記チャンネルが無効にされるアイドル状態を具備することを特徴とする請求項1に記載の衛星ナビゲーション受信器。
【請求項3】
前記衛星信号の移動時間は、前記参照クロックに基づき測定されることを特徴とする請求項1に記載の衛星ナビゲーション受信器。
【請求項4】
前記スリープ状態の時間期間は、前記参照クロックに基づき測定されることを特徴とする請求項1に記載の衛星ナビゲーション受信器。
【請求項5】
前記電力管理インタフェースに接続され、前記動作状態の中で前記切替を制御する複数の制御信号を前記電力管理インタフェースに提供するよう動作可能な制御器をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の衛星ナビゲーション受信器。
【請求項6】
前記制御信号は、機械実行可能なナビゲーションソフトウェアアプリケーションによって生成されることを特徴とする請求項5に記載の衛星ナビゲーション受信器。
【請求項7】
前記制御信号は、ハードウェアアクションに応答して生成されることを特徴とする請求項5に記載の衛星ナビゲーション受信器。
【請求項8】
前記動作状態は、前記処理ユニット及び前記クロック生成器が両方とも電力オンである作動状態を具備し、前記電力管理インタフェースによって前記衛星ナビゲーション受信器は、第1の所定時間期間に前記作動状態で動作し、第2の所定時間期間に前記スリープ状態で交互に動作できることを特徴とする請求項1に記載の衛星ナビゲーション受信器。
【請求項9】
前記動作状態は、前記処理ユニット及び前記クロック生成器が両方とも電力オンされる作動状態を具備し、前記電力管理インタフェースによって前記衛星ナビゲーション受信器は、所定時間期間に前記作動状態で動作し、前記処理ユニットをアクティブにする信号を受信するまで前記スリープ状態で動作できることを特徴とする請求項1に記載の衛星ナビゲーション受信器。
【請求項10】
衛星ナビゲーション受信器を制御するための方法であって、
処理ユニットによって複数の衛星信号に従って前記衛星ナビゲーション受信器を発見する段階と、
クロック生成器によって前記処理ユニットに参照クロックを提供する段階と、
複数の動作状態に前記衛星ナビゲーション受信器を切り替える段階と
を具備し、
前記動作状態は、前記処理ユニットが電力オフされ、前記クロック生成器が電力オンされるスリープ状態を具備することを特徴とする方法。
【請求項11】
前記処理ユニットは、前記衛星信号を生成する複数の衛星を捕捉追尾するよう動作可能な複数のチャンネルを具備し、前記切替段階は、前記処理ユニットが電力オンされる時、全ての前記チャンネルを無効にすることによってアイドル状態に前記衛星ナビゲーション受信器を切り替える段階を具備することを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記衛星ナビゲーション受信器が、第1の所定時間期間に前記処理ユニット及び前記クロック生成器が両方とも電力オンである作動状態で動作し、第2の所定時間期間に前記スリープ状態で交互に動作できるようにする段階をさらに具備することを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項13】
前記衛星ナビゲーション受信器が、所定時間期間に前記処理ユニット及び前記クロック生成器の両方が電力オンである作動状態で動作し、前記処理ユニットをアクティブにする信号を受信するまで前記スリープ状態で動作できるようにする段階をさらに具備することを特徴とする請求項10に記載の方法。
【請求項14】
衛星ナビゲーション装置であって、
複数の衛星信号に基づき複数の座標信号を生成するよう動作可能な処理ユニット、及び前記処理ユニットに接続され、前記処理ユニットに参照クロックを提供するよう動作可能なクロック生成器を具備する、複数の動作状態で動作できる衛星ナビゲーション受信器と、
前記処理ユニットが電力オフされ、前記クロック生成器が電力オンされるスリープ状態を具備する前記動作状態の中で前記衛星ナビゲーション受信器を切り替えるよう動作可能な、前記衛星ナビゲーション受信器に接続される制御器と、
前記衛星ナビゲーション受信器に接続され、前記座標信号に基づき前記衛星ナビゲーション装置の位置を表示するよう動作可能なディスプレイと
を具備することを特徴とする衛星ナビゲーション装置。
【請求項15】
前記処理ユニットは、前記衛星信号を生成する複数の衛星を捕捉追尾するよう動作可能な複数のチャンネルを具備し、前記動作状態は、前記処理ユニットが電力オンされる時、全ての前記チャンネルが無効にされるアイドル状態を具備することを特徴とする請求項14に記載の衛星ナビゲーション装置。
【請求項16】
前記動作状態は、前記処理ユニット及び前記クロック生成器の両方が電力オンである作動状態を具備し、前記衛星ナビゲーション受信器は、第1の所定時間期間に前記作動状態で動作し、第2の所定時間期間に前記スリープ状態で交互に動作できることを特徴とする請求項14に記載の衛星ナビゲーション装置。
【請求項17】
前記動作状態は、前記処理ユニット及び前記クロック生成器の両方が電力オンである作動状態を具備し、前記衛星ナビゲーション受信器は、所定時間期間に前記作動状態で動作し、前記制御器が前記処理ユニットをアクティブにするまで前記スリープ状態で動作できることを特徴とする請求項14に記載の衛星ナビゲーション装置。
【請求項18】
前記制御器は、前記ディスプレイの状態を監視し、前記ディスプレイの前記状態に従って前記動作状態の中で前記切替を制御することを特徴とする請求項14に記載の衛星ナビゲーション装置。
【請求項19】
前記動作状態の中での前記切替は、前記制御器に組込まれた機械実行可能なナビゲーションソフトウェアによって制御されることを特徴とする請求項14に記載の衛星ナビゲーション装置。
【請求項20】
前記制御器は、前記衛星ナビゲーション装置上の複数のボタンの状態を監視し、前記ボタンの前記状態に従って前記動作状態の中で前記切替を制御することを特徴とする請求項14に記載の衛星ナビゲーション装置。

【図1A】
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【図1B】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2010−54507(P2010−54507A)
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2009−194395(P2009−194395)
【出願日】平成21年8月25日(2009.8.25)
【出願人】(500521843)オーツー マイクロ, インコーポレーテッド (138)
【Fターム(参考)】