專利名稱：包括gps接收機(jī)的移動設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動設(shè)備，包括用于接收GPS信號的GPS接收 機(jī)；用于從外部服務(wù)器接收星歷表(ephemeris)數(shù)據(jù)的通信接收機(jī)； 以及被配置為確定GPS定位的處理器。
背景技術(shù)：
公開號為WO02/099454A2的PCT專利申請涉及一種用于產(chǎn)生和 分發(fā)衛(wèi)星跟蹤信息的方法和裝置。具體地，該專利中題為"背景技術(shù)" 的部分說明了在低信號強(qiáng)度條件下，NAVSTAR GPS接收機(jī)在從GPS 衛(wèi)星下載星歷表(衛(wèi)星軌道和時鐘數(shù)據(jù))中所遇到的困難；還說明了 對這個問題的輔助GPS (AGPS)解決方案，在該方案中，GSP接收 機(jī)在參考站接收GSP信號中的星歷表數(shù)據(jù)，并將其向前發(fā)送至遠(yuǎn)程 GPS接收機(jī)，該遠(yuǎn)程GPS接收機(jī)使用該星歷表來代替直接從GPS衛(wèi) 星發(fā)送的星歷表以獲得定位。WO02/099454A2表明，由于AGPS星歷 表的源根本上是GPS衛(wèi)星，因此，該星歷表僅在幾小時內(nèi)保持有效(由 于標(biāo)準(zhǔn)NAVSTAR GPS星歷表描述的簡化衛(wèi)星軌道模型)。因此，AGPS 需要遠(yuǎn)程GPS接收機(jī)或周期性地或在每次期望定位時與星歷表信息 的源連接，以確保其擁有最新的星歷表。沒有最新的星歷表，遠(yuǎn)程GPS 接收將不能精確確定其位置。
如在該專利的權(quán)利要求1中要求保護(hù)的，發(fā)明WO02/099454A2 描述了一種從在GPS接收站接收到的標(biāo)準(zhǔn)星歷表數(shù)據(jù)中產(chǎn)生長期衛(wèi) 星跟蹤數(shù)據(jù)(用于長期星歷表模型的數(shù)據(jù))的方法。隨后將該長期衛(wèi) 星跟蹤數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程GPS接收機(jī)，然后該遠(yuǎn)程GPS接收機(jī)可以運(yùn) 行數(shù)日而無需接收廣播星歷表信息的更新。具體地，該發(fā)明表明，通 過使長期星歷表模型的參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)星歷表的最近歷史來實(shí)現(xiàn)長期衛(wèi)星跟蹤數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，其中，模型不僅與星歷表歷史相對應(yīng)，而且與未
來超過2小時時間段的星歷表相對應(yīng)，在未來超過2小時時間段中， GPS衛(wèi)星廣播的標(biāo)準(zhǔn)星歷表參數(shù)是有效的。WO02/099454A2建議使用 計(jì)算復(fù)雜度很高的迭代最小二乘類型的方法來使長期星歷表模型參數(shù) 符合標(biāo)準(zhǔn)星歷表的最近歷史。此外，不能使用從標(biāo)準(zhǔn)星歷表模型參數(shù) 來獲得GPS定位的標(biāo)準(zhǔn)算法，而需要一種更復(fù)雜的算法來從長期星歷 表模型獲得GPS定位。
在公開號為WO04/099816A1的PCT專利申請中，發(fā)明人認(rèn)識到， 標(biāo)準(zhǔn)星歷表的衛(wèi)星軌道參數(shù)隨時間的變化在能夠?qū)υ撟兓M(jìn)行有效和 簡單建模的程度上是可預(yù)測的。具體地，對提供長期星歷表數(shù)據(jù)的問 題，通過向標(biāo)準(zhǔn)星歷表提供補(bǔ)充GPS星歷表，尤其在該補(bǔ)充星歷表包 括描述在與月球和太陽周期相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)GPS星歷表的衛(wèi)星軌道參 數(shù)的時間上波動的頻率分量的參數(shù)的情況下，可以提供一種計(jì)算復(fù)雜 度較低的解決方案。
WO04/099816A1還公開了一種獨(dú)立GPS接收機(jī)的可能性，該GPS 接收機(jī)自身能夠根據(jù)該GPS接收機(jī)從GPS衛(wèi)星直接接收到的標(biāo)準(zhǔn) GPS星歷表的歷史來確定補(bǔ)充GPS星歷表的至少一個參數(shù)。然后，由 于這樣的接收機(jī)需要擁有完整的星歷表歷史，它必須成功獲取由GPS 衛(wèi)星廣播的連續(xù)星歷表集合，獲取并解調(diào)至少30秒的GPS衛(wèi)星信號 來獲得完全的星歷表數(shù)據(jù)消息。這固有地需要很大的處理功率，從而 影響電池壽命。同樣，不確定GPS接收機(jī)能夠連續(xù)獲取GPS信號(例 如在位于室內(nèi)時)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種移動設(shè)備，包括GPS接收機(jī)，用于接 收GPS信號；通信接收機(jī)，用于從外部服務(wù)器接收歷史星歷表數(shù)據(jù)； 以及處理器，被配置為根據(jù)歷史星歷表數(shù)據(jù)來確定以后的星歷表數(shù)據(jù)， 并根據(jù)以后的星歷表數(shù)據(jù)(即與歷史星歷表數(shù)據(jù)相關(guān))來確定GPS定 位。具體地，所述以后的星歷表數(shù)據(jù)可以是長期星歷表數(shù)據(jù)。換言之， 其有效時間段比任一單個歷史星歷表數(shù)據(jù)集合更長。
4本發(fā)明使GPS接收機(jī)能夠利用長期星歷表而無需如
WO02/099454A2所公開的那樣從外部提供者獲得這樣的長期星歷表， 也避免了 WO04/099816A1中所公開類型的獨(dú)立GPS接收機(jī)的上述缺 點(diǎn)。


參照附圖，通過以下以示例方式對在蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)中使用的包括 GPS接收機(jī)的移動蜂窩電話的實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和其他特 征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，附圖中
圖1示意性地示出了蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的地理布局；
圖2示意性地更詳細(xì)示出了圖1的移動蜂窩電話MS1;以及
圖3示意性地更詳細(xì)示出了圖1的基站BS1。
具體實(shí)施例方式
圖l示意性地示出了傳統(tǒng)蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)l的地理布局。網(wǎng)絡(luò)包括多 個基站BS，其中示出了7個基站BS1至BS7，位于各自的、相互分隔的 地理位置。這些基站中的每一個包括由在任一站點(diǎn)或服務(wù)區(qū)的中繼系 統(tǒng)控制器操作的全部無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。如交叉的陰影線所示，這 些基站的相應(yīng)服務(wù)區(qū)SA1至SA7重疊，聯(lián)合覆蓋了所示的整個區(qū)域。 系統(tǒng)還可以包括系統(tǒng)控制器SC，系統(tǒng)控制器SC具有分別通向每個基站 BS1至BS7的雙向通信鏈路CL1至CL7。例如，這些通信鏈路中的每一 個可以是專用陸地線路。此外，系統(tǒng)控制器SC可以與公共交換電話網(wǎng) (PSTN)連接，使移動蜂窩電話MS1與該網(wǎng)絡(luò)的用戶之間的通信能夠 進(jìn)行。提供了多個移動蜂窩電話MS，其中示出了3個MS1、 MS2和 MS3，每個MS能夠在整個區(qū)域內(nèi)自由漫游，事實(shí)上也可以漫游至該區(qū) 域之外。
參照圖2，更詳細(xì)地示出了移動蜂窩電話MS1，包括通信發(fā)射機(jī) (CommTx)和接收機(jī)(CommRx) 21，該通信發(fā)射機(jī)和接收機(jī)21與 通信天線20連接并由通信微處理器(Comm(ic) 22控制，用于與其所 注冊到的基站BS1進(jìn)行通信。這樣用于峰窩電話網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的雙向通信的電話的設(shè)計(jì)和制造是眾所周知的，在這里不進(jìn)一步闡述那些不形成本 發(fā)明的一部分的那些部件。
在移動電話的傳統(tǒng)組件之外，電話MS1還包括GPS接收機(jī)(GPS Rx) 24， GPS接收機(jī)24與GPS天線23連接并由GPS微處理器(GPS pc) 25控制，GPS微處理器25接收繞軌道運(yùn)行的GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS擴(kuò)頻信 號。在操作時，GPS接收機(jī)24可以通過天線23接收NAVSTARSPSGPS 信號，并典型地使用無源帶通濾波器以最小化帶外RF干擾、通過預(yù)放 大、頻率下轉(zhuǎn)換至中頻(IF)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換來對其進(jìn)行預(yù)處理。所產(chǎn) 生的數(shù)字化IF信號仍是己調(diào)制的，仍包含來自可用衛(wèi)星的所有信息， 將該信號饋送入GPS微處理器25的存儲器。然后，為了導(dǎo)出偽距離
(pseudorange)信息，可以獲取并跟蹤GPS信號，通過該偽距離信息， 可以使用傳統(tǒng)的導(dǎo)航算法來確定移動電話的位置。這樣用于GPS信號 的獲取和跟蹤的方法是眾所周知的，例如參見GPS Principles and Applications (編輯Kaplan) ISBN 0-89006-793-7 Artech House中的第4章
(GPS衛(wèi)星信號特性)和第5章(GPS衛(wèi)星信號獲取和跟蹤)?？梢砸?通用微處理器的形式來實(shí)現(xiàn)GPS微處理器25，可選地與通信微處理器 22或嵌入GPS專用集成電路(ASIC)中的微處理器是共同的微處理器。 圖3中示意性示出了蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)基站BS1。在傳統(tǒng)的基站組件之 外，它還包括GPS天線34、接收機(jī)35和微處理器36，這些組件實(shí)質(zhì)上 連續(xù)操作，從而使基站擁有歷史星歷表數(shù)據(jù)(包括當(dāng)前傳送的星歷表 數(shù)據(jù)以及先前的星歷表數(shù)據(jù))。
在系統(tǒng)控制器SC經(jīng)由雙向通信鏈路CL1的控制下，基站BS1可以 向移動蜂窩電話MS1提供歷史星歷表數(shù)據(jù)，例如由GPS衛(wèi)星廣播的最 新的10個星歷表數(shù)據(jù)集合。此后，電話的GPS接收機(jī)24能夠確定長期 星歷表數(shù)據(jù)，該長期星歷表數(shù)據(jù)將使其能夠掃描已知GPSPRN碼所占 據(jù)的頻率和碼相位中的縮窄的范圍(確?？焖俚拇a獲取和時間來進(jìn)行 第一次定位)，最新接收到的星歷表數(shù)據(jù)的有效時間段之外的時間段也 包括在內(nèi)。
WO02/099454A2和WO04/099816A1中公開了從歷史星歷表數(shù)據(jù) 導(dǎo)出長期星歷表數(shù)據(jù)，因此，在本文件中不對此進(jìn)行更詳細(xì)的闡述。然而，作為示例，參照WO04/099816Al，可以確定描述最新接收到的 星歷表數(shù)據(jù)的波動(歸因于太陽和月球周期)的參數(shù)，最新接收到的 星歷表數(shù)據(jù)可以外插入得到未來的數(shù)據(jù)，從而提供了長期星歷表數(shù)據(jù)。 類似地，如WO02/099454A2中所公開的，可以從歷史星歷表中導(dǎo)出長 期星歷表模型，并在歷史星歷表已變?yōu)闊o效之后的長時間內(nèi)利用該模 型。
目前，GPS最顯著地與定時和測距導(dǎo)航系統(tǒng)(NAVSTAR) GPS相 關(guān)聯(lián)，NAVSTAR GPS是美國國防部開發(fā)并運(yùn)營的全天候基于分隔的 導(dǎo)航系統(tǒng)，然而，GPS下的一般原理是通用的，不僅限于NAVSTAR。 相應(yīng)地，GPS是指包括不同位置的多個無線發(fā)射機(jī)和基于無線發(fā)射機(jī) 的發(fā)送的達(dá)到時間來確定其位置的接收機(jī)的任何定位系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1. 一種移動設(shè)備，包括GPS接收機(jī)，用于接收GPS信號；通信接收機(jī)，用于從外部服務(wù)器接收歷史星歷表數(shù)據(jù)；以及處理器，被配置為根據(jù)歷史星歷表數(shù)據(jù)來確定以后的星歷表數(shù)據(jù)，并根據(jù)以后的星歷表數(shù)據(jù)來確定GPS定位。
2. 如權(quán)利要求l所述的移動設(shè)備，其中，所述以后的星歷表數(shù)據(jù) 的有效時間段比任一單個歷史星歷表數(shù)據(jù)集合更長。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種移動設(shè)備，包括GPS接收機(jī)，用于接收GPS信號；通信接收機(jī)，用于從外部服務(wù)器接收歷史星歷表數(shù)據(jù)；以及處理器，被配置為根據(jù)歷史星歷表數(shù)據(jù)來確定以后的星歷表數(shù)據(jù)，并根據(jù)以后的星歷表數(shù)據(jù)來確定GPS定位。具體地，所述以后的星歷表數(shù)據(jù)的有效時間段比任一單個歷史星歷表數(shù)據(jù)集合更長。
文檔編號G01S1/00GK101484825SQ200780025185
公開日2009年7月15日 申請日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者安德魯·T·尤爾 申請人:Nxp股份有限公司