專利名稱：全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器系統(tǒng)與確定定位信息的方法
技術領域：
本發(fā)明有關于確定電子裝置的定位信息，更具體的，是有關于全球導航
衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS展收器系統(tǒng)與相關方法，其用于根據從至少一個相鄰的GNSS 接收器接收的輔助數據(assisted data)與來自GNSS衛(wèi)星的衛(wèi)星信號來確定 GNSS接收器的定位信息。
背景技術：
隨著當今個人移動通信裝置的迅速發(fā)展，使得移動通信裝置可支持許多 增值服務。特別是， 一些國家強制使用一些定位服務，例如，移動電話內的 GPS功能，以給用戶提供定位相關的服務。總的來說，地面上的GPS接收器 需要在一個冷啟動(cold start)后，搜尋在開闊天空(open sky)中可見(visible)的 衛(wèi)星以從追蹤的衛(wèi)星處收集星歷表(ephemeris)。但是，這個搜尋過程，是確定 首次定位時間(Time To First Fix， TTFF)中時間消耗(time-consuming)方面的主 要因素。
近來，利用輔助GPS(Assisted GPS， AGPS)來使能GPS接收器以通過移 動通信網絡從基站接收輔助數據，例如星歷表與時間信息。因此，GPS接收 器很快就可利用所有可見的衛(wèi)星信息了。通過輔助數據的幫助，GPS接收器 能很快檢測與獲取可見衛(wèi)星的信號。舉例來說，通過確定GPS接收器的默認 (default)位置以及經由傳統(tǒng)的A-GPS服務傳輸上述位置給GPS接收器來加速 定位操作。關于默認位置，可以用鄰近GPS接收器的一個基站的位置作為上 述GPS接收器的默認位置。如此，上述默認位置提供了GPS接收器真正位置 的一個初始猜測，其可以加速可見的衛(wèi)星的確定，并減少了獲取衛(wèi)星信號的時間。因此，TTFF就相應地縮短了。
可是，有一個問題是當輔助數據從遠處及固定的基站傳輸時，需要通過 移動網絡來傳送輔助數據。結果是，上述輔助數據并不隨時可供移動GPS接 收器所用，舉例來說，裝載于移動電話中，或汽車里，或其它地方的移動GPS
接收器。
發(fā)明內容
為了縮短全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的接收器的定位時間，本發(fā)明提供一 種相應的解決系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明提供了一種GNSS接收器系統(tǒng)，包含第一GNSS接收器，包含 第一接收器邏輯，用于接收衛(wèi)星信號并根據衛(wèi)星信號確定定位相關信息；數 據提供器邏輯，耦接至第一接收器邏輯，用于根據定位相關信息提供至少一 個輔助數據；以及第一通信接口，耦接至數據提供器邏輯，用于輸出輔助數 據；以及第二 GNSS接收器，包含第二通信接口，用于和第一通信接口通 信以從通信接口接收上述輔助數據；數據收集器邏輯，耦接至第二通信接口， 用于收集輔助數據的輔助信息；以及第二接收器邏輯，耦接至數據收集器邏 輯，用于根據輔助信息與衛(wèi)星信號確定第二 GNSS接收器的定位信息。
本發(fā)明另提供一種確定第二 GNSS接收器的定位信息的方法，包含利 用第一 GNSS接收器以根據衛(wèi)星信號確定與第二 GNSS接收器定位相關的至 少一個輔助數據，并將輔助數據輸出；以及從第一 GNSS接收器接收上述輔 助數據并通過參考上述輔助數據與衛(wèi)星信號以確定第二 GNSS接收器的定位信息。
本發(fā)明利用從鄰近的GNSS接收器(非基站)處獲取的輔助信息來達到 縮短冷啟動后的首次定位時間的目的。
圖1顯示了根據本發(fā)明實施方式的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器的方框圖。圖2顯示了根據本發(fā)明實施方式的提供輔助數據以減少首次定位時間的 操作的流程圖。
圖3另顯示了根據本發(fā)明實施方式的收集輔助數據以減少首次定位時間 的操作的流程圖。
圖4顯示了數據提供器邏輯與數據收集器邏輯之間的數據交換序列的示意圖。
具體實施例方式
在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來稱呼特定的元件。本領域的 技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本 說明書及權利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件 在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。在通篇說明書及權利要求書當中所提及 的"包含"是開放式的用語，故應解釋成"包含但不限定于"。此外，"耦 接"一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第 一裝置耦接于第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接于第二裝置，或通 過其它裝置或連接手段間接地電氣連接到第二裝置。
請參考圖1，圖1顯示了根據本發(fā)明一實施方式的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)
(GNSS)接收器系統(tǒng)的方框圖。GNSS接收器系統(tǒng)100包含多個GNSS接收器， 每一個GNSS接收器支持(support)—個特定的GNSS系統(tǒng)，例如GPS， GALILEO (木星探測器)，或GLONASS (全球軌道導航衛(wèi)星系統(tǒng))等。為 了簡潔起見，圖1中僅顯示了兩個GNSS接收器102與104。GNSS接收器102 與104可被設置在任何移動設備上，也可以附加在任何移動設備上，例如移 動電話，個人數字助理(Personal Digital Assistant, PDA)，以及裝配在汽車上。 GNSS接收器102包含且不限定于接收器邏輯112，數據提供器邏輯114， 數據收集器邏輯116，以及通信接口 118。相似的，GNSS接收器104包含且 不限定于接收器邏輯122，數據提供器邏輯124，數據收集器邏輯126，以 及通信接口 128。如圖1所示，GNSS接收器102與104都具有同樣的硬件配
6置。但是，這僅僅是用來描述本發(fā)明，并非本發(fā)明的限制。舉例來說，GNSS 接收器系統(tǒng)100中的每一個GNSS接收器并不限于同時包含數據提供器邏輯 與數據收集器邏輯。當GNSS接收器102與104其中一個包含數據提供器邏 輯而另一個包含數據收集器邏輯時，GNSS接收器系統(tǒng)100也能正常操作，具 體可通過下文的描述來了解清楚。
在本發(fā)明的實施方式中，接收器邏輯112， 122能夠執(zhí)行一般的GNSS接 收器的功能。舉例來說，接收器邏輯112， 122包含接收器模塊，以便從追蹤 的衛(wèi)星接收RF信號(即，衛(wèi)星信號)，接著將接收的RF信號轉換為基頻信號 以便后續(xù)的信號處理；處理器，用于處理基頻信號來獲取與定位相關的信息 以及計算GNSS接收器的定位信息；以及內存，用來緩沖處理器產生或處理 的數據。因為本領域內技術人員明白依據衛(wèi)星信號確定定位信息的操作與功 能，因此略去進一步的描述。請注意，接收器邏輯112， 122支持在GNSS接 收器102冷啟動后參考輔助數據以便快速完成定位操作的功能，所述操作減 少了首次定位時間。
數據提供器邏輯114， 124被應用來根據接收器邏輯112獲得的定位相關 信息提供至少一個輔助數據。在本實施方式中，根據輔助數據中包含的輔助 信息的大小與類型，當數據提供器邏輯114， 124接到需要的命令時選擇性地 提供輔助數據給通信接口 118， 128或者自動地通過通信接口 118， 128廣播 輔助數據。舉例來說，具有較小數據尺寸的定位相關信息，例如目前追蹤 的衛(wèi)星的辨認信息(identification)會自動地通過通信接口 118， 128以公告信息 (advertisement messages)被廣播出去。在本實施方式中，由數據提供器邏輯 114， 124所提供的輔助數據包含但不限于，追蹤衛(wèi)星的辨認信息，目前追蹤 衛(wèi)星的年歷(almanac)與星歷(ephemeris)，目前全球協調時間(Universal Coordinated Time, UTC)，數據提供器邏輯114， 124所處的GNSS接收器102， 104的位置，地理區(qū)域內每一個可見衛(wèi)星的偽隨機噪聲(Pseudo Random Noise， PRN)碼，健康衛(wèi)星信息(healthy satellite information),以及/或多普勒與碼片(codechip)信息。但是，這些僅是出于描述本發(fā)明的目的。在實際的設計中， 只要不背離本發(fā)明的精神，任何給接收器邏輯112， 122參考用來減少首次定 位時間的輔助信息(auxiliary information)可被包含在由數據提供器邏輯114， 124提供的輔助數據內。
數據收集器邏輯116， 126應用來收集由通信接口 118， 128接收，并包 含在輔助數據內的輔助信息，接著將收集的輔助信息提供給接收器邏輯112， 122以便加速定位操作。通信接口 118， 128用來在其中建立一個通信連接。 舉例來說，通信接口 118與128通過WLAN，藍牙(Bluetooth)，紅外數據傳輸 (Infrared Data Association, IrDA)連接或是專門網絡(Ad-Hoc)連接建立無線 通信連接。但是，這些僅用來描述本發(fā)明。換言之，只要不背離本發(fā)明的精 神，只要在GNSS接收器系統(tǒng)100中能夠連接不同的GNSS接收器以完成數 據交換，可以應用任何有線或無線的連接。
請參考圖2，圖2顯示了根據本發(fā)明一實施方式的提供輔助數據來減少首 次定位時間的操作的流程圖。若結果大致(substantially)相同，步驟并不限于要 嚴格照圖2中所示的順序執(zhí)行。提供輔助數據的操作包含下列步驟。
步驟200: GNSS接收器102， 104開啟。
步驟202:接收器邏輯112， 122搜尋天空中的可見衛(wèi)星。
步驟204:接收器邏輯112， 122根據追蹤的衛(wèi)星產生的衛(wèi)星信號中獲取 定位相關的信息，并計算GNSS接收器102， 104的定位信息。
步驟206:通信接口 118， 128是否收到要求輔助數據的信息 如果是的話， 執(zhí)行步驟212;如果不是的話，執(zhí)行步驟208。
步驟208:數據提供器邏輯114， 124經由至少一個公告信息輸出包含特 定輔助信息的輔助數據。
步驟210:通信接口118， 128廣播從數據提供器邏輯114， 124接收的公 告信息，執(zhí)行步驟206。
步驟212:數據提供器邏輯114， 124確定接收器邏輯112， 122是否具有
8是的話，執(zhí)行步驟214;如果不是的話，執(zhí)行步驟213。 步驟213:忽略請求信息，并轉到步驟206以便繼續(xù)監(jiān)測是否有接收到新 的請求信息。
步驟214:數據提供器邏輯114， 124響應請求信息，提供輔助數據。
步驟216:通信接口 118， 128發(fā)出至少一個響應信息，包含需求的輔助 數據，給發(fā)出請求信息的GNSS接收器。執(zhí)行步驟206。
以GNSS接收器102為例，在GNSS接收器102開啟后(步驟200-206)， 數據提供器邏輯114檢查通信接口 118是否接收到任何請求信息。此時，接 收器邏輯112已經根據來自追蹤衛(wèi)星的衛(wèi)星信號獲取了定位相關的信息。如 前所述，定位相關信息可包含目前追蹤衛(wèi)星的辨認信息，目前追蹤衛(wèi)星的年 歷、星歷，目前全球協調時間(UTC)， GNSS接收器102的位置，地理區(qū)域內 可見的每一個衛(wèi)星的PRN碼，健康衛(wèi)星信息，以及/或多普勒與碼片信息。本 實施方式中，當沒有接收到要求輔助數據的請求信息時，數據提供器邏輯U4 進入廣播模式(broadcast mode)。在廣播模式下，數據提供器邏輯114根據接 收器邏輯112中的定位相關信息產生公告信息。舉例來說，公告信息包含了 GNSS接收器102目前追蹤衛(wèi)星的衛(wèi)星辨認信息，而GNSS接收器102中設置 有數據提供器邏輯114(步驟208)。下一步，數據提供器邏輯114向通信接口 118傳輸公告信息(包含目前追蹤衛(wèi)星的辨認信息)，并且通信接口 118廣播上 述公告信息。因此，任何鄰近的GNSS接收器，例如GNSS接收器104，都能 成功收到空中的公告信息從而獲取目前追蹤的衛(wèi)星的辨認信息。
當通信接口 118從一個外部GNSS接收器，接收到一個請求信息時(例如 GNSS接收器104)，數據提供器邏輯114首先檢查是否存在請求的輔助數據， 舉例來說，在接收器邏輯112的內存內(步驟212)。當接收器邏輯112沒有請 求的輔助數據時，數據提供器邏輯114直接忽略請求信息(步驟213)。但是， 當接收器邏輯112有上述請求的輔助數據，數據提供器邏輯114(retrieve)通過 接收器邏輯112傳來的請求信息抽取上述輔助信息，并產生包含請求的輔助數據的響應信息(response message)(步驟214)。接下來，數據提供器邏輯114 把響應信息傳給通信接口 118，而通信接口 118把響應信息傳給GNSS接收器 并發(fā)出請求信息(步驟216)。在此實施方式中，響應信息可送到GNSS接收器， GNSS接收器來根據設計要求通過經由廣播方式工具或單播(unicast)方式工具 來發(fā)出上述請求信息。換言之，任何用來把響應信息從一個數據提供器邏輯 傳到數據需求請求器的現有技術的工具都能應用到于GNSS接收器系統(tǒng)100內。
請參考圖3，圖3顯示了根據本發(fā)明的實施方式用來減少首次定位時間的 收集輔助數據的操作的流程圖。若結果大致(substantially)相同，操作步驟并非 要嚴格照圖3所示的順序來執(zhí)行。收集輔助數據的操作包含以下步驟
步驟300:開始。
步驟301: GNSS接收器102， 104開啟。
步驟302:通信接口 118， 128是否至少收到一個公告信息 如果是的話， 執(zhí)行步驟304;如果不是的話，跳轉到步驟306。
步驟304:數據收集器邏輯116， 126從經由公告信息承載(carried)的輔助 數據來收集輔助信息并將輔助信息提供給接收器邏輯112， 122。
步驟306:數據收集器邏輯116， 126需要收集更多輔助信息嗎 若是，則 執(zhí)行步驟308;否則執(zhí)行步驟316。
步驟308:數據收集器邏輯116， 126產生請求特定輔助信息的請求信息。
步驟310:通信接口118， 128發(fā)送請求信息。
步驟312:通信接口 118， 128是否收到對應于請求信息的響應信息 若是， 執(zhí)行步驟314;否則，執(zhí)行步驟313。
步驟313:響應信息的累計等待時間是否達到了預定閾值 若是，執(zhí)行步 驟306;否則，執(zhí)行步驟312以繼續(xù)等待響應信息。
步驟314:數據收集器邏輯116， 126經由承載上述輔助數據的響應信息 收集上述輔助信息，并將輔助信息提供給接收器邏輯112， 122。執(zhí)行步驟306。
步驟316:結束。以GNSS接收器104為例，數據收集器邏輯126檢查在GNSS接收器104 冷啟動之后通信接口 128是否接收到任何公告信息(步驟300-302)。當GNSS 接收系統(tǒng)100中的鄰近GNSS接收器提供了至少一個公告信息，并成功被通 信接口 128接收到時，數據收集器邏輯126便被致動(actuated)以收集輔助信 息，其中輔助信息是包含于接收的公告信息中承載的輔助數據內，接著發(fā)送 上述輔助信息給接收器邏輯122以幫助上述接收器邏輯122在大致同樣的地 理區(qū)域內定位可見的衛(wèi)星，其中上述地理區(qū)域在提供輔助信息的鄰近GNSS 接收器的區(qū)域。
當沒有公告信息或數據收集器邏輯126仍然需要為接收器邏輯122收集 更多輔助信息時(步驟302或306)，數據收集器邏輯126被配置為產生一個或 更多請求信息以便從鄰近GNSS接收器請求更多輔助信息(步驟308-314)。舉 例來說，數據收集器邏輯126產生第一請求信息，以請求天空中可見的衛(wèi)星 的PRN碼或是目前全球協調時間；接著，產生第二請求信息，以請求年歷與 星歷或與精度衰減因子(Dilution Of Precision, DOP)相關的信息。
要注意的是，可能所有鄰近的GNSS接收器都沒有請求的輔助數據。因 此，圖3中的步驟313提供一種機制來根據響應請求的信息而產生放棄(abort) 等待響應信息。
為了更清晰地揭示本發(fā)明的特征，請參考圖4，圖4顯示了數據提供器邏 輯(例如圖1中GNSS接收器102的數據提供器邏輯114)與數據收集器邏輯(例 如圖1中GNSS接收器104的數據收集器邏輯126)之間數據交換序列的示意 圖。數據提供器邏輯通過其中建立的無線通信連接與數據收集器邏輯通信。 在GNSS接收器接收到由數據提供器邏輯提供的輔助信息后，在另一個GNSS 接收器上的接收器邏輯可快速地在冷啟動后鎖定第一位置(fix the first locatkm)。因為數據提供器邏輯與數據收集器邏輯的操作與功能已在上面詳細 介紹，圖4中就不再贅述與實施方式相關的內容。
由于衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以通過許多不同的方式進行設計，對于本領域技術
li人員而言，只要提供上述的運算操作等指示，應當就能將本發(fā)明所述的技術 內容適當地整合到實際的產品，例如通過硬件電路、固件、軟件，或各種前 述方式的組合來實施本發(fā)明的技術方案。此外，在本說明書中提到的"邏輯"， 例如"數據收集器邏輯"、"接收器邏輯"等，可解釋成包括這些可供本領 域技術人員據以實施的主要運算操作等指示，其可表現成為對應的硬件電路、 固件、軟件或其各種可能的組合。
本發(fā)明雖用較佳實施方式說明如上，然而其并非用來限定本發(fā)明的范圍， 任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，做的任何更動與改 變，都在本發(fā)明的保護范圍內，具體以權利要求書的界定為準。
權利要求
1. 一種全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含第一全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器，包含第一接收器邏輯，用于接收多個衛(wèi)星信號并根據所述多個衛(wèi)星信號確定定位相關信息；數據提供器邏輯，耦接至所述第一接收器邏輯，用于根據所述定位相關信息提供至少一個輔助數據；以及第一通信接口，耦接至所述數據提供器邏輯，用于輸出所述輔助數據；以及第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器，包含第二通信接口，用于與所述第一通信接口通信以接收來自所述通信接口的所述輔助數據；數據收集器邏輯，耦接至所述第二通信接口，用于收集來自所述輔助數據的輔助信息；以及第二接收器邏輯，耦接至所述數據收集器邏輯，用于根據所述輔助信息與所述多個衛(wèi)星信號確定所述第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器的定位信息。
2. 如權利要求1所述的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器系統(tǒng)，其特征在于，所述 第一通信接口通過廣播至少一個公告信息以輸出所述輔助數據。
3. 如權利要求1所述的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器系統(tǒng)，其特征在于，所述 數據收集器邏輯產生所述輔助數據的請求信息且所述第二通信接口還輸出所 述請求信息；以及所述第一通信接口接收所述請求信息及所述數據提供器邏 輯提供響應所述請求信息的所述輔助數據。
4. 如權利要求1所述的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器系統(tǒng)，其特征在于，所述 第一通信接口是通過無線通信連接與所述第二通信接口通信。
5. —種確定第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器的定位信息的方法，其特征在于，所述方法包含利用第一全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器根據多個衛(wèi)星信號來確定與所述第二 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器定位相關的至少一個輔助數據，并輸出所述輔助數 據；以及從所述第一全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器接收所述輔助數據并參考所述輔助 數據與所述多個衛(wèi)星信號以確定所述第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器的定位信息。
6. 如權利要求5所述的確定第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器的定位信息的 方法，其特征在于，所述利用所述第一全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器來輸出所述 輔助數據的步驟包含廣播至少一個公告信息以輸出所述輔助數據。
7. 如權利要求5所述的確定第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器的定位信息的 方法，其特征在于，所述方法還包含產生所述輔助數據的請求信息；以及 輸出所述請求信息；其中所述利用所述第一全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器以確定所述輔助數據 的步驟包含利用所述第一全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器來接收所述請求信息以及提 供響應所述請求信息的所述輔助數據。
8. 如權利要求5所述的確定第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器的定位信息的 方法，其特征在于，所述輔助數據是通過所述第一全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器 與所述第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器之間的無線通信連接來傳輸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器系統(tǒng)與確定定位信息的方法，一種全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器系統(tǒng)，包含第一全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器，包含第一接收器邏輯；數據提供器邏輯，耦接至第一接收器邏輯；以及第一通信接口，耦接至數據提供器邏輯；以及第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器，包含第二通信接口；數據收集器邏輯，耦接至第二通信接口；以及第二接收器邏輯，耦接至數據收集邏輯，用于根據輔助信息與衛(wèi)星信號確定第二全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器的定位信息。本發(fā)明利用從鄰近的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)接收器處獲取的輔助信息來達到縮短冷啟動后的首次定位時間的目的。
文檔編號G01S19/11GK101430375SQ20081008363
公開日2009年5月13日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權日2007年11月6日
發(fā)明者戴志儒, 鄭安宗, 黃工栓 申請人:聯發(fā)科技股份有限公司