用于衛(wèi)星導(dǎo)航時(shí)鐘校準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本公開要求2013年11月19日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/906, 184的優(yōu)先權(quán) 并得益于此，其全部內(nèi)容通過參考合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本專利文件中描述的技術(shù)大體涉及基于衛(wèi)星的導(dǎo)航，并且更加尤其涉及用于衛(wèi)星 導(dǎo)航的時(shí)鐘校準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0004] 基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)被廣泛使用。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)包括全球定位系統(tǒng) (GPS)(美國）、GLONASS (俄羅斯）、Galileo (歐洲）、和COMPASS (中國）。GNSS通常涉及多 個(gè)繞地球軌道的衛(wèi)星，并且多個(gè)衛(wèi)星形成衛(wèi)星的星群。每個(gè)衛(wèi)星周期性發(fā)射導(dǎo)航消息，該消 息能夠由GNSS接收器接收并使用，以導(dǎo)出位置、速度、和/或時(shí)間。例如，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)能 夠獲得并追蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)，以便能夠在幾個(gè)衛(wèi)星和GPS接收器之間進(jìn)行測(cè)距，以便計(jì)算接 收器的位置。獲取性能的量度是首次定位時(shí)間（TTFF)。TTFF可以取決于接收器對(duì)接收器 本地定時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的GPS時(shí)間的先前先前估算的準(zhǔn)確度。
[0005] 電子器件（例如，移動(dòng)式電話、平板計(jì)算機(jī)、照相機(jī)等）通常包括GPS接收器。不 同的時(shí)鐘可以用于這種電子器件中的不同功能模塊。例如，用于GPS接收器的時(shí)鐘對(duì)應(yīng)GPS 接收器的本地時(shí)鐘，而其他時(shí)鐘可以對(duì)應(yīng)與GPS接收器相對(duì)的外部時(shí)鐘。GPS接收器的本地 時(shí)鐘提供參考頻率源，以便生成本地載波，其被用于在射頻（RF)前端中的GPS信號(hào)降變換 和在基帶中的GPS信號(hào)混合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 按照本文中上述的教導(dǎo)，提供用于時(shí)鐘校準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括：定 時(shí)部件，被配置為確定用于時(shí)鐘校準(zhǔn)的計(jì)數(shù)周期；計(jì)數(shù)器網(wǎng)絡(luò)，被配置為在計(jì)數(shù)周期期間確 定與本地時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的本地時(shí)鐘周期的第一數(shù)目并在計(jì)數(shù)周期期間確定與外部時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的 外部時(shí)鐘周期的第二數(shù)目；和處理器，被配置為至少部分地基于本地時(shí)鐘周期的第一數(shù)目 和外部時(shí)鐘周期的第二數(shù)目執(zhí)行用于本地時(shí)鐘的校準(zhǔn)。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，提供了用于為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)鐘校準(zhǔn)的方法。確定用于衛(wèi)星導(dǎo) 航系統(tǒng)的時(shí)鐘校準(zhǔn)的計(jì)數(shù)周期。在計(jì)數(shù)周期期間確定與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的本地時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的本 地時(shí)鐘周期的第一數(shù)目。在計(jì)數(shù)周期期間確定與外部時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的外部時(shí)鐘周期的第二數(shù) 目。至少部分地基于本地時(shí)鐘周期的第一數(shù)目和外部時(shí)鐘周期的第二數(shù)目為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 的本地時(shí)鐘執(zhí)行校準(zhǔn)。
[0008] 在另一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；和計(jì)算機(jī) 可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其用指令編碼，該指令被用于命令數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行操作。確定用于衛(wèi)星導(dǎo)航 系統(tǒng)的時(shí)鐘校準(zhǔn)的計(jì)數(shù)周期。在計(jì)數(shù)周期期間確定與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的本地時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的本地 時(shí)鐘周期的第一數(shù)目。在計(jì)數(shù)周期期間確定與外部時(shí)鐘關(guān)聯(lián)的外部時(shí)鐘周期的第二數(shù)目。 至少部分地基于本地時(shí)鐘周期的第一數(shù)目和外部時(shí)鐘周期的第二數(shù)目，為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的 本地時(shí)鐘執(zhí)行校準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0009] 圖1示出顯示衛(wèi)星導(dǎo)航啟動(dòng)（enabled)器件的實(shí)例圖表。
[0010] 圖2示出顯示衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的某些部件的實(shí)例圖表。
[0011] 圖3示出顯示衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的某些部件的另一個(gè)實(shí)例圖表。
[0012] 圖4示出了顯示本地時(shí)鐘信號(hào)、外部時(shí)鐘信號(hào)和快照觸發(fā)信號(hào)的實(shí)例圖表。
[0013] 圖5示出顯示用于時(shí)鐘校準(zhǔn)的流程圖的實(shí)例圖表。
[0014] 圖6示出顯示用于時(shí)鐘校準(zhǔn)的流程圖的另一個(gè)實(shí)例圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0015] GPS接收器的首次定位時(shí)間（TTFF)通常取決于接收器對(duì)其本地定時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的GPS 時(shí)間的先前估算的準(zhǔn)確度。如圖1所示，當(dāng)GPS接收器102 (例如，在衛(wèi)星導(dǎo)航啟動(dòng)裝置100 中）關(guān)閉時(shí)，GPS時(shí)間的估值通常用基于溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO)的本地時(shí)鐘104維持。 例如，校準(zhǔn)時(shí)鐘頻率值被保存在與本地時(shí)鐘104關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中以備將來使用。然而，本地 時(shí)鐘104的頻率通常隨溫度和隨時(shí)間變化。當(dāng)接收器102開始時(shí)，存儲(chǔ)的校準(zhǔn)時(shí)鐘頻率值 可能不再準(zhǔn)確，這可能引起問題。例如，校準(zhǔn)的時(shí)鐘頻率值的不準(zhǔn)確性可能在降變換期間將 頻率誤差引入GPS信號(hào)的多普勒頻率?？赡苄枰蠓秶亩嗥绽疹l率搜索以便獲取GPS 信號(hào)，這可能產(chǎn)生長的多的TTFF。
[0016] 圖2示出顯示衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的某些部件的實(shí)例圖表。如圖2中所示，外部時(shí)鐘信 號(hào)202被引入衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)200 (例如，GPS接收器），并且使用外部時(shí)鐘信號(hào)202和本地時(shí) 鐘信號(hào)204兩者執(zhí)行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)200的時(shí)鐘校準(zhǔn)。例如，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)200被包括在移 動(dòng)設(shè)備中（例如，智能電話、平板電腦）。該外部時(shí)鐘信號(hào)202由移動(dòng)設(shè)備的另一個(gè)功能模 塊提供，例如，由通信網(wǎng)絡(luò)（例如，GSM/CDMA)校準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器時(shí)鐘。本地時(shí)鐘信號(hào)204由 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)200的本地時(shí)鐘（未示出）提供。
[0017] 具體地，定時(shí)部件206確定用于時(shí)鐘校準(zhǔn)的計(jì)數(shù)周期。計(jì)數(shù)器網(wǎng)絡(luò)208在計(jì)數(shù)周 期期間計(jì)數(shù)與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)200的本地時(shí)鐘信號(hào)204關(guān)聯(lián)的本地時(shí)鐘周期的數(shù)目，以及與 外部時(shí)鐘信號(hào)202關(guān)聯(lián)的外部時(shí)鐘周期的數(shù)目。計(jì)數(shù)器網(wǎng)絡(luò)208在計(jì)數(shù)周期期間輸出與本 地時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)數(shù)目有關(guān)的本地時(shí)鐘值212，以及輸出與外部時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)數(shù)目有關(guān) 的外部時(shí)鐘值210。一個(gè)或多個(gè)處理器214基于本地時(shí)鐘值212和外部時(shí)鐘值210確定校 準(zhǔn)比率，并且使用校準(zhǔn)比率執(zhí)行對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)200的本地時(shí)鐘的校準(zhǔn)。
[0018] 圖3示出顯示衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)200的某些部件的另一個(gè)實(shí)例圖表。如圖3所示，在 由定時(shí)部件206(例如，觸發(fā)信號(hào)發(fā)生器）確定的計(jì)數(shù)周期期間，計(jì)數(shù)器網(wǎng)絡(luò)208中的計(jì)數(shù) 器302確定本地時(shí)鐘信號(hào)204的本地時(shí)鐘周期的數(shù)目，并且另一個(gè)計(jì)數(shù)器304確定外部時(shí) 鐘信號(hào)202的外部時(shí)鐘周期的數(shù)目。
[0019] 具體地，計(jì)數(shù)器302和304具有N比特寬。當(dāng)本地時(shí)鐘信號(hào)204的上升邊沿或下 降邊沿到達(dá)時(shí)，計(jì)數(shù)器302使本地計(jì)數(shù)增加1。當(dāng)本地計(jì)數(shù)超過2 N-1時(shí)，計(jì)數(shù)器302將本地 計(jì)數(shù)重置到0。類似地，當(dāng)外部時(shí)鐘信號(hào)202的上升邊沿或下降邊沿到達(dá)時(shí)，計(jì)數(shù)器304使 外部計(jì)數(shù)增加1。當(dāng)外部計(jì)數(shù)超過2N-1時(shí)，計(jì)數(shù)器304將外部計(jì)數(shù)重置到0。該處理器214 生成用于時(shí)鐘校準(zhǔn)的觸發(fā)命令312,并且定時(shí)部件206輸出快照觸發(fā)信號(hào)306,其可以與用 于時(shí)鐘校準(zhǔn)的本地時(shí)鐘信號(hào)304或外部時(shí)鐘信號(hào)302同步。例如，如果本地時(shí)鐘信號(hào)204頻 率比外部時(shí)鐘信號(hào)202高，那么快照觸發(fā)信號(hào)306與外部時(shí)鐘信號(hào)202同步。如果本地時(shí) 鐘信號(hào)204頻率比外部時(shí)鐘信號(hào)202低，那么快照觸發(fā)信號(hào)306與本地時(shí)鐘信號(hào)204同步。 當(dāng)快照觸發(fā)信號(hào)306的上升邊沿或下降邊沿到達(dá)時(shí)，開關(guān)308和310閉合（例如，接通），并 且處理器214分別通過開關(guān)308和310接收本地時(shí)鐘值和外部時(shí)鐘值。
[0020] 圖4示出了顯示本地時(shí)鐘信號(hào)204、外部時(shí)鐘信號(hào)202、和快照觸發(fā)信號(hào)306的實(shí) 例圖表。如圖4所示，本地時(shí)鐘信號(hào)204頻率比外部時(shí)鐘信號(hào)202低，快照觸發(fā)信號(hào)306與 用于時(shí)鐘校準(zhǔn)的本地時(shí)鐘信號(hào)204同步。
[0021] 具體地，快照觸發(fā)信號(hào)306的上升邊沿與本地時(shí)鐘信號(hào)204的上升邊沿同步（例 如，在t k)。對(duì)應(yīng)本地時(shí)鐘信號(hào)204的上升邊沿（例如，在tk)，計(jì)數(shù)器302將本地計(jì)數(shù)（例 如，count_gps_clk(k))增加1。對(duì)應(yīng)外部時(shí)鐘信號(hào)202的上升邊沿（例如，比t k早），計(jì)數(shù) 器304已經(jīng)使外部計(jì)數(shù)（例如，count_eclk(k))增加1。對(duì)應(yīng)快照觸發(fā)信號(hào)306的上升邊 沿，開關(guān)308和310接通，并且本地計(jì)數(shù)和外部計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值（例如，count_gps_clk(k)和 例如，count_eclk(k))被提供到處理器214。