図面 (/)

技術 位置決定機能を有する無線デバイスのための基準発振器管理

出願人 クゥアルコム・インコーポレイテッド
発明者 エミリジャ・エム.・シミックドミニク・ジェラルド・ファーマーボリスラブ・リスティックアショク・バティア
出願日 2015年8月6日 (5年4ヶ月経過) 出願番号 2015-156136
公開日 2016年2月4日 (4年10ヶ月経過) 公開番号 2016-020912
状態 特許登録済
技術分野 無線による位置決定
主要キーワード 周波数ウィンドウ 共同通信 システム値 位置決定デバイス 位置デバイス 精巧化 Lバンド 主コンポーネント
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年2月4日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

無線デバイス内の基準発振器を管理するための方法及びデバイスを提供する。

解決手段

最低の基準発振器誤差と関連づけられた基準発振器パラメータを選択する。選択は、記憶された周波数バイアスパラメータと現在の周波数バイアスパラメータの処理により、無線デバイス内で決定される。選択された基準発振器パラメータの信頼度を示す信頼度カウンタを少なくとも部分的にインクリメントする。選択された基準発振器パラメータに基づいて衛星を捜し、衛星ベースでのポジションフィックスを求め、ポジションフィックスの品質を決定する。ポジションフィックスの品質の決定に応答して基準発振器パラメータを更新する。

概要

背景

モバイル通信ネットワークは、無線デバイスの位置を特定することに関連していてますます精巧化してきている能力を提供するようになっている。新しいソフトウェアアプリケーション、例えば、個人的な生産性共同通信ソーシャルネットワーキング、及びデータ取得、に関連するもの、は、新しい特徴を消費者に提供するために地理位置情報を利用することができる。さらに、ある管轄区の幾つかの規制上の要求は、モバイル端末が緊急サービス、例えば米国における911番、を呼び出すときにそのモバイル端末の位置を報告することをネットワークオペレータに要求することができる。

符号分割多元接続(CDMAデジタルセルラーネットワークにおいては、位置特定能力は、無線デバイスへの基地局からの無線信号の測定された到着時間から無線デバイスの位置を計算する技法である、高度順方向リンク三角測量(Advanced Forward Link Triangulation)(AFLT)によって提供することができる。より高度な技法はハイブリッド位置特定であり、ここでは、移動局は、AFLT及び衛星測位システムSPS)の両方の測定値に基づいて位置が計算されるSPS受信機を採用することができる。

SPS受信機は、無線デバイスの位置決定の精度を向上させるために無線デバイス内に組み込まれるようになってきている。SPS受信機は、自律型で、すべてのSPS取得機能及び位置計算を行うことができ(独立型とも呼ばれる)、又はそれらは、非自律型で(無線援助型とも呼ばれる)、SPS取得データを提供するための及び可能な場合は位置計算を行うためのその他の無線ネットワーク技術に依存することができる。

無線通信システム及びSPSの両方を有する無線デバイスにおいては、両システムによって用いることができるシステムコンポーネント共有することは対費用効果を高くすることができる。例えば、該システムは、基準周波数を提供するための基準発振器、例えば、同調(tunable)基準発振器及び/又は自走(free−running)基準発振器、を共有することができる。該コンポーネントを共有することは、コスト、複雑さ、大きさ、重量、及び電力消費を低減させることができる。

しかしながら、コンポーネントを共有することは、動作の複雑さを低減させるために性能及び/又は機能の点である程度の妥協を伴うことがある。例えば、現在の無線デバイスは、通信システムの性能のみに基づいた共有周波数管理を可能にすることができるが、SPSの性能を具体的な対象としていない。

無線通信デバイスの位置決定精度は、周波数バイアスによって悪影響を受けることがあり、それは、無線デバイスによって行われるSPSドップラー推定及びSPSドップラー測定に対して影響を及ぼすことがある。大きくは考慮をされていない周波数バイアスは、無線デバイスが衛星を取得する(捜し求める)のを妨げる可能性がある。大きくは考慮をされていない周波数バイアスは、SPS符号位相測定値の決定に対する悪影響が原因で、低質のSPSドップラー測定値が結果として得られることがあり、それらは、位置精度に対しても悪影響を及ぼす可能性もある。

衛星信号を探索及び取得することに関連する複雑さの主な一因は、受信機ローカル発振器(LO)に起因する周波数誤差である。LOは、受信された信号をベースバンド信号ダウンコンバージョンするために受信機において用いられる。その後にベースバンド信号が処理される。SPS衛星から受信された信号の場合は、ベースバンド信号は、いずれの衛星がその信号を送信したかを決定するために、及びその信号の到着時間を決定するためにすべての可能性のある疑似ランダム符号と相互に関連づけられる。探索及び取得プロセスは、LOの周波数誤差によって非常に複雑化される。LOを一因とするいずれの周波数誤差も、典型的には網羅されるべきさらなる探索空間を生み出す。さらに、LO周波数誤差は、到着時間を探索することができる別個次元提示する。従って、到着時間の探索はすべての可能性のある周波数誤差に対して行われることがあるため、探索空間は周波数誤差に比例して増大する。多くのパラメータが真の又は感知されたLO周波数誤差に寄与する。回路動作温度及び回路板全体における温度勾配は、LO周波数に影響を及ぼす。

さらに、LOを生成するために用いられる基準発振器の周波数安定度は、LO周波数の安定度に直接的に寄与する。

従って、ベースバンド信号処理において網羅される探索空間を小さくするためにLO周波数誤差を低減させるための統一された周波数管理手法を採用するのが有益であろう。探索空間が小さくなることは、より低い探索上の複雑さを可能性し、それは、より高い受信機感度及び短縮された探索及び取得時間を可能にする。

概要

無線デバイス内の基準発振器を管理するための方法及びデバイスを提供する。最低の基準発振器誤差と関連づけられた基準発振器パラメータを選択する。選択は、記憶された周波数バイアスパラメータと現在の周波数バイアスパラメータの処理により、無線デバイス内で決定される。選択された基準発振器パラメータの信頼度を示す信頼度カウンタを少なくとも部分的にインクリメントする。選択された基準発振器パラメータに基づいて衛星を捜し、衛星ベースでのポジションフィックスを求め、ポジションフィックスの品質を決定する。ポジションフィックスの品質の決定に応答して基準発振器パラメータを更新する。

目的

モバイル通信ネットワークは、無線デバイスの位置を特定することに関連していてますます精巧化してきている能力を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

無線デバイス内の基準発振器を管理するための方法であって、前記最低の基準発振器誤差と関連づけられた基準発振器パラメータを選択することであって、前記選択は、前記無線デバイス内において異なる技術を用いて導き出された基準発振器パラメータに基づくことと、前記選択された基準発振器パラメータに基づいて衛星を捜し求めることと、衛星ベースでのポジションフィックスを計算することと、前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質を決定することと、前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて前記基準発振器パラメータを更新すること、とを備える、無線デバイス内の基準発振器を管理するための方法。

請求項2

前記基準発振器は、同調基準発振器又は自走基準発振器を備え、前記基準発振器パラメータは、同調発振器パラメータ又は自走基準発振器パラメータを含み、前記周波数発振器パラメータを用いて探索ウィンドウの前記周波数の中心及び幅を決定することと、前記周波数の中心及び探索幅を用いてSPS受信機初期化又は再初期化すること、とをさらに備える請求項1に記載の方法。

請求項3

前記同調基準発振器は、電圧制御型水晶発振器VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)を備え、さらに、前記自走基準発振器は、水晶発振器(XO)又は温度補償型水晶発振器(TCXO)を備える請求項2に記載の方法。

請求項4

衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて基準発振器パラメータを決定することと、前記無線デバイスがポジションフィックスを成功裏に決定したときに前記基準発振器パラメータを格納すること、とをさらに備える請求項2に記載の方法。

請求項5

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数バイアスと、基準発振器周波数バイアスの不確実性と、前記基準発振器パラメータが決定された時間と、を含む請求項4に記載の方法。

請求項6

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数制御値を含む請求項5に記載の方法。

請求項7

前記無線デバイスにおいて前記様々な技術から導き出された複数の基準発振器パラメータを含むテーブルに前記基準発振器パラメータを格納することをさらに備える請求項4に記載の方法。

請求項8

前記基準発振器パラメータを用いて前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定することと、前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を用いて前記無線デバイス内の少なくとも1つの受信機を初期化又は再初期化すること、とをさらに備える請求項4に記載の方法。

請求項9

前記技術は、通信ステムと、衛星測位システムと、を含む請求項1に記載の方法。

請求項10

前記通信ネットワークは、CDMAネットワークTDMAネットワーク、及びWi−Fiネットワークのうちの少なくとも1つを含む請求項9に記載の方法。

請求項11

前記衛星測位システムは、全地球測位システム(GPS)を含む請求項9に記載の方法。

請求項12

前記基準発振器は、同調基準発振器を備え、前記基準発振器パラメータは、同調基準発振器のパラメータを含み、前記基準発振器パラメータを用いて前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定することと、前記決定された同調基準発振器パラメータを用いて同調基準発振器を同調させること、とをさらに備える請求項1に記載の方法。

請求項13

前記同調基準発振器は、電圧制御型水晶発振器(VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)を備える請求項12に記載の方法。

請求項14

前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて前記基準発振器パラメータを決定することと、前記無線デバイスが前記衛星ベースでのポジションフィックスを成功裏に決定したときに前記基準発振器パラメータを格納すること、とをさらに備える請求項12に記載の方法。

請求項15

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数制御値と、基準発振器周波数バイアスと、基準発振器周波数バイアスの不確実性と、前記基準発振器パラメータが決定された時間と、を含む請求項14に記載の方法。

請求項16

前記無線デバイスにおいて前記様々な技術から導き出された複数の基準発振器パラメータを含むテーブルに前記基準発振器パラメータを格納することをさらに備える請求項15に記載の方法。

請求項17

前記基準発振器パラメータを用いて周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定することと、前記周波数の中心及び前記探索ウィンドウの幅を用いて、前記無線デバイス内の前記様々な技術のうちのいずれかと関連づけられた少なくとも1つの受信機を初期化又は再初期化すること、とをさらに備える請求項16に記載の方法。

請求項18

前記様々な技術は、通信システムと、衛星測位システムと、を含む請求項12に記載の方法。

請求項19

前記通信システムは、CDMAネットワーク、TDMAネットワーク、及びWi−Fiネットワークのうちの少なくとも1つを含む請求項18に記載の方法。

請求項20

前記衛星測位システムは、全地球測位システム(GPS)を含む請求項18に記載の方法。

請求項21

現在の基準発振器周波数制御値及び現在の基準発振器周波数バイアス推定値を受信することと、前記受信された基準発振器周波数バイアス推定値を調整することと、前記調整された基準発振器周波数バイアス推定値に対してサニティチェックを行うことと、前記調整された基準発振器周波数バイアスパラメータに基づいて格納のための基準発振器パラメータを決定すること、とをさらに備える請求項15に記載の方法。

請求項22

前記決定された基準発振器パラメータの信頼度を表すカウンタ数字を増やすことをさらに備える請求項21に記載の方法。

請求項23

前記格納された基準発振器パラメータが決定されており及び前記信頼度が十分であるときに前記受信された周波数バイアス推定値を調整することと、前記バイアス推定値の経過時間に基づいて基準発振器周波数の不確実性を決定すること、とをさらに備える請求項22に記載の方法。

請求項24

前記格納された基準発振器パラメータが初期化されていないとき又は前記信頼度が十分でないときに前記現在の基準発振器周波数バイアス推定値をゼロに及び前記現在の基準発振器周波数の不確実性を最大値リセットすることをさらに備える請求項23に記載の方法。

請求項25

複数の技術を用いて基準発振器を管理する位置決定機能を有する無線デバイスであって、無線通信システムと、衛星測位システム(SPS)受信機と、前記無線通信システム及びSPS受信機に接続された基準発振器と、前記基準発振器、SPS、及び無線通信システムに接続されたモバイルコントローラと、前記モバイルコントローラに接続されたメモリと、を備え、前記メモリは、基準発振器パラメータテーブル及び前記最低の基準発振器誤差と関連づけられた基準発振器パラメータを選択し、前記選択された基準発振器パラメータに基づいて衛星を取得し、衛星ベースでのポジションフィックスを計算し、前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質を決定し、及び前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて前記基準パラメータを更新することを前記モバイルコントローラに行わせる命令を格納し、前記選択は、無線デバイス内において異なる技術を用いて導き出された基準発振器パラメータに基づく、無線デバイス。

請求項26

前記基準発振器は、同調基準発振器又は自走基準発振器のいずれかを備え、前記基準発振器パラメータは、同調基準発振器パラメータ又は自走基準発振器パラメータを含み、前記格納された命令は、前記周波数発振器パラメータを用いて探索ウィンドウの前記周波数の中心及び幅を決定し、及び前記周波数の中心及び探索幅を用いて前記SPS受信機を初期化することを前記プロセッサに行わせる請求項25に記載のデバイス

請求項27

前記同調基準発振器は、電圧制御型水晶発振器(VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)を含み、及び/又は前記自走基準発振器は、水晶発振器(XO)又は温度補償型水晶発振器(TCXO)を含む請求項26に記載のデバイス。

請求項28

前記格納された命令は、ポジションフィックスの前記品質に基づいて基準発振器パラメータを決定し、及び前記無線デバイスがその位置を成功裏に決定したときに前記基準発振器パラメータを格納することを前記プロセッサにさらに行わせる請求項26に記載のデバイス。

請求項29

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数バイアスと、基準発振器周波数の不確実性と、前記基準発振器パラメータが決定された時間と、を含む請求項28に記載のデバイス。

請求項30

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数制御値を含む請求項25に記載のデバイス。

請求項31

前記格納された命令は、前記無線デバイスにおいて前記様々な技術から導き出された複数の基準発振器パラメータを含むテーブルに前記基準発振器パラメータを格納することを前記プロセッサにさらに行わせる請求項29に記載のデバイス。

請求項32

前記格納された命令は、前記基準発振器パラメータを用いて探索ウィンドウの周波数の中心及び幅を決定し、及び前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を用いて、前記無線デバイス内の様々な技術のうちのいずれかと関連づけられた少なくとも1つの受信機を初期化又は再初期化することを前記プロセッサに行わせる請求項25に記載のデバイス。

請求項33

前記様々な技術は、前記通信システム及びSPS受信機と関連づけられる請求項25に記載のデバイス。

請求項34

前記通信システムは、CDMAシステム、TDMAシステム、及びWi−Fiシステムのうちの少なくとも1つを含む請求項33に記載のデバイス。

請求項35

前記SPS受信機は、全地球測位システム(GPS)受信機を含む請求項33に記載のデバイス。

請求項36

前記基準発振器は、同調発振器を備え、前記基準発振器パラメータは、同調基準発振器パラメータを含み、前記格納された命令は、前記基準発振器パラメータに基づいて前記探索ウィンドウの前記周波数の中心及び幅を決定し、及び前記決定された基準発振器パラメータを用いて前記同調発振器を調整することを前記プロセッサに行わせる請求項25に記載のデバイス。

請求項37

前記同調発振器は、電圧制御型水晶発振器(VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)を備える請求項36に記載のデバイス。

請求項38

前記格納された命令は、ポジションフィックスの前記品質に基づいて基準発振器パラメータを決定し、及び前記無線デバイスがその位置を成功裏に計算したときに前記基準発振器パラメータを格納することを前記プロセッサにさらに行わせる請求項36に記載のデバイス。

請求項39

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数制御値と、基準発振器周波数バイアスと、基準発振器周波数バイアスの不確実性と、決定された時間と、を含む請求項38に記載のデバイス。

請求項40

前記基準発振器パラメータテーブルは、様々な技術から導き出された複数の基準発振器パラメータを格納する請求項39に記載のデバイス。

請求項41

前記格納された命令は、前記基準発振器パラメータを用いて周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定し、及び前記周波数の中心及び前記探索ウィンドウの幅を用いて、前記無線デバイス内の前記様々な技術のうちのいずれかと関連づけられた少なくとも1つの受信機を初期化又は再初期化することを前記プロセッサに行わせる請求項40に記載のデバイス。

請求項42

前記様々な技術は、前記無線通信システム及びSPS受信機と関連づけられる請求項31に記載のデバイス。

請求項43

前記無線通信システムは、CDMAシステム、TDMAシステム、及びWi−Fiシステムのうちの少なくとも1つを含む請求項42に記載のデバイス。

請求項44

前記SPS受信機は、全地球測位システム(GPS)を含む請求項43に記載のデバイス。

請求項45

複数の技術を用いて基準発振器を管理する位置決定機能を有する無線デバイスであって、前記最低の基準発振器誤差と関連づけられた基準発振器パラメータを選択するための手段であって、前記選択は、無線デバイス内において異なる技術を用いて導き出された基準発振器パラメータに基づく手段と、前記選択された基準発振器パラメータに基づいて衛星を取得するための手段と、衛星ベースでのポジションフィックスを計算するための手段と、前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質を決定するための手段と、前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて前記基準発振器パラメータを更新するための手段と、を備える、無線デバイス。

請求項46

前記基準発振器は、同調基準発振器又は自走基準発振器を備え、前記基準発振器パラメータは、同調発振器パラメータ又は自走基準発振器パラメータを含み、前記周波数発振器パラメータを用いて探索ウィンドウの前記周波数の中心及び幅を決定するための手段と、前記周波数の中心及び探索幅を用いてSPS受信機を初期化又は再初期化するための手段と、をさらに備える請求項45に記載のデバイス。

請求項47

前記同調基準発振器は、電圧制御型水晶発振器(VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)を含み、前記自走基準発振器は、水晶発振器(XO)又は温度補償水晶発振器(TCXO)を含む請求項46に記載のデバイス。

請求項48

衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて基準発振器パラメータを決定するための手段と、前記無線デバイスがポジションフィックスを成功裏に決定したときに前記基準発振器パラメータを格納するための手段と、をさらに備える請求項2に記載のデバイス。

請求項49

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数バイアスと、基準発振器周波数バイアスの不確実性と、前記基準発振器パラメータが決定された時間と、を含む請求項48に記載のデバイス。

請求項50

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数制御値を含む請求項49に記載のデバイス。

請求項51

前記無線デバイスにおいて前記様々な技術から導き出された複数の基準発振器パラメータを含むテーブルに前記基準発振器パラメータを格納するための手段をさらに備える請求項48に記載のデバイス。

請求項52

前記基準発振器パラメータを用いて前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定するための手段と、前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を用いて前記無線デバイス内の少なくとも1つの受信機を初期化又は再初期化するための手段と、をさらに備える請求項48に記載のデバイス。

請求項53

前記技術は、前記通信システムと、衛星測位システムと、を含む請求項45に記載のデバイス。

請求項54

前記通信ネットワークは、CDMAネットワーク、TDMAネットワーク、及びWi−Fiネットワークのうちの少なくとも1つを含む請求項53に記載のデバイス。

請求項55

前記衛星測位システムは、全地球測位システム(GPS)を含む請求項53に記載のデバイス。

請求項56

前記基準発振器は、同調基準発振器を備え、前記基準発振器パラメータは、同調基準発振器パラメータを含み、前記基準発振器パラメータを用いて前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定するための手段と、前記決定された同調基準発振器パラメータを用いて同調基準発振器を同調させるための手段と、をさらに備える請求項45に記載のデバイス。

請求項57

前記同調基準発振器は、電圧制御型水晶発振器(VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)を備える請求項56に記載のデバイス。

請求項58

前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて前記基準発振器パラメータを決定するための手段と、前記無線デバイスが前記衛星ベースでのポジションフィックスを成功裏に決定したときに前記基準発振器パラメータを格納するための手段と、をさらに備える請求項56に記載のデバイス。

請求項59

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数制御値と、基準発振器周波数バイアスと、基準発振器周波数バイアスの不確実性と、前記基準発振器パラメータが決定された時間と、を含む請求項58に記載のデバイス。

請求項60

前記無線デバイスにおいて前記様々な技術から導き出された複数の基準発振器パラメータを含むテーブルに前記基準発振器パラメータを格納するための手段をさらに備える請求項15に記載のデバイス。

請求項61

前記基準発振器パラメータを用いて周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定するための手段と、前記周波数の中心及び前記探索ウィンドウの幅を用いて、前記無線デバイス内の様々な技術のうちのいずれかと関連づけられた少なくとも1つの受信機を初期化又は再初期化するための手段と、をさらに備える請求項60に記載のデバイス。

請求項62

前記様々な技術は、通信システムと、衛星測位システムと、を含む請求項56に記載のデバイス。

請求項63

前記通信システムは、CDMAネットワーク、TDMAネットワーク、及びWi−Fiネットワークのうちの少なくとも1つを含む請求項62に記載のデバイス。

請求項64

前記衛星測位システムは、全地球測位システム(GPS)を含む請求項62に記載のデバイス。

請求項65

現在の基準発振器周波数制御値及び現在の基準発振器周波数バイアス推定値を受信するための手段と、前記受信された基準発振器周波数バイアス推定値を調整するための手段と、前記調整された基準発振器周波数バイアス推定値に対してサニティチェックを行うための手段と、前記調整された基準発振器周波数バイアスパラメータに基づいて格納のための基準発振器パラメータを決定するための手段と、をさらに備える請求項60に記載のデバイス。

請求項66

前記決定された基準発振器パラメータの信頼度を表すカウンタの数字を増やすための手段をさらに備える請求項65に記載のデバイス。

請求項67

前記基準発振器パラメータが決定されており及び前記信頼度が十分であるときに前記受信された周波数バイアス推定値を調整するための手段と、前記バイアス推定値の経過時間に基づいて基準発振器周波数の不確実性を決定するための手段と、をさらに備える請求項66に記載のデバイス。

請求項68

前記基準発振器パラメータが初期化されていないとき又は前記信頼度が十分でないときに前記現在の基準発振器周波数バイアス推定値をゼロに及び前記現在の基準発振器周波数の不確実性を最大値にリセットするための手段をさらに備える請求項67に記載のデバイス。

請求項69

動作を行うことをプロセッサに行わせるための命令を備えるコンピュータによって読み取り可能な媒体であって、前記最低の基準発振器誤差と関連づけられた基準発振器パラメータを選択するための命令であって、前記選択は、前記無線デバイス内において異なる技術を用いて導き出された基準発振器パラメータに基づく命令と、前記選択された基準発振器パラメータに基づいて衛星を取得するための命令と、衛星ベースでのポジションフィックスを計算するための命令と、前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質を決定するための命令と、前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて前記基準発振器パラメータを更新するための命令と、を備える、コンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項70

前記基準発振器は、同調基準発振器又は自走基準発振器を備え、前記基準発振器パラメータは、同調発振器パラメータ又は自走基準発振器パラメータを含み、前記周波数発振器パラメータを用いて探索ウィンドウの前記周波数の中心及び幅を決定するための命令と、前記周波数の中心及び探索幅を用いてSPS受信機を初期化又は再初期化するための命令と、をさらに備える請求項69に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項71

前記同調基準発振器は、電圧制御型水晶発振器(VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)を含み、前記自走基準発振器は、水晶発振器(XO)又は温度補償水晶発振器(TCXO)を含む請求項70に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項72

衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて基準発振器パラメータを決定するための命令と、前記無線デバイスがポジションフィックスを成功裏に決定したときに前記基準発振器パラメータを格納するための命令と、をさらに備える請求項70に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項73

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数バイアスと、基準発振器周波数バイアスの不確実性と、前記基準発振器パラメータが決定された時間と、を含む請求項72に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項74

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数制御値を含む請求項73に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項75

前記無線デバイスにおいて前記様々な技術から導き出された複数の基準発振器パラメータを含むテーブルに前記基準発振器パラメータを格納するための命令をさらに備える請求項72に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項76

前記基準発振器パラメータを用いて前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定するための命令と、前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を用いて前記無線デバイス内の少なくとも1つの受信機を初期化又は再初期化するための命令と、をさらに備える請求項72に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項77

前記技術は、前記通信システムと、衛星測位システムと、を含む請求項69に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項78

前記通信ネットワークは、CDMAネットワーク、TDMAネットワーク、及びWi−Fiネットワークのうちの少なくとも1つを含む請求項77に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項79

前記衛星測位システムは、全地球測位システム(GPS)を含む請求項77に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項80

前記基準発振器は、同調基準発振器を備え、前記基準発振器パラメータは、同調基準発振器パラメータを含み、前記基準発振器パラメータを用いて前記周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定するための命令と、前記決定された同調基準発振器パラメータを用いて同調基準発振器を同調させるための命令と、をさらに備える請求項69に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項81

前記同調基準発振器は、電圧制御型水晶発振器(VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)を備える請求項80に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項82

前記衛星ベースでのポジションフィックスの前記品質に基づいて前記基準発振器パラメータを決定するための命令と、前記無線デバイスが前記衛星ベースでのポジションフィックスを成功裏に決定したときに前記基準発振器パラメータを格納するための命令と、をさらに備える請求項80に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項83

前記基準発振器パラメータは、基準発振器周波数制御値と、基準発振器周波数バイアスと、基準発振器周波数バイアスの不確実性と、前記基準発振器パラメータが決定された時間と、を含む請求項82に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項84

前記無線デバイスにおいて前記様々な技術から導き出された複数の基準発振器パラメータを含むテーブルに前記基準発振器パラメータを格納するための命令をさらに備える請求項83に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項85

前記基準発振器パラメータを用いて周波数の中心及び探索ウィンドウの幅を決定するための命令と、前記周波数の中心及び前記探索ウィンドウの幅を用いて、前記無線デバイス内の前記様々な技術のうちのいずれかと関連づけられた少なくとも1つの受信機を初期化又は再初期化するための命令と、をさらに備える請求項84に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項86

前記様々な技術は、無線通信システムと、衛星測位システムと、を含む請求項80に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項87

前記通信システムは、CDMAネットワーク、TDMAネットワーク、及びWi−Fiネットワークのうちの少なくとも1つを含む請求項86に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項88

前記衛星測位システムは、全地球測位システム(GPS)を含む請求項86に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項89

現在の基準発振器制御値及び現在の基準発振器周波数バイアス推定値を受信するための命令と、前記受信された基準発振器周波数バイアス推定値を調整するための命令と、前記調整された基準発振器周波数バイアス推定値に対してサニティチェックを行うための命令と、前記調整された基準発振器周波数バイアスパラメータに基づいて格納のための基準発振器パラメータを決定するための命令と、をさらに備える請求項83に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項90

前記決定された基準発振器パラメータの信頼度を表すカウンタの数字を増やすための命令をさらに備える請求項89に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項91

前記基準発振器パラメータが決定されており及び前記信頼度が十分であるときに前記受信された周波数バイアス推定値を調整するための命令と、前記バイアス推定値の経過時間に基づいて基準発振器周波数の不確実性を決定するための命令と、をさらに備える請求項90に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

請求項92

前記基準発振器パラメータが初期化されていないとき又は前記信頼度が十分でないときに前記現在の基準発振器周波数バイアス推定値をゼロに及び前記基準発振器周波数の不確実性を最大値にリセットするための命令をさらに備える請求項91に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。

技術分野

0001

35U.S.C.§119に基づく優先権の主張
本特許出願は、“LOCALOSCILLATORMANAGEMENTFOR WIRELESSDEVICESHAVINGPOSITION DETERMINATION FUNCTIONALITY”(位置決定機能を有する無線デバイスのためのローカル発振器管理)という題名を有する米国仮特許出願一連番号第61/073,731号(出願日:2008年6月18日)、及び“LOCAL OSCILLATOR MANAGEMENT FOR WIRELESS DEVICES HAVING POSITION DETERMINATION FUNCTIONALITY”(位置決定機能を有する無線デバイスのためのローカル発振器管理)という題名を有する米国仮特許出願一連番号第61/088,667号(出願日:2008年8月13日)に対する優先権を主張するものであり、両方とも、これの譲受人に対して譲渡され、ここにおいて引用されることによって明示でここに組み入れられている。

0002

本開示の態様は、概して、位置決定及び/又はナビゲーション機能を有する無線デバイスに関するものである。本開示の態様は、より具体的には、無線デバイス内の様々な技術によって利用される共有基準発振器の動作を管理することに関するものである。

背景技術

0003

モバイル通信ネットワークは、無線デバイスの位置を特定することに関連していてますます精巧化してきている能力を提供するようになっている。新しいソフトウェアアプリケーション、例えば、個人的な生産性共同通信ソーシャルネットワーキング、及びデータ取得、に関連するもの、は、新しい特徴を消費者に提供するために地理位置情報を利用することができる。さらに、ある管轄区の幾つかの規制上の要求は、モバイル端末が緊急サービス、例えば米国における911番、を呼び出すときにそのモバイル端末の位置を報告することをネットワークオペレータに要求することができる。

0004

符号分割多元接続(CDMAデジタルセルラーネットワークにおいては、位置特定能力は、無線デバイスへの基地局からの無線信号の測定された到着時間から無線デバイスの位置を計算する技法である、高度順方向リンク三角測量(Advanced Forward Link Triangulation)(AFLT)によって提供することができる。より高度な技法はハイブリッド位置特定であり、ここでは、移動局は、AFLT及び衛星測位システムSPS)の両方の測定値に基づいて位置が計算されるSPS受信機を採用することができる。

0005

SPS受信機は、無線デバイスの位置決定の精度を向上させるために無線デバイス内に組み込まれるようになってきている。SPS受信機は、自律型で、すべてのSPS取得機能及び位置計算を行うことができ(独立型とも呼ばれる)、又はそれらは、非自律型で(無線援助型とも呼ばれる)、SPS取得データを提供するための及び可能な場合は位置計算を行うためのその他の無線ネットワーク技術に依存することができる。

0006

無線通信システム及びSPSの両方を有する無線デバイスにおいては、両システムによって用いることができるシステムコンポーネント共有することは対費用効果を高くすることができる。例えば、該システムは、基準周波数を提供するための基準発振器、例えば、同調(tunable)基準発振器及び/又は自走(free−running)基準発振器、を共有することができる。該コンポーネントを共有することは、コスト、複雑さ、大きさ、重量、及び電力消費を低減させることができる。

0007

しかしながら、コンポーネントを共有することは、動作の複雑さを低減させるために性能及び/又は機能の点である程度の妥協を伴うことがある。例えば、現在の無線デバイスは、通信システムの性能のみに基づいた共有周波数管理を可能にすることができるが、SPSの性能を具体的な対象としていない。

0008

無線通信デバイスの位置決定精度は、周波数バイアスによって悪影響を受けることがあり、それは、無線デバイスによって行われるSPSドップラー推定及びSPSドップラー測定に対して影響を及ぼすことがある。大きくは考慮をされていない周波数バイアスは、無線デバイスが衛星を取得する(捜し求める)のを妨げる可能性がある。大きくは考慮をされていない周波数バイアスは、SPS符号位相測定値の決定に対する悪影響が原因で、低質のSPSドップラー測定値が結果として得られることがあり、それらは、位置精度に対しても悪影響を及ぼす可能性もある。

0009

衛星信号を探索及び取得することに関連する複雑さの主な一因は、受信機のローカル発振器(LO)に起因する周波数誤差である。LOは、受信された信号をベースバンド信号ダウンコンバージョンするために受信機において用いられる。その後にベースバンド信号が処理される。SPS衛星から受信された信号の場合は、ベースバンド信号は、いずれの衛星がその信号を送信したかを決定するために、及びその信号の到着時間を決定するためにすべての可能性のある疑似ランダム符号と相互に関連づけられる。探索及び取得プロセスは、LOの周波数誤差によって非常に複雑化される。LOを一因とするいずれの周波数誤差も、典型的には網羅されるべきさらなる探索空間を生み出す。さらに、LO周波数誤差は、到着時間を探索することができる別個次元提示する。従って、到着時間の探索はすべての可能性のある周波数誤差に対して行われることがあるため、探索空間は周波数誤差に比例して増大する。多くのパラメータが真の又は感知されたLO周波数誤差に寄与する。回路動作温度及び回路板全体における温度勾配は、LO周波数に影響を及ぼす。

0010

さらに、LOを生成するために用いられる基準発振器の周波数安定度は、LO周波数の安定度に直接的に寄与する。

0011

従って、ベースバンド信号処理において網羅される探索空間を小さくするためにLO周波数誤差を低減させるための統一された周波数管理手法を採用するのが有益であろう。探索空間が小さくなることは、より低い探索上の複雑さを可能性し、それは、より高い受信機感度及び短縮された探索及び取得時間を可能にする。

0012

本発明の典型的な態様は、位置決定機能を有する無線デバイスのための基準発振器管理のための装置及び方法を対象とするものである。本開示の一態様においては、方法は、最低の基準発振器誤差と関連づけられた基準発振器パラメータを選択することを含み、選択は、無線デバイス内において異なる技術を用いて導き出された基準発振器パラメータに基づく。方法は、選択された基準発振器パラメータに基づいて衛星を取得する(捜し求める)ことと、衛星に基づくポジションフィックス(position fix)(衛星ベースによる位置固定)を計算すること、とをさらに含む。方法は、衛星に基づくポジションフィックス(衛星ベースでの位置固定)の品質を決定することと、衛星に基づくポジションフィックス(衛星ベースでの位置固定)の品質に基づいて基準発振器パラメータを更新すること、とをさらに含む。

0013

他の態様においては、基準発振器は、同調基準発振器、例えば、電圧制御温度補償型水晶発振器VCTCXO)又は電圧制御型水晶発振器(VCXO)、又は自走発振器、例えば、温度補償型水晶発振器(TCXO)又は水晶発振器(XO)、であることができる。

0014

本開示の他の態様においては、複数の技術を用いる基準発振器を管理する位置決定機能を有する無線デバイスが提示される。無線デバイスは、無線通信システムと、衛星測位システム(SPS)受信機と、無線通信システム及びSPS受信機に接続された基準発振器と、を含むことができる。デバイスは、基準発振器、SPS、及び無線通信システムに接続されたモバイルコントローラをさらに含むことができる。デバイスは、モバイルコントローラに接続されたメモリをさらに含むことができ、メモリは、基準発振器パラメータテーブル及び前記モバイルコントローラへのインストラクションを格納しているものであって、前記インストラクションは、最低の基準発振器誤差と関連づけられた基準発振器パラメータを選択し、選択された基準発振器パラメータに基づいて衛星を取得し、衛星に基づくポジションフィック(衛星ベースによって位置を固定すること)を計算し、衛星に基づくポジションフィックス(衛星ベースでの位置固定)の品質を決定し、及び衛星に基づくポジションフィックスの品質に基づいてLOパラメータを更新することをモバイルコントローラに行わせる命令を格納するためのものであり、前記選択は、無線デバイス内において異なる技術を用いて導き出された基準発振器パラメータに基づく。

図面の簡単な説明

0015

添付される図面は、本発明の態様の説明を補助するために提示され、及び、これらの態様の例示のみを目的として提供され、それらを限定することは目的としない。
典型的なSPS受信機の最上位ブロック図である。
衛星を取得するためにSPS受信機によって探索される典型的な符号位相/周波数空間を表す図である。
SPS受信機のために受動的周波数バイアス補正を利用する典型的な無線通信及び位置デバイスブロック図である。
SPS受信機のための受動的周波数バイアス補正を行うための典型的なプロセスを示す最上位フローチャートである。
SPS受信機のための受動的補正のための周波数バイアスパラメータを更新するための典型的なプロセスを示すフローチャートである。
周波数バイアスを入手し及びSPS受信機のための受動的補正のための関連づけられた周波数不確実性を決定するための典型的なプロセスを示すフローチャートである。
典型的な無線通信及び位置デバイス全体のために周波数バイアス補正を利用する無線デバイスのブロック図である。
無線デバイス全体のための周波数バイアス補正を行うための典型的なプロセスを示した最上位フローチャートである。

実施例

0016

本発明の態様は、本発明の特定の態様を対象とする以下の説明及び関連する図面において開示される。本発明の適用範囲から逸脱することなしに代替態様を案出することができる。さらに、本発明の関連する詳細を曖昧にしないようにするために本発明のよく知られた要素は詳細には説明されず又は省略される。

0017

語句“典型的な”は、“1つの例、事例、又は実例”を意味するためにここにおいて用いられる。ここにおいて“典型的な”として説明されるいずれの態様も、その他の態様よりも好ましい又は有利であるとは必ずしも解釈されるべきではない。同様に、用語“本発明の態様”は、本発明の全態様が説明される特徴、利点又は動作モードを含むことは要求しない。

0018

ここにおいて用いられる用語説明は、特定の態様のみについて説明することを目的とするものであり、本発明の態様を制限することは意図されない。ここにおいて用いられる場合において、単数形“a”、“an”及び“the”は、文脈が別のことを明示しない限り、複数形も同様に含むことが意図される。用語“備える”、“備えること”、“含む”及び/又は“含むこと”は、ここにおいて用いられるときには、記載された特徴、整数(integer)、ステップ、動作、要素、及び/又はコンポーネントの存在を明示するが、1つ以上のその他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/又はその集まりの存在又は追加を除外するものではないことがさらに理解されるであろう。

0019

さらに、多くの態様は、例えば、計算デバイスの要素によって実行されるべき一連の動作の点で説明される。ここにおいて説明される様々な動作は、特定の回路(例えば、特定用途向け集積回路ASIC))によって、1つ以上のプロセッサによって実行されるプログラム命令によって、又は両方の組み合わせによって実行することができることが認識されるであろう。さらに、ここにおいて説明されるこれらの一連の動作は、実行時にここにおいて説明される機能を果たすことを関連づけられたプロセッサに行わせる対応する一組のコンピュータ命令を格納しているあらゆる形態のコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体内において完全に具現化されるとみなすことができる。従って、本発明の様々な態様は、幾つかの異なる形態で具現化することができ、それらのすべては、請求される主題の適用範囲内であることが企図されている。さらに、ここにおいて説明される態様の各々に関して、あらゆる該態様の対応する形態は、ここにおいては、例えば、説明される動作を実行するように“構成された論理”として説明することができる。

0020

図1は、典型的な衛星測位システム(SPS)受信機の最上位ブロック図であり、説明を単純化するために基本的な機能上のコンポーネントのみを示す。アンテナ102は、ブロードキャスト信号と受信機100との間のインタフェースとして働くことができる。アンテナ102は、受信機100がSPS受信機として構成される場合にLバンドにおいて送信された信号を最適に受信するために同調させることができる。SPS受信機の場合は、ブロードキャスト信号のソースは、地球軌道周回しているSPS衛星群であることができる。

0021

ここにおいて用いられる場合において、用語“衛星測位システム”は、全地球測位システム(GPS)、欧州のガリレオシステムロシアグロナス(GLONASS)システム、NAVSTAR、GNSS、これらのシステムの組み合わせからの衛星を用いるシステム、又はその他の現在の衛星測位システム又は将来開発される可能性があるいずれかのSPSを包含することができる。さらに、用語“衛星測位システム”は、疑似衛星(pseudolite)測位システム、又は疑似衛星と衛星の組み合わせを用いるシステムを含むこともできる。疑似衛星は、PN符号又は(搬送波信号における変調されたGPS又はCDMAセルラー信号に類似する)その他の測距符号をブロードキャストする地上ベース送信機であると定義することができる)。

0022

アンテナ102によって受信されたSPS信号は、ダウンコンバータ107に結合することができる。ダウンコンバータ107は、アンテナ102によって受信されたRF信号をさらに処理されるベースバンド信号にダウンコンバージョンするために働く。ダウンコンバータ107の主コンポーネントは、ミキサ106及び基準発振器104から周波数合成器105によって生成されたローカル発振器(LO)信号である。受信された信号は、アンテナ102からダウンコンバータ107内のミキサ106に結合される。ダウンコンバータ107内での信号のフィルタリング又は増幅は、その機能上のコンポーネントを対象とするようにブロック図が簡略化されているため、示されていない。ミキサ106は、受信された信号を基準発振器104から周波数合成器105によって生成されたLO信号と有効に乗算するために動作する。ミキサ106からの結果的に得られた信号出力は、2つの一次周波数においてセンタリング(centering)される。ミキサ106の出力の1つの周波数成分は、受信された信号の中心周波数及びLO動作周波数の和においてセンタリングされる。ミキサ106の出力の第2の周波数成分は、受信された信号の中心周波数及びLO動作周波数の差においてセンタリングされる。ダウンコンバータ107の出力は、希望されない周波数成分をミキサ106から除去するために及び後続する信号処理の前にダウンコンバージョンされた信号を予めコンディショニングするためにフィルタ108に結合することができる。

0023

フィルタリングされた信号は、相関器110のバンク(bank)に結合することができる。相関器110は、フィルタリングされた信号を処理するためにデジタル信号処理技法を利用する。相関器は、デジタル信号処理を可能にするためにアナログ−デジタル変換器ADC)を用いて信号をデジタル化する。相関器110は、受信機100がSPS位置決定のために構成されているときに受信された衛星信号の符号位相オフセットを決定するために用いることができる。受信機100は、最初にパワーアップされたときにその位置に関する事前の知識を有さないことができる。受信機100は、各衛星によって送信されたすべての可能性のある疑似ランダム数(PN)符号系列全体にわたって探索することによってその初期位置を決定する。さらに、受信機110は、すべての可能性のあるPN符号のすべての可能性のある位相にわたって探索することができる。探索は、受信機100によって用いられる探索時間を短縮するために並行して動作する幾つかの相関器によって行うことができる。各相関器は、単一のPN系列において動作する。相関器は、衛星から受信された符号に対する内部で生成されたPN符号の位相オフセットを決定することを試みる。衛星信号に対応しないPN符号は、これらのPN符号のランダム性質に起因して有意な相関関係を有することができない。さらに、正確なPN符号は、2つの符号信号の位相が整合されていないかぎり受信された信号と有意な相関関係を有することできない。従って、相関器110は、2つの信号の符号位相が整合されているときに受信された信号と同じ疑似ランダム符号を有する相関器内においてしか相関関係の指示を提供することができない。

0024

相関器の結果は、ピーク検出112プロセッサに結合することができる。多くの相関器は、並行して動作し、受信された信号に関する最も可能性が高い疑似ランダム符号及び符号位相オフセットを決定することができるピーク検出112プロセッサに結果を同時に提供する。

0025

SPSは、各々の衛星のために直交符号を利用する。これは、すべての衛星が同じ周波数で同時に送信するのを可能にする。従って、受信機は、複数のソースからの情報が同時に提示される。複数の相関器110は、互いに独立して動作し、その他の直交符号が存在する状態で受信されたPN符号の位相を決定することができる。従って、ピーク検出112プロセッサは、幾つかのPN符号を特定する相関数字及びそれらの符号に関する位相オフセットが同時に提供される。各衛星はPN符号が割り当てられるため、疑似ランダム符号の特定は、特定の衛星をそのソースとして特定する。さらに、符号位相オフセットを決定することは、その信号の到着時間を決定することである。プロセッサ114は、受信機の位置を計算するためにピーク検出112プロセッサ内の情報を解析する。PN符号及び符号位相オフセットを同時に決定することは、ピーク検出112プロセッサが更新されるときにプロセッサ114が受信機位置の推定を行うことを可能にする。

0026

しかしながら、探索プロセスは、ダウンコンバータ107内のLO周波数が不正確である場合は複雑である。周波数誤差の追加の寄与因子(contributor)は、受信機の速度に起因するドップラーシフトの寄与である。受信機LOが完璧に正確である状況においてさえも、ドップラーシフトの寄与に起因する感知された周波数誤差が存在することがある。このシフトは、衛星送信の周波数の見かけ上の増加又は見かけ上の減少を引き起こすことがある。衛星及び受信機LOの両方とも完璧に安定することができるが、受信機における信号は、周波数がシフトしているように見える。受信機の動きを一因とするドップラーシフトが受信機内において補正されない場合は、それは、受信機内に既に存在する周波数誤差に寄与する可能性がある。

0027

図2は、衛星を取得するためにSPS受信機によって探索される典型的なPN符号位相/周波数空間200を表す図である。LOの周波数精度の誤差は、探索プロセスを複雑にする。SPS受信機内の各相関器は、すべての符号位相の可能性について探索することができる。符号位相探索空間は、図2においては垂直の探索空間として示される。符号位相探索空間内の各ビン(bin)は、最小の識別可能な符号位相差を表す。SPSのために用いられる短い疑似ランダム符号長は、1203ビットの長さであることができる。従って、疑似ランダム符号の位相を一意で特定するために少なくとも1023のビンを符号位相探索空間において用いることができる。

0028

周波数探索空間の増大は、完全な探索空間200を比例的に増大させることが図2からわかる。周波数誤差はいずれの符号位相誤差とも互いに排他的であることができるため、周波数探索空間は、追加の探索次元を表す。一態様においては、周波数探索空間内の各ビンは、最小の識別可能な周波数スパンを表すことができる。最小の識別可能な周波数スパンの大きさは、全体的なコヒーレント積分時間の数(number)の関数である。最小の識別可能な周波数スパンは、全体的なコヒーレント積分時間が増大するのに応じて小さくなる。さらに、希望される周波数探索空間を達成させるために十分な数の周波数ビンが用いられる。説明されないLOバイアス及び/又はドリフトの増大は、増大された周波数探索空間を典型的に必要とする。

0029

受信機は、完全な探索空間200において定義された各ビン内のサンプルを相関させる。引き続く結果は、受信された信号の信号対雑音比(SNR)をさらに向上させるために累積される。LOドリフトは、累積の結果を周波数ドリフトに対応する幾つかのビン内に現れさせる。信号のこの“スミアリング(smearing)”は、図2においては幾つかの周波数ビンにおける陰影として示される。ドリフトを呈さないLOは、累積の結果が1つの単一周波数ビン内に現れることを可能にする。これは、増大されたSNRを通じての信号の特定を大幅に向上させることができる。

0030

すべてのその他に対して圧倒的であることが予想されるLOの周波数精度の誤差は、共有される基準発振器周波数の不安定性に起因するLO誤差である。これらの誤差は、基準発振器を共有する無線デバイス内のすべての無線通信システム及びSPSシステムに共通する。

0031

本開示の様々な態様において、無線通信デバイスにおいて用いられる位置決定システムのために基準発振器の周波数バイアス、経時変化(aging)の影響、及び不確実性を有効に管理することを介してローカル発振器の周波数誤差を有効に管理するための統一された手法を提供するために装置及び方法が提示される。これらの手法は、位置決定システムと関連づけられた様々な発振器パラメータ非揮発性メモリに格納することができる。

0032

これらのパラメータは、後続する衛星取得及び成功裏の位置特定フィックスを用いて更新及び改良することができ、SPSが初期化されるごとに後続する衛星取得及び位置特定フィックスのために用いられる時間を短縮するためにのちに用いることができる。幾つかの態様においては、これらの保存されたパラメータは、周波数探索ウィンドウを変更するためにソフトウェア内において用いることができる。その他の態様においては、これらのパラメータは、無線デバイスの基準発振器を直接同調させるために用いることができ、それは、ソフトウェアにおいて周波数探索ウィンドウを変更する必要性をなくすことができる。その他の態様においては、独立型位置決定システム、例えば、独立型GNSS受信機、独立型PNDデバイス、等のために基準発振器の周波数バイアス、経時変化の影響、及び不確実性を有効に管理することを介してローカル発振器の周波数誤差を有効に管理する手法を提供するために装置及び方法が提示される。

0033

図3は、衛星測位システム(SPS)受信機のために受動的な周波数バイアス補正を用いる無線通信システムと位置決定システムとを含む典型的な無線デバイス300のブロック図である。

0034

ここにおいて用いられる場合において、用語“無線デバイス”は、ネットワークを通じて情報を転送すること及び位置決定及び/又はナビゲーション機能も有することができるあらゆるタイプの無線通信デバイスを意味することができる。無線デバイスは、ネットワーク及び/又はSPS信号を受信及び処理することが可能なあらゆるセルラーモバイル端末、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ラップトップパーソナルデジタルアシスタント、又はその他のあらゆる適切なモバイルデバイスであることができる。

0035

さらに、ここにおいて用いられる場合において、用語“ネットワーク”は、無線ワイドエリアネットワーク(WWAN)と、無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)と、無線パーソナルエリアネットワーク(WPAN)と、等を含むいずれかの無線通信ネットワークを意味することができる。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、単一搬送波周波数分割多元接続(SC−FDMA)ネットワーク、等であることができる。CDMAネットワークは、1つ以上の無線アクセス技術(RAT)、例えば、cdma2000、広帯域−CDMA(W−CDMA(登録商標))、等、を実装することができる。Cdma2000は、IS−95規格と、IS−2000規格と、IS−2000EV−DO規格と、IS−856規格と、を含む。TDMAネットワークは、グローバル移動体通信システム(GSM(登録商標))、デジタルアドバンス携帯電話システム(D−AMPS)、又はその他のRATを実装することができる。GSM及びW−CDMAは、“第3世代パートナーシッププロジェクト”(3GPP)という名称コンソーシアムからの文書において記述されている。

0036

Cdma2000は、“第3世代パートナーシッププロジェクト2”(3GPP2)という名称のコンソーシアムからの文書において記述されている。3GPP及び3GPP2の文書は、公に入手可能である。WLANは、IEEE802.11xネットワークであることができ、WPANは、Bluetooth(登録商標)ネットワーク、IEEE802.15x、又はその他のタイプのネットワークであることができる。これらの技法は、WWAN、WLAN及び/又はWPANのあらゆる組み合わせに関して用いることもできる。

0037

最後に、ここにおいて用いられる場合において、用語“受動的”補正は、共有される基準発振器を同調させる(又は“同期させる”(discipline))ために直接適用されない周波数バイアス補正を意味することができる。その代わりに、受動的補正モードにおいては、該補正は、基準発振器から導き出されたLOが利用される場所から下流であることができるシステムのその他の部分において適用することができる。図3に示される態様において、補正は、受信されたRF信号をダウンコンバ−ジョンするためにLOが用いられた後にソフトウェアにおいて適用することができる。該受動的補正は、既存の無線デバイスにおいて補正を実装することの影響を低減させる利点を有することができる。

0038

無線デバイス300は、1つ以上のアンテナ302に接続することができる無線通信システム304を含むことができる。無線通信システム304は、ネットワーク内の無線基地局と通信する及び/又は無線基地局への/からの信号を検出する、及び/又はその他の無線デバイスと直接通信するための適切なデバイス、ハードウェア、及び/又はソフトウェアを備える。無線通信システムは、送信された/受信された通信信号のための正確なアップコンバージョン/ダウンコンバージョン(例えば、周波数変換)を可能にするローカル発振器信号(LO)を生成するために外部の共有される基準発振器306を利用する送信機/受信機モジュールを含むことができる。

0039

一態様においては、無線通信システム304は、無線基地局のCDMAネットワークと通信するのに適するCDMA通信システムを備えることができる。しかしながら、その他の態様においては、無線通信システムは、他のタイプのセルラーテレフォニーネットワーク、例えば、TDMA又はGSM、を備えることができる。さらに、その他のタイプの無線ネットワーク化技術、例えば、WiFi(登録商標)(802.11x)、WiMAX(登録商標)、等、を用いることができる。

0040

モバイル制御システム(MC)310は、無線通信システム304に接続することができ、及び、標準的な処理機能、及びその他の計算及び制御機能を提供するマイクロプロセッサを含むことができる。MC310は、データ及び無線デバイス300内のプログラミングされた機能を実行するためのソフトウェア命令を格納するための搭載メモリを含むこともできる。MC310は、追加の格納のための外部メモリ(示されていない)をさらに利用することができる。本開示の態様と関連づけられたソフトウェア機能の詳細が以下においてさらに詳細に説明される。

0041

位置決定システムは、無線デバイス300内において提供することができる。一態様においては、位置決定システムは、SPS受信機308を含むことができる。SPS受信機308は、1つ以上のアンテナ302、MC310、及び基準発振器306に接続すること、及びSPS信号を受信及び処理するための適切なハードウェア及び/又はソフトウェアを備えることができる。SPS受信機308は、その他のシステムに情報及び動作を適宜要求し、及び、いずれかの適切なAFLTアルゴリズム、SPSアルゴリズム、又はAFLTとSPSアルゴリズムの組み合わせ(A−SPS)によって得られた測定値を用いて無線デバイスの位置を決定するために必要な計算を行う。

0042

SPS受信機308は、無線通信システム304のために信号を処理するために用いられるのと同じ基準発振器306を受信されたSPS信号を処理するために利用することができる。共有された基準発振器を有することは、無線デバイス300の向上された電力効率及び低減されたコストという利点を提供することができる。異なる周波数要求を有することがある各システムを無線デバイス300内に収容するために、各システムは、共有される基準発振器306から要求される周波数でそれ自体のローカル発振器(LO)信号を生成することができる。一例として、SPS信号の同時受信及び/又は無線通信信号の受信/送信のために、SPS受信機308及び無線通信システム304は、各システムのための必要に応じて、異なる周波数ローカル発振器信号(LO)の生成のために別個の周波数合成器を採用することができる。

0043

基準発振器306は、同調基準発振器、例えば、電圧制御型水晶発振器(VCCO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)、であることができ、発振の周波数は、電圧、又はこの態様におけるようにデジタル電圧制御値、によって制御することができる。さらに、温度(及び/又はその他の誤差源)に起因する発振周波数の望ましくない変動は、精度を向上させるために基準発振器を同調させることによって直接補償することができる。該誤差及びそれらの関連づけられた補償が以下においてさらに詳細に説明される。他の態様においては、基準発振器360は、自走ローカル発振器、例えば、水晶発振器(XO)又は温度補償型水晶発振器(TCXO)、であることができる。温度(及び/又はその他の誤差源)に起因する発振周波数の望ましくない変動は、無線デバイスに搭載された各々の個々のシステム、例えば、各システムのLOの下流の、SPS受信機308及び/又は無線通信システム304、において適用された補正を介して補償することができる。ユーザインタフェース322は、いずれかの適切なインタフェースシステム、例えば、モバイルデバイス300とのユーザによる対話を可能にするマイク/スピーカ328、キーパッド328、及びディスプレイ324、を含むことができる。マイク/スピーカ328は、無線通信システム304を用いる音声通信サービスを提供する。キーパッド326は、ユーザによる入力のためのいずれかの適切なボタンを備える。ディスプレイ324は、いずれかの適切なディスプレイ、例えば、バックライト方式LCDディスプレイ、を備える。

0044

幾つかのソフトウェアモジュール及びデータテーブルがメモリに常駐すること及び無線通信システム304又はSPS受信機308のいずれかが初期化されたときに基準発振器において誤差及びバイアスを管理するためにMC310によって利用することができる。

0045

無線通信システムに関して、システムの以前の状態、温度、及び/又は基準発振器の経時の稼働期間(age)に基づくことができる様々な周波数バイアス/誤差推定値を提供するために基準発振器周波数マネージャ312を用いることができる。これらの推定値は、異なる精度を典型的に有することがあり、それらは、パーツ・パー・ミリオン(ppm)の単位で測定することができる。周波数バイアス/誤差及び関連づけられた不確実性の両方とも基準発振器周波数パラメータテーブル314に格納することができる。無線通信システムが初期化されたときに、基準発振器周波数マネージャ312は、基準発振器周波数パラメータテーブル314から最低の関連づけられた誤差を有する周波数バイアス推定値を選択することができる。基準発振器312が同調可能である態様においては、この周波数バイアス推定値は、基準発振器306が無線通信システムのための信号を適切に取得すること及び受信/送信することができるようにそれを直接同調させるために用いることができる。基準発振器306が自走式である他の態様においては、基準発振器周波数パラメータテーブル314からの周波数バイアス推定値は、信号を適切に変調/復調するために無線通信システム内の他の場所において用いることができる。例えば、基準発振器周波数マネージャ(312)は、無線通信信号の取得のための初期の周波数ウィンドウの中心及び幅を設定するためにこれらの項目を利用することができる。

0046

基準発振器パラメータテーブル314に格納されている周波数バイアス推定値は、使用される基準発振器の“良好さ(goodness)”を明示するために基準発振器が製造されるときにメーカーによって提供されるハード符号化されたデフォルトと、ネットワークプロバイダからデバイスに対して提供された値(ネットワークのタイプ、例えば、CDMA、WCDMA(登録商標)、GSM、1x、1xEVDO、に依存して変化することができる)と、基準発振器の測定された温度及び/又は経時の稼働期間に基づく値と、無線通信システムがプロバイダ搬送波周波数ロックした後に導き出された最近良好システム(Recent Good System (RGS)値と、を含むことができる。動作中に、無線通信システム304は、搬送波周波数のシフトを決定するために周波数追跡ループを用いることができるため、RGS値は良好で適切化させること及び格納することができる。

0047

基準発振器パラメータテーブル314にはより新しい値を最近良好システム値として格納することができる。

0048

SPS受信機の初期化中に、SPS周波数マネージャ316は、基準発振器パラメータテーブル(314)及びSPS周波数パラメータテーブル(317)の両方から最低の関連づけられた誤差を有する周波数バイアス推定値を入手すること及び衛星を取得するためにこれらの項目を利用することができる。例えば、SPS周波数マネージャ(316)は、衛星取得のために初期の周波数ウィンドウの中心及び幅を設定するためにこれらの項目を利用することができる。SPS受信機が初期化された時点で、SPS周波数マネージャ316は、最後の良好な衛星に基づくポジションフィックスと関連づけられた少なくとも1つのSPS周波数バイアス値を決定することができる。この値は、SPS周波数パラメータテーブル317に格納し、基準発振器パラメータテーブル(314)からのより良い品質の(例えば、より小さい不確実性の)周波数バイアス推定値が存在しないときに後続する初期化のために用いることができる。格納された最後の良好なフィックス情報に起因して、後続する初期化時に衛星を取得してポジションフィックスを得るための期間を短縮することができる。図3に示される態様は、SPS受信機の観点からは受動的であり、格納されたSPS周波数バイアス値は、SPS受信機308によって用いられるSPS信号の中心周波数を探すために用いられるウィンドウのための中心及び幅を計算するために用いることができる。この態様において、SPS周波数パラメータテーブル(317)からの格納されたバイアス値は、基準発振器306を同期させる(discipline)ために基準発振器周波数マネージャ(312)によって用いられない。さらに、SPS周波数パラメータテーブル317に格納されたバイアス値は、無線通信信号の変調/復調を援助するために基準発振器誤差を補正するために基準発振器マネージャ312によって用いられない。さらに、この態様においては、SPS受信機のみがこの周波数情報利用中であり、電話内のその他のシステム(例えば、無線通信システム)はこの情報を使用していない。

0049

SPS周波数マネージャは、SPS周波数バイアス推定値(318)を決定するための、及びSPS周波数パラメータテーブル317における格納のためにSPSバイアス推定(320)を更新するためのソフトウェアモジュールを含む。これらのソフトウェアモジュールは、図5及び6に示されるフローチャートを用いて以下において詳細に説明される。

0050

ソフトウェア及びSPS基準発振器周波数バイアス値は、MC310に搭載することができる非揮発性メモリに格納することができる。しかしながら、その他の態様においては、このメモリは、別個のチップパッケージに常駐することができる。SPS周波数バイアス推定値に加えて、周波数探索ウィンドウの中心及び/又は幅を計算するために周波数の不確実性等のその他のパラメータを用いることができる。格納された項目は、MC310による後続する使用のために、SPS周波数パラメータテーブル317内の値を更新するための単純なアルゴリズムとともに用いることができる。

0051

図7及び8に示される)その他の態様において説明されるように、SPSのために決定された情報は、無線通信システムにおいて用いられるその他の技術にとっても有益であることができ、及び改良された航法衛星取得時間のために役立つことができる。

0052

1つの無線通信システム304のみが図3に示される一方で、本発明のその他の態様においては2つ以上の無線通信システムを用いることができることを理解することができる。例えば、多モード無線デバイスを用いることで、異なる無線通信システム(例えば、CDMA、TDMA、Wi−Fi(登録商標)、等)が、様々な異なるネットワークにアクセスするために無線デバイス内に存在することができる。無線デバイス及びネットワークに依存して、これらの異なる無線通信システムは、互いに別々に動作することができ、又は同時に動作することができる。

0053

さらに、1つのSPS308が図3に示される一方で、位置の特定及び/又はナビゲーション機能を実行するために本発明のその他の態様においては2つ以上のSPS308を無線デバイス300において用いることができることを理解することができる。

0054

図4は、SPS受信機の受動的周波数バイアス補正を行うための典型的な方法400を示した最上位ブロック図である。最初に、方法は、異なる技術から最低の誤差を有する基準発振器パラメータをモバイルコントローラ(MC)310に選択させることによって開始することができる(ブロック402)。これらのパラメータは、基準発振器パラメータテーブル314及び/又はSPS周波数パラメータテーブル317に格納することができる周波数バイアスと不確実性とを含むことができる。この時点において、周波数バイアスパラメータは、無線通信システム304、又はSPS受信機308と関連づけられた技術を用いて発生していることができる。最良の周波数バイアス及び不確実性が基準発振器パラメータテーブル314又はSPS周波数パラメータテーブル317から読み出された時点で、MC310は、SPS信号を探すために用いられるSPS周波数ウィンドウの中心及び幅を決定するためにこれらの値を用いることができる(B404)。探索ウィンドウのこれらの中心及び幅は、取得プロセスを初期化するためにMC310によってSPS受信機308に提供される(B406)。次に、SPS受信機308は良好な衛星フィックスを入手するかどうかを試験するために決定を行うことができる(B408)。衛星信号が取得されなかった場合は、MC308は、SPS周波数パラメータテーブル317内のSPS周波数バイアス値及び/又は不確実性を更新しない(B412)。SPS受信機308が良好な衛星フィックスを取得した場合は、MC310は、SPS周波数マネージャ316を用いてSPS周波数バイアス及び/又は不確実性を更新することができる(B410)。周波数更新がどのようにして行われ及び後続してどのように用いられるかの詳細が、図5及び6の説明においてそれぞれ以下に提示される。

0055

従って、周波数バイアス値は最後の良好な衛星フィックスに基づいて更新されるため、上記の方法は、適応型のSPSローカル発振器管理技法であると定義することができる。

0056

この技法は、初期のSPS周波数探索空間の適切なバイアシングを可能にすること及びその他の無線通信技術からのより良い基準発振器マネージャ情報が存在しない場合における初期のSPS周波数の不確実性をさらに低減させることができる。この技法は、初期のSPS周波数探索空間の適切なバイアシング(biasing)を可能にすること及び独立型位置決定デバイス、例えば、独立型GNSS受信機、独立型PNDデバイス、等、における初期のSPS周波数の不確実性をさらに低減させることもできる。

0057

図5は、SPS受信機308のための受動的な補正のための周波数バイアスパラメータを更新するための典型的なプロセス500を示すフローチャートである。このプロセスは、SPS周波数マネージャ316の一部であることができ、より具体的には、周波数バイアス推定決定(FBED)モジュール318に実装することができる。

0058

同調基準発振器がSPSLO生成のために用いられる態様においては、このモジュールは、更新されたSPS周波数バイアス推定値、バイアス推定値と関連づけられた同調基準発振器周波数制御値及びこれらの値と関連づけられた時間(例えば、タイムスタンプ)を出力として提供することができ、すべてがSPS周波数パラメータテーブル317に格納される。

0059

最初に、入力パラメータをこのモジュールに渡すことができ(B502)、それらは、現在の同調基準発振器周波数制御値と、現在の周波数バイアス推定値と、(例えば、1980年1月6日以降の秒数であることができるSPSタイムスタンプTSであることができる)現在の時間値と、を含むことができる。同調基準発振器周波数制御値は、デジタル量(例えば、12ビットの符号付き整数値)であることができ、及び、現在の周波数バイアス推定値は、現在の時間値に対応することができる時間とともに変化する量であることができる。SPS周波数パラメータテーブル(317)内の基準発振器周波数制御値及び周波数バイアス値が初期化されているかどうかを決定するために条件付き動作を行うことができる(B504)。そうでない場合は、これらのパラメータは、入力パラメータを用いて初期化することができ(B528)、カウンタの数字を増やすことができる(B530)。このカウンタは、“信頼度カウンタ”と呼ぶことができ、それは、現在のSPS周波数バイアス推定値の品質の尺度を表すことができる。信頼度カウンタ値が高いほど、周波数バイアス推定値はより正確であると考えることができる。パラメータが初期化されていることがB504において決定された場合は、信頼度カウンタがゼロであるかどうかを決定するために他の条件付き動作を行うことができる(B506)。そうである場合は、入力されたパラメータを用いてSPS周波数パラメータテーブル内の基準発振器周波数制御値及び周波数バイアス推定値を初期化することができ(B524)、信頼度カウンタの数字を増やすことができる(B526)。

0060

信頼度カウンタがゼロでなかったことがB506において決定された場合は、FBEDモジュール318は、現在の入力周波数バイアス推定値がSPS周波数パラメータテーブル317内の現在の周波数バイアス推定値と同じ同調基準発振器周波数制御値と関連づけられていなかった場合は、新しい周波数バイアスを計算するときにこれらの2つの間のデルタを適切に説明するために、それを調整することができる。さらに、推定された同調基準発振器の感度における関連づけられた誤差を説明するためにその結果得られた周波数の不確実性を拡大させるべきである。

0061

さらに、ブロック508において入力されたSPS周波数バイアス推定値を調整するときにVCOの経時の稼働期間を考慮に入れることができる。

0062

次に、結果が予想される又は許容可能な範囲の外に存在するかどうかを検出するために条件付き動作において調整された周波数バイアス値に対してサニティチェック(sanity check)を行うことができる(B510)。パラメータがサニティチェックに合格しない場合は、信頼度カウンタの数字を減らすことができ(B516)、信頼度カウンタがゼロであるかどうかを調べるために他の検査を行うことができる(B518)。それがゼロではない場合は、SPS周波数パラメータは更新されず、方法500は終了される。信頼度カウンタがゼロである場合は、SPS周波数パラメータ値は、SPS周波数パラメータテーブル317において提供されるデフォルト値リセットされ、方法500は終了される。

0063

条件付きブロック510において、調整されたパラメータがサニティチェックに合格した場合は、調整されたパラメータを用いてSPS周波数テーブル(317)内の基準発振器周波数制御及びバイアス推定値を更新することができる。そして、基準発振器パラメータと関連づけられたSPSタイムスタンプも出力として渡すことができる。様々な態様において、基準発振器バイアス推定値は、フィルタを用いてコンディショニングすることができる。このフィルタは、例えば、1/4の利得を有する単純な1ポール(pole)IIRフィルタであることができる。出力値を更新した後は、信頼度カウンタが最大値(例えば、255)未満である場合はそれの数字を増やすことができる(B514)。これで、方法500を終了させ、更新された基準発振器周波数制御値及びバイアス推定値、及びこれらと関連づけられた時間(例えば、SPSタイムスタンプ)をSPS周波数パラメータテーブル(317)に格納することができる。

0064

自走基準発振器がSPSLO生成のために用いられる態様においては、同じフローチャートを適用することができ、ただし、今回の場合は、基準発振器は自走であり、従って電圧制御を有さない(例えば、自走基準発振器周波数制御値を0に設定することができ、そして変化しない)。

0065

図6は、現在の基準発振器周波数制御値及び現在のタイムスタンプに加えて、格納された周波数バイアス、格納された基準発振器周波数制御値、及びそれらの格納された関連づけられた時間を読み取り、及び調整されたSPS周波数バイアス値及び対応する周波数の不確実性を決定するための典型的なプロセス600を示すフローチャートである。このプロセスは、SPS周波数マネージャ316の一部であることができ、より具体的には、周波数バイアス推定更新(FBEU)モジュール320に実装することができる。

0066

最初に、FBEUモジュール320は、現在の基準発振器周波数制御値、及び現在のタイムスタンプに加えて、最新の格納された基準発振器周波数制御値(自走基準発振器の場合は0に設定されて変化しない)、格納された基準発振器周波数制御値と関連づけられた時間、及び対応する格納された基準発振器周波数バイアス値を受信することができる(B602)。これらの格納された値は、以前の良好なSPS衛星フィックスに通常は基づくことができ、その場合は、それらはSPS周波数パラメータテーブル(317)からであることができるが、良好なSPS衛星フィックスがなかった場合、又はそれらがより良い品質であった(例えば、より低い周波数の不確実性を有していた)場合は無線通信システム304に対応するその他の技術と関連づけることができ、その場合は、それらは基準発振器パラメータテーブル(314)からである。

0067

格納されたパラメータ(例えば、SPS周波数パラメータテーブル(317)及び/又は基準発振器パラメータテーブル(314)がFBEDモジュール318において初期化されなかったかどうか又は信頼度カウンタがスレショルド未満であったかどうかを決定するために条件付き動作を行うことができる(B604)。これが真である場合は、SPS周波数バイアスは、ゼロに“調整”することができ、周波数の不確実性は経時変化を考慮に入れて最大の基準発振器誤差に設定される(B612)。

0068

より小さい不確実性の基準発振器パラメータテーブル(314)が決定された場合は、それらを用いることができる。そうでない場合で、SPSパラメータがSPS周波数パラメータテーブル(317)において初期化されたこと及び信頼度カウンタが低すぎなかった(すなわちSPSパラメータ推定値の信頼度が十分である)ことがブロック604において決定された場合は、 FBEDモジュール318において決定された周波数バイアス値を用いることができ及び必要な場合はさらに調整することができる(B608)。その後は、周波数の不確実性は、基準発振器の経時の稼働期間を考慮に入れて決定することができる(B610)。

0069

同調基準発振器が基準発振器306のために用いられる態様においては、(入力された)新しい基準発振器周波数制御値がSPS周波数パラメータテーブル(317)内の現在格納されているものと同じである場合は、バイアス調整は必要でないことができる。異なる場合は、対応する周波数差を説明するために入力された基準発振器周波数バイアスを調整することができる。さらに、推定された基準発振器感度の関連づけられた誤差を説明するために周波数の不確実性を増大させることができる(B608)。このステップは、自走発振器が用いられている態様においては該当せず飛ばすことができる。

0070

図7は、典型的な無線通信及びナビゲーションデバイス700全体に関して周波数バイアス補正を利用する該デバイスのブロック図である。無線デバイス700は、位置決定及び/又はナビゲーション機能を有するあらゆるタイプの無線デバイスであることができ、及び、例えば、携帯電話スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、ラップトップコンピュータ、等を含むことができる。

0071

無線デバイス700は、1つ以上のアンテナ702に接続することができる無線通信システム704を含むことができる。無線通信システム704は、無線基地局と通信する及び/又は無線基地局への/からの信号を検出する、及び/又はその他の無線デバイスと直接通信するための適切なデバイス、ハードウェア、及び/又はソフトウェアを備える。無線通信システムは、送信された/受信された通信信号のための正確なアップコンバージョン/ダウンコンバージョン(例えば、周波数変換)を可能にする外部の基準発振器706を利用する送信機/受信機モジュールを含むことができる。

0072

無線デバイス700は、いずれかの適切なインタフェースシステム、例えば、モバイルデバイス700とのユーザによる対話を可能にするマイク/スピーカ728、キーパッド726、及びディスプレイ724、を含むことができる。マイク/スピーカ728は、無線通信システム704を用いる音声通信サービスを提供する。キーパッド726は、ユーザによる入力のためのいずれかの適切なボタンを備える。ディスプレイ724は、いずれかの適切なディスプレイ、例えば、バックライト方式のLCDディスプレイ、を備える。

0073

一態様においては、無線通信システム704は、無線基地局のCDMAネットワークと通信するのに適するCDMA通信システムを備えることができる。しかしながら、その他の態様においては、無線通信システムは、他のタイプのセルラーテレフォニーネットワーク、例えば、TDMA又はGSM、を備えることができる。さらに、その他のタイプの無線ネットワーク化技術、例えば、WiFi(802.11x)、WiMax、等、を用いることができる。

0074

モバイル制御システム(MC)710は、無線通信システム704に接続することができ、及び、標準的な処理機能、及びその他の計算及び制御機能を提供するマイクロプロセッサを含むことができる。MC710は、データ及び無線デバイス700内のプログラミングされた機能を実行するためのソフトウェア命令を格納するための搭載メモリを含むこともできる。MC710は、追加の格納のための外部メモリ(示されていない)をさらに利用することができる。本開示の態様と関連づけられたソフトウェア機能の詳細が以下においてさらに詳細に説明される。

0075

位置決定システムは、無線デバイス700内に提供される(設けられる)ことができる。一態様においては、位置決定システムは、SPS受信機708を含むことができる。SPS受信機708は、1つ以上のアンテナ702、MC710、及び基準発振器706に接続すること、及びSPS信号を受信及び処理するための適切なハードウェア及び/又はソフトウェアを備えることができる。SPS受信機708は、その他のシステムに情報及び動作を適宜要求し、いずれかの適切なAFLTアルゴリズム、SPSアルゴリズム、又はAFLTとSPSアルゴリズムの組み合わせ(A−SPS)によって得られた測定値を用いて無線デバイスの位置を決定するために必要な計算を行う。

0076

SPS受信機708は、無線通信システム704のために信号を処理するために用いられるのと同じ基準発振器706を受信されたSPS信号を処理するために利用することができる。共有された基準発振器を有することは、無線デバイス700の向上された電力効率及び低減されたコストという利点を提供することができる。異なる周波数要求を有することがある無線デバイス700に搭載される各システムに対処するために、各システムは、共有される基準発振器706から、要求される周波数においてそれ自体のローカル発振器(LO)信号を生成することができる。一例として、SPS信号の同時受信及び/又は無線通信信号の受信/送信のために、SPS受信機708及び無線通信システム704は、各システムのための必要に応じて、異なる周波数のローカル発振器信号(LO)の生成のために別個の周波数合成器を採用することができる。

0077

基準発振器706は、同調基準発振器、例えば、電圧制御型水晶発振器(VCXO)又は電圧制御温度補償型水晶発振器(VCTCXO)、であることができ、発振の周波数は、電圧、又はこの態様におけるようにデジタル電圧制御値、によって制御することができる。温度(及び/又はその他の誤差源)に起因する発振周波数の望ましくない変動は、精度を向上させるために補償することができる。該誤差及びそれらの関連づけられた補償が以下においてさらに詳細に説明される。

0078

他の態様においては、基準発振器706は、自走ローカル発振器、例えば、水晶発振器(XO)又は温度補償型水晶発振器(TCXO)、であることができる。温度(及び/又はその他の誤差源)に起因する発振周波数の望ましくない変動は、無線デバイスに搭載された各々の個々のシステム、例えば、各システムのLOの下流の、SPS受信機708及び/又は無線通信システム704、において適用された補正を介して補償することができる。

0079

ソフトウェアモジュール及びデータテーブルは、メモリに常駐すること及び無線通信システム704又はSPS受信機708のいずれかが初期化されたときに基準発振器706における誤差及びバイアスを管理するためにMC710によって利用することができる。

0080

すなわち、基準発振器周波数マネージャ712は、様々な周波数バイアス推定値を提供するために用いることができ、それらは、システムの以前の状態、温度、及び/又は基準発振器の経時の稼働期間に基づくことができる。これらの推定値は、パーツパーミリオン(ppm)の単位で測定することができる異なる精度を典型的に有することができる。基準発振器周波数誤差及び関連づけられた不確実性の両方とも、基準発振器パラメータテーブル714に格納することができる。無線通信又はSPSシステムが初期化されるときに、基準発振器周波数マネージャ712は、最低の関連づけられた誤差を有する周波数バイアス推定値を選択することができる。このバイアス値は、無線通信システムのための信号を適切に取得、追跡及び/又は周波数変換するために及びSPSシステムのための信号を取得、追跡及び/又は復調するために用いることができる。

0081

基準発振器パラメータテーブル714に格納される周波数バイアス値は、使用される基準発振器の“良好さ”を明示するために基準発振器が製造されるときにメーカーによって提供されるハード符号化されたデフォルトと、ネットワークプロバイダからデバイスに対して提供された値(ネットワークのタイプ、例えば、WCDMA、GSM、1x/DOに依存して変化することができる)と、基準発振器の測定された温度及び/又は経時の稼働期間に基づく値と、無線通信システムがプロバイダの搬送波周波数にロックした後に導き出された最近良好システム値(RGS)に基づく値と、を含むことができる。動作中に、無線通信システム704は搬送波周波数のシフトを決定するために周波数追跡ループを用いることができるため、RGS値は向上させること及び格納することができる。これは、基準発振器のバイアス及びドリフトに起因する周波数誤差に対処することができる。基準発振器パラメータテーブル714にはより新しい値を最近良好システム値として格納することができる。

0082

この態様において、SPS受信機の初期化中に、基準発振器周波数マネージャ712は、すべての無線システム(通信及びSPS)から最良の入手可能な情報に基づいて基準発振器周波数バイアスを提供し、従って、衛星を取得するための期間を短縮する。格納されたXO周波数バイアス値は、無線通信信号を取得/受信及び送信するための無線通信システム(704)の初期化中とSPS信号取得のためのSPS受信機(708)の初期化中の両方において用いられる。

0083

無線システム及びSPSシステムの両方が、基準発振器周波数パラメータテーブル(714)を更新するため及び使用するための両方のために基準発振器周波数マネージャ712を用いることが許容されるため、基準発振器に関する互いの“知識”から利益を得ることができる。

0084

自走発振器が基準発振器(706)のために用いられる場合は、格納された基準発振器周波数バイアス値は“受動的に”用いられ、それは、自走基準発振器(706)を調整するために周波数バイアス補正を直接適用することができないことを意味する。むしろ、すべての基準発振器補正は、信号の適切な取得、追跡及び/又は変調/復調のためにデバイスの各々の個々のサブシステム内の別の場所において適用される。例えば、格納された基準発振器周波数バイアス値は、図3において示されるように、SPS信号を探索するために用いられるウィンドウのための中心及び幅を計算するために用いられる。

0085

同調発振器が基準発振器(706)のために用いられる事例においては、格納された基準発振器周波数バイアス値は、“能動的に”用いられ、それは、ソフトウェア内において周波数探索ウィンドウの中心及び幅を調整するために補正を適用するのではなくむしろ同調基準発振器(706)を調整するために周波数バイアス補正を直接適用することができることを意味する。この態様においては、無線通信システム(704)及びSPS受信機(708)によって導き出された同調基準発振器周波数パラメータの両方を、受信されたSPS信号及び受信された/送信された無線通信信号の両方が正確に周波数変換される(前者の場合はRF搬送波からベースバンドにダウンコンバ−ジョンされ及び後者の場合はダウンコンバージョン/アップコンバージョンされる)ように同調基準発振器(706)を同調するために直接用いることができる。

0086

ソフトウェア及び基準発振器周波数バイアス値は、MC710に搭載することができる非揮発性メモリに格納することができる。しかしながら、その他の態様においては、このメモリは、別個のチップパッケージに常駐することができる。基準発振器周波数バイアス推定値に加えて、XOマネージャ710によるその後の使用のために、周波数の不確実性等のその他のパラメータを基準発振器パラメータテーブル714に格納することができる。1つの無線通信システム704のみが図7に示される一方で、本発明のその他の態様においては2つ以上の無線通信システムを用いることができることを理解できる。例えば、多モード無線デバイスを用いることで、様々な異なるネットワークにアクセスするために異なる無線通信システム(例えば、CDMA、TDMA、Wi−Fi、等)が無線デバイス内に存在することができる。無線デバイス及びネットワークに依存して、これらの異なる無線通信システムは、互いに別々に動作することができ、又は同時に動作することができる。

0087

さらに、1つのSPS708のみが図7に示される一方で、位置の特定及び/又はナビゲーション機能を実行するために本発明のその他の態様においては2つ以上のSPS708を無線デバイス700において用いることができることを理解するであろう。

0088

図8は、SPS受信機のための受動的な周波数バイアス補正を行うための典型的なプロセス800を示す最上位のフローチャートである。最初に、方法は、異なる技術から最低の誤差を有する基準発振器パラメータをモバイルコントローラ(MC)710に選択させることによって開始することができる(ブロックB802)。これらのパラメータは、基準発振器パラメータテーブル714に格納することができる周波数バイアス及び不確実性を含むことができる。この時点において、周波数バイアスパラメータは、無線通信システム704、又はSPS受信機708と関連づけられた技術を用いて発生していることができる。最良の周波数バイアス及び不確実性が基準発振器パラメータテーブル714から読み出された時点で、MC706は、SPS信号の中心周波数を探すために用いられるSPS周波数のウィンドウの中心及び幅を微同調させるためにこれらの値を用いることができる(B806)。探索ウィンドウのこれらの中心及び幅は、衛星取得プロセスの初期化を援助するためにMC310によってSPS受信機308に提供される。次に、SPS受信機708は良好な衛星フィックスを入手するかどうかを試験するために決定を行うことができる(B808)。衛星信号が取得されなかった場合は、MC710は、基準発振器周波数パラメータテーブル714内の基準発振器周波数バイアス値及び/又は不確実性を更新しない(B812)。SPS受信機708が良好な衛星フィックスを取得する場合は、MC710は、XO周波数マネージャ712を用いて基準発振器周波数バイアス及び/又は不確実性を更新することができる(B810)。

0089

従って、周波数バイアス値は、最後の良好な衛星フィックスに基づいて更新されるため、上記の方法は、適応型のローカル発振器管理技法であると定義することができる。この技法は、初期のSPS周波数探索空間の適切なバイアシングを可能にすること及びその他の無線通信技術からのより良いXOマネージャ情報が存在しない場合における初期のSPS周波数の不確実性をさらに低減させることができる。

0090

業者は、情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法のうちのいずれかを用いて表すことができることを理解するであろう。例えば、上記の説明全体を通じて参照されることがあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流電磁波、磁場、磁気粒子光学場光学粒子、又はそのあらゆる組合せによって表すことができる。

0091

さらに、ここにおいて開示される態様と関係させて説明される様々な例示的論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズム上のステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両方の組み合わせとして実装可能であることを当業者は理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に例示するため、上記においては、様々な例示的コンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、各々の機能の観点で一般的に説明されている。該機能がハードウェアとして又はソフトウェアとして実装されるかは、全体的システムに対する特定の用途上の及び設計上の制約事項に依存する。当業者は、説明されている機能を各々の特定の用途に合わせて様々な形で実装することができるが、これらの実装決定は、本発明の適用範囲からの逸脱を生じさせるものであるとは解釈すべきではない。

0092

ここにおいて開示される態様と関係させて説明される方法、シーケンス及び/又はアルゴリズムは、直接ハードウェア内において、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール内において、又はこれらの2つの組合せにおいて具現化させることができる。

0093

ソフトウェアモジュールは、RAMメモリフラッシュメモリROMメモリEPROMメモリ、EEPROM(登録商標)メモリ、レジスタハードディスク、取り外し可能なディスクCD−ROM、又は当業において既知であるあらゆるその他の形態の記憶媒体、に常駐することができる。典型的な記憶媒体は、プロセッサに結合することができ、従って、プロセッサは、記憶媒体から情報を読み出すこと及び記憶媒体に情報を書き込むことができる。代替においては、記憶媒体は、プロセッサと一体化させることができる。

0094

従って、本発明の一態様は、位置決定機能を有する無線デバイス内のローカル発振器を管理するための方法を具現化したコンピュータによって読み取り可能な媒体を含むことができる。従って、本発明は、示された例に限定されず、ここにおいて説明される機能を実行するためのいずれの手段も本発明の態様に含まれる。

0095

上記の開示は本発明の例示的な態様を示す一方で、様々な変更及び修正は、添付される請求項によって定義された本発明の適用範囲から逸脱することなしにここにおいて行うことが可能であることが注目されるべきである。ここにおいて説明される本発明の態様による方法の請求項の機能、ステップ及び/又は行為は、特定の順序で行う必要がない。さらに、本発明の要素は単数形で説明又は請求されているが、単数形への限定が明示されない限り複数形が企図される。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ