基于衛(wèi)星的位置確定的制作方法
【專利說(shuō)明】基于衛(wèi)星的位置確定
[0001 ]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01110 2481591、發(fā)明名稱為〃基于衛(wèi)星的位置確定〃的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于基于衛(wèi)星的位置確定的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]基于衛(wèi)星的位置確定裝置如今并入于各種不同設(shè)備中。例如導(dǎo)航系統(tǒng)、移動(dòng)電話或者也有一些數(shù)字相機(jī)并入了基于衛(wèi)星的位置確定裝置以實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的位置的確定。最常用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是美國(guó)提供的GPS(全球定位系統(tǒng))。其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是俄羅斯提供的GL0NASS、歐洲共同體目前正在開(kāi)發(fā)的Ga I i I eo系統(tǒng)或者中國(guó)提供的COMPASS。
[0004]可以在不同條件下操作這樣的基于衛(wèi)星的位置確定裝置。例如當(dāng)在汽車中用于導(dǎo)航時(shí)，速度通常約為100km/h并且可能甚至達(dá)到200km/h以上，這需要位置的對(duì)應(yīng)更新速率以提供所需準(zhǔn)確度。另一方面，在這樣的室外使用中，信號(hào)強(qiáng)度比較高，但是仍然可能根據(jù)導(dǎo)航出現(xiàn)于城市內(nèi)還是開(kāi)闊鄉(xiāng)村中而變化。另一方面，當(dāng)行人在室內(nèi)使用基于衛(wèi)星的位置確定裝置時(shí)，涉及到的速度相當(dāng)更慢(僅若干km/h)，但是信號(hào)強(qiáng)度通常更低。
[0005]有時(shí)可以將單個(gè)衛(wèi)星位置確定裝置用于上述兩種用途。例如移動(dòng)電話中的GPS接收器可以用于汽車導(dǎo)航(例如通過(guò)使用適當(dāng)保持器)和在室內(nèi)使用。因此，在一些情況下，這樣的裝置的性能可能并非對(duì)于兩個(gè)種類的用途均處于最優(yōu)。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1示出了根據(jù)實(shí)施例的裝置的框圖。
[0007]圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]在以下中將具體描述本發(fā)明的一些實(shí)施例。將理解以下描述僅出于示例目的而給出而并非理解為限制意義。本發(fā)明的范圍并非旨在受下文參照附圖描述的實(shí)施例限制。
[0009]也將理解，在實(shí)施例的以下描述中，在附圖中示出和這里描述的功能塊、設(shè)備、部件、電路元件或者其它物理或者功能單元之間的任何直接連接或者耦合也可以由間接連接或者耦合(即包括一個(gè)或者多個(gè)居間元件的連接或者耦合)實(shí)施。另外應(yīng)當(dāng)理解，在附圖中示出的功能塊或者單元在一些實(shí)施例中可以實(shí)施為單獨(dú)電路，但是在其它實(shí)施例中也可以完全或者部分實(shí)施于共同電路中。換而言之，對(duì)各種功能塊的描述旨在給出對(duì)在設(shè)備中執(zhí)行的各種功能的清楚理解而并非要解釋為表明這些功能塊必須實(shí)施為單獨(dú)物理單元。例如可以通過(guò)對(duì)處理器(比如單個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器或者多用途處理器)相應(yīng)地編程來(lái)實(shí)施一個(gè)或者多個(gè)功能塊。
[0010]還將理解，除非另有指明，在以下說(shuō)明書中描述為基于有線的任何連接也可以實(shí)施為無(wú)線通信連接并且反之亦然。
[0011]應(yīng)當(dāng)注意，提供附圖以給出對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的一些方面的圖示，因此將所述附圖視為僅示意性的。具體而言，在附圖中示出的元件未必相互按比例，并且附圖的各種元件的布局被選擇以提供對(duì)相應(yīng)實(shí)施例的清楚理解而并非要解釋為必然代表各種部件在對(duì)應(yīng)實(shí)施例的實(shí)施中的實(shí)際相對(duì)位置。
[0012]除非另有具體指明，這里描述的各種實(shí)施例的特征可以相互組合。另一方面，描述具有多個(gè)特征的實(shí)施例并非要解釋為表明所有這些特征都是實(shí)施本發(fā)明所必要的，因?yàn)槠渌鼘?shí)施例可以包括更少特征和/或替代特征。
[0013]在以下中將描述涉及到基于衛(wèi)星的位置確定的各種實(shí)施例?；谛l(wèi)星的位置確定一般涉及到從多個(gè)衛(wèi)星接收信號(hào)并且基于接收的信號(hào)確定位置?？梢杂糜诨谛l(wèi)星的位置確定的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的例子包括GPS(全球定位系統(tǒng))、Galileo、GLONASS或者COMPASS。盡管在以下中主要使用GPS作為例子，但是將理解所有這些衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都實(shí)質(zhì)上依賴于相同原理并且描述的實(shí)施例也可以與除了 GPS之外的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一起使用。
[0014]GPS的一種變體是所謂的輔助GPS(aGPS)，其中GPS裝置經(jīng)由單獨(dú)數(shù)據(jù)連接(例如移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò))接收所謂的輔助數(shù)據(jù)。這樣的輔助數(shù)據(jù)可以包括GPS裝置的近似位置。這一輔助數(shù)據(jù)然后用于改進(jìn)位置計(jì)算。
[0015]衛(wèi)星信號(hào)的采集由某些采集參數(shù)(比如積分時(shí)間或者更新速率)決定，這些參數(shù)本身未用于位置計(jì)算但是用于處理接收的衛(wèi)星信號(hào)以便提供然后進(jìn)而可以用于計(jì)算位置的信號(hào)數(shù)據(jù)。輔助數(shù)據(jù)的采集也可以由采集參數(shù)(例如輔助數(shù)據(jù)的更新速率)決定。也在這一情況下，采集參數(shù)在位置計(jì)算本身中未被涉及到，但是確定對(duì)然后可以用于位置計(jì)算的輔助數(shù)據(jù)的采集。
[0016]位置計(jì)算本身也可以涉及到使用在以下中將稱為計(jì)算參數(shù)并且與從衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)獲得的位置信號(hào)不同或者與從其它源獲得的位置信號(hào)或者數(shù)據(jù)也不同的參數(shù)。例如在一些實(shí)施中，可以從衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)獲得位置信號(hào)，并且可以從其它源(比如蜂窩移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò))獲得進(jìn)一步位置數(shù)據(jù)，并且計(jì)算參數(shù)可以確定來(lái)自兩個(gè)源的數(shù)據(jù)的組合以計(jì)算位置。
[0017]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中數(shù)據(jù)表明其中使用基于衛(wèi)星的位置確定裝置的環(huán)境。例如可以從使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或者無(wú)線環(huán)境的無(wú)線接收器(例如蜂窩網(wǎng)絡(luò)接收器比如GSM接收器或者UMTS接收器)得到這樣的數(shù)據(jù)。無(wú)線接收器可以并入于移動(dòng)單元(比如蜂窩電話或者膝上型計(jì)算機(jī))中。在一些實(shí)施例中，基于這一數(shù)據(jù)適配采集參數(shù)和/或計(jì)算參數(shù)。例如，表明環(huán)境的數(shù)據(jù)可以包括基于衛(wèi)星的位置確定裝置的速度或者可以表明待預(yù)計(jì)的信號(hào)強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)評(píng)估信號(hào)強(qiáng)度變化和/或往返延遲基于接收的無(wú)線信號(hào)獲得數(shù)據(jù)。
[0018]在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝置的框圖。圖1中所示的裝置包括用于接收蜂窩通信信號(hào)(例如GSM信號(hào)或者UMTS信號(hào))的蜂窩部分10和用于接收GPS衛(wèi)星位置信號(hào)的GPS部分17。蜂窩部分10是用于無(wú)線部分的例子，而在其它實(shí)施例中，可以替代地或另外地使用其它類型的無(wú)線部分，例如用于接收WLAN信號(hào)的WLAN部分。同樣地，應(yīng)當(dāng)注意GPS部分僅為用于接收衛(wèi)星位置信號(hào)的部分的例子，并且也可以另外地或替代地提供用于接收其它衛(wèi)星位置信號(hào)(比如來(lái)自Ga I i I eo衛(wèi)星、GL0NASS衛(wèi)星和/或COMPASS衛(wèi)星的信號(hào))的電路。
[0019]可以在片上系統(tǒng)(SoC)中集成或者在系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)中提供蜂窩部分10和GPS部分17。在其它實(shí)施例中，可以將蜂窩部分10和GPS部分17提供為單獨(dú)芯片或者單獨(dú)芯片組。
[0020]蜂窩部分10在蜂窩射頻部分12經(jīng)由天線11接收蜂窩通信信號(hào)。蜂窩射頻部分12將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換成基帶頻率并且也可以執(zhí)行對(duì)信號(hào)的濾波和/或放大。這對(duì)應(yīng)于常規(guī)蜂窩射頻部分的操作并且因此將不進(jìn)一步具體描述。
[0021]蜂窩部分10(具體為射頻部分12)由晶體振蕩器16(例如石英晶體振蕩器)時(shí)控。根據(jù)所需位置，可以使用溫度補(bǔ)償晶體振蕩器。例如，對(duì)于GSM信號(hào)而言標(biāo)準(zhǔn)晶體振蕩器通常足夠了，而為了接收UMTS信號(hào)，可能需要溫度補(bǔ)償晶體振蕩器。
[0022]蜂窩射頻部分12與蜂窩基帶處理器13耦合以交換控制信號(hào)或者數(shù)據(jù)信號(hào)。具體而言，蜂窩射頻部分12例如通過(guò)使用與本地振蕩器頻率的混合向蜂窩基帶處理器13轉(zhuǎn)發(fā)經(jīng)由天線11接收的并且轉(zhuǎn)換成基帶的信號(hào)。蜂窩基帶處理器13解調(diào)和進(jìn)一步處理接收的信號(hào)并且如箭頭116所示的那樣輸出過(guò)程信號(hào)，例如最終向移動(dòng)電話的揚(yáng)聲器或者頭戴式受話器輸出信號(hào)或者例如如果接收的信號(hào)是不帶語(yǔ)音數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信號(hào)則向進(jìn)一步計(jì)算電路輸出信號(hào)。
[0023]如框14所示，在圖1的實(shí)施例中的蜂窩基帶處理器13的基帶處理包括信道估計(jì)和/或速度信號(hào)。信道估計(jì)例如包括評(píng)估經(jīng)由天線11接收的蜂窩信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度?？梢岳缤ㄟ^(guò)評(píng)估必須有多頻繁地從一個(gè)小區(qū)(即一個(gè)基站)向相鄰基站執(zhí)行切換來(lái)執(zhí)行粗略速度估計(jì)。另外地或替代地，可以評(píng)估經(jīng)由天線11接收的信號(hào)的多普勒頻移以估計(jì)裝置的速度。
[0024]信道獲得的數(shù)據(jù)和/或速度信息表明其中裝置所使用的環(huán)境。例如，低信號(hào)強(qiáng)度暗示室內(nèi)使用或者在信號(hào)強(qiáng)度通常低的其它環(huán)境中(例如在建筑物遮蔽的狹窄街道中或者也在室外例如在峽谷中)使用。
[0025]低速度表明行人使用或者甚至靜止使用，而高速度表明在移動(dòng)車輛中(例如在汽車導(dǎo)航中)使用。
[0026]在圖1的實(shí)施例中，經(jīng)由圖1中一般標(biāo)記為15的接口向GPS部分17轉(zhuǎn)發(fā)信道和/或速度估計(jì)數(shù)據(jù)。
[0027]GPS部分17在GPS射頻部分11經(jīng)由天線19接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號(hào)。GPS射頻部分110可以對(duì)GPS信號(hào)執(zhí)行射頻信號(hào)處理，比如濾波、放大或者降頻轉(zhuǎn)換成中頻。
[0028]向混頻器118的第一輸入輸出處理的信號(hào)?；祛l器118的第二輸入與在GPS信號(hào)的載波頻率輸出信號(hào)的數(shù)控振蕩器(NCO)Ill的輸出耦合。通過(guò)在混頻器118執(zhí)行的混合，將信號(hào)降頻轉(zhuǎn)換成載波頻率。
[0029]數(shù)控振蕩器114也生成與載波頻率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)。數(shù)控振蕩器111和數(shù)控振蕩器114以及GPS部分17的可能其它部件由溫度補(bǔ)償晶體振蕩器115時(shí)控。如果精確度對(duì)于GPS信號(hào)的解碼而言足夠了，則也可以使用未溫度補(bǔ)償?shù)木w振蕩器或者不同類型的振蕩器。
[0030]向代碼生成器113饋送數(shù)控振蕩器114生成的時(shí)鐘信號(hào)，該代碼生成器113將分配給不同衛(wèi)星的預(yù)定代碼調(diào)制到信號(hào)上。這樣調(diào)制的信號(hào)然后在相關(guān)器112中與混頻器118的輸出信號(hào)相關(guān)，并且相關(guān)的信號(hào)由可以是微控制器單元(M⑶)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、其組合或者任何其它種類的適當(dāng)處理器的處理器18評(píng)估。
[0031]如在圖1的實(shí)施例的GPS部分17中所示的那樣使用相關(guān)來(lái)評(píng)估GPS信號(hào)本身是用于解調(diào)GPS信號(hào)的常規(guī)技術(shù)并且因此將不進(jìn)一步描述。
[0032]然后如箭頭117所示的那樣輸出處理器18處理的信號(hào)，例如用于在導(dǎo)航系統(tǒng)、移動(dòng)電話的導(dǎo)航程序或者任何其它實(shí)體中進(jìn)一步處理，其然后基于處理器18供應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算/確定圖1的裝置的位置。
[0033]生成