專利名稱：接收裝置、計算方法、計算機程序和便攜式終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及接收裝置、計算方法、計算機程序和便攜式終端。
背景技術(shù)：
近年來，使用GPS (全球定位系統(tǒng))的定位功能被并入諸如汽車導航裝置、移動電話和數(shù)字靜止照相機的各種電子裝置中。通常，當GPS被用于電子裝置中時，GPS模塊從四個或更多的GPS衛(wèi)星接收信號并基于接收到的信號來測量該裝置的位置，并且將測量結(jié)果經(jīng)由例如顯示裝置的屏幕通知用戶。更具體地說，GPS模塊對接收到的信號進行解調(diào)以獲取每個GPS衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)，并通過使用軌道數(shù)據(jù)、時間信息和接收到的信號的延遲時間對聯(lián)立方程求解來獲得該裝置的三維位置。需要從其接收信號的四個或更多的GPS衛(wèi)星的原因是為了消除模塊內(nèi)部的時間與衛(wèi)星的時間之間的誤差的影響。這里，從GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(LI帶，C/A代碼)是這樣得到的使用1023的代碼長度和I. 023MHz的碼片率(chip rate)的Gold代碼對50bps的數(shù)據(jù)進行擴展譜，并且使用1575.42MHz的載波進一步對被擴展譜信號進行BPSK (二進制相移鍵控)調(diào)制。因此，為了從GPS衛(wèi)星接收上述信號，GPS模塊需要使被擴展碼、載波和數(shù)據(jù)同步。通常，并入到電子裝置中的GPS模塊將接收到的信號的載波頻率轉(zhuǎn)換為某一MHz以內(nèi)的中間頻率(IF)，然后進行上述的同步處理。典型的中間頻率是例如4. 092MHz、
1.02311取和0取。通常，接收到的信號的信號強度小于熱噪聲的信號強度，并且S/N低于OdB。但是，可以通過擴展譜方法的處理增益來對該信號進行解調(diào)。在GPS信號的情況中，例如，對于I位的數(shù)據(jù)長度的處理增益是IOLog (I. 023MHz/50) ^ 43dB。很多年來，GPS接收器主要被用于汽車導航系統(tǒng)。但是，近年來，GPS接收器已經(jīng)被并入數(shù)字靜止照相機(在下文中，DSC)等中，并且GPS接收器的市場往往會擴大。就性能而言，靈敏度被提高了，并且具有-150到-160dBm的接收器靈敏度的GPS接收器已經(jīng)得以普及。這要歸功于這樣的事實大規(guī)模電路可以以低成本生產(chǎn)，因為通過半導體處理的小型化而提高IC的集成度。功耗也被降低了。在用于典型的汽車導航系統(tǒng)的GPS接收器的使用中，基本上，執(zhí)行連續(xù)的定位(通常，每秒一次)。由于從汽車的大電池供應(yīng)電力，因此在操作期間的功耗通常不會造成問題。同時，近年來的簡化的導航系統(tǒng)(個人導航裝置-PND)、移動電話、DSC和其它移動裝置具有小電池，并且它們中除了 PND都不必需要連續(xù)的定位。對于移動裝置，電池持續(xù)時間(battery survival time)是非常重要的要素，并且必須避免這樣的情況，其中，由于合并的GPS接收器像以前那樣被操作而使電池持續(xù)時間被極大地縮短，從而使得移動裝置的主要功能受到損害。如上所述，近年來的GPS接收器的功耗的降低已經(jīng)得到了增強。但是，在連續(xù)操作期間的功耗對于移動裝置還不夠。因此，存在許多通過間歇操作使移動裝置以更低的功率來操作的情況。通過間歇操作可以降低定位的頻率，并且當沒有執(zhí)行定位時，通過降低除了電路的一部分或者作為整體的電路的功率以外的大部分功率，可以期待可靠地降低平均功率的效果。
GPS接收器中的間歇操作使得GPS接收器在不執(zhí)行定位時處于休眠條件中，其中，除了所需的最少電路以外的其它電路的操作都停止，從而使得每小時的平均功率減小并且降低功率。在休眠條件期間操作的所需的最少電路通常是具有低頻(在下文中，RTC，該頻率通常是32. 768kHz)的實時時鐘和用于存儲衛(wèi)星軌道、時間信息等的備份存儲器。為了使間歇操作起作用，需要在從休眠條件返回后在短時間內(nèi)重新建立對從每個衛(wèi)星接收到的信號的同步。重新建立對接收到的信號的同步的最簡單的方法是，在從休眠條件返回后，進行與接通GPS接收器的電源時的正常啟動相同的初始啟動。根據(jù)作為衛(wèi)星的軌道信息的星歷(ephemeris)和年歷(almanac)是否可用，GPS接收器的正常初始啟動被分成三種類型冷啟動、暖啟動和熱啟動。星歷是單獨從衛(wèi)星發(fā)送的軌道 信息并具有短的有效期，盡管其足夠精確以用于定位計算。另一方面，年歷是通常從所有衛(wèi)星發(fā)送的粗略的軌道信息，具有長的有效期，并且對于指定從哪個可用衛(wèi)星接收信號是有用的。冷啟動被用于兩種軌道信息都不可用時的初始啟動，暖啟動被用于只有年歷可用時的初始啟動，熱啟動被用于兩種軌道信息都可用時的初始啟動。前兩者在開始定位之前需要大約30秒，而熱啟動只需要幾秒，并且在優(yōu)選的條件下甚至僅需I秒或更短。在為了重新建立同步而進行GPS接收器的正常初始啟動的間歇操作的方法中，通常在通過冷啟動或暖啟動建立了初始定位后，轉(zhuǎn)移到間歇操作，然后進行熱啟動，通過熱啟動，可以在短時間內(nèi)執(zhí)行定位。在該方法中，用于獲取對于從衛(wèi)星接收到的信號的同步的同步獲取單元在GPS接收器中操作。由于同步獲取單元具有大的處理負荷，并且存在消耗比保持同步的同步保持單元的功率大得多的功率的許多情況，因此這在通過峰值功率而不是平均功率來定義電池時是不適宜的。為了降低峰值功率，有一種方法，即，僅使用同步保持單元而不是使用同步獲取單元來重新建立同步。為了實現(xiàn)這一點，需要這樣一種方法其用于在休眠期間中維持高度精確的時間信息，并且在從休眠條件返回后，使用擴展碼的I碼片(1/1. 023 μ秒)內(nèi)的精度來重新啟動同步保持電路。當存在擴展碼的I碼片內(nèi)的精度時，用于實現(xiàn)擴展碼的同步的延遲鎖定環(huán)(DLL)可以立即使被擴展碼同步。典型地，同步保持單元具有用于保持同步的多個同步保持電路，同時從多個衛(wèi)星接收信號，并保持與各個衛(wèi)星的同步。但是，由于測量時間的振蕩器的振蕩頻率的精確性和穩(wěn)定性，休眠期間越長，越難以維持高度精確的時間信息。為了在休眠期間維持高度精確的時間信息，有一種方法，即，在休眠前，存儲由高度精確的GPS接收振蕩器(通常使用溫度補償?shù)腡CX0，并且O. 5ppm是用于GPS的例子)的計數(shù)器測量的低精度RTC頻率(幾十ppm)的結(jié)果，并且，在從休眠條件返回之后，使用在休眠前測量的結(jié)果通過RTC來校正經(jīng)過的時間的誤差(專利文獻I)。通過使用該方法，在休眠期間，在GPS接收振蕩器停止的同時，只有RTC操作，并且在從休眠返回后，在不使用同步獲取單元的情況下可以重新建立同步，從而可以期待功率的相當大的降低。引文列表專利文獻專利文獻I :JP4164662B
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題但是，除了 GPS接收器本身的移動速度外，僅使用同步保持單元來立即重新建立同步是否可能還依賴于測量的精度、休眠時間的長度、以及在休眠期間RTC和GPS接收振蕩器的穩(wěn)定性。尤其是，在實踐中，由于通常不是溫度補償?shù)腞TC的穩(wěn)定性成為主導因素，因此測量結(jié)果隨時間而改變，并且在從休眠返回后，在誤差校正中發(fā)生偏移。因此，休眠時間不能太長。由于在從休眠返回后定位計算需要一定的時間，因此如果間歇操作的0N/0FF比不能大，那么就平均功率而言，通過熱啟動來進行初始定位不是有利的。另外，就大量生產(chǎn)的產(chǎn)品而言，RTC的穩(wěn)定性的分散難以保證操作。根據(jù)并入GPS接收器的產(chǎn)品的性質(zhì)，對GPS接收器的要求不同。但是，對于比如汽車導航系統(tǒng)的連續(xù)定位與通常在DSC中使用的單獨定位之間的中間要求，S卩，希望通過減少比如位置數(shù)據(jù)日志記錄的定位的頻率來以低功率實現(xiàn)準連續(xù)定位的要求，沒有對RTC的穩(wěn)定性的限制的高度穩(wěn)定的間歇操作是期待的。因此，鑒于上述問題而實現(xiàn)了本公開，并且本公開的目的在于提供新的、改進的接 收裝置、接收方法、計算機程序和便攜式終端，其能夠通過在休眠期間中保持衛(wèi)星信號的偽同步來降低平均功率和峰值功率。解決問題的方案為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的一個方面，提供一種接收裝置，其包括接收單元，用于從全球定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星接收信號；頻率轉(zhuǎn)換單元，用于將由接收單元接收到的信號的頻率轉(zhuǎn)換為預定的中間頻率；同步獲取單元，用于進行同步獲取以檢測由頻率轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的中間頻率的信號的被擴展碼的相位，并且用于檢測中間頻率的信號的載波頻率；同步保持單元，用于針對每個衛(wèi)星將由同步獲取單元檢測到的被擴展碼的相位和由同步獲取單元檢測到的載波頻率分配并設(shè)置到以對應(yīng)于多個衛(wèi)星的方式獨立地設(shè)置的多個信道中的每一個，用于通過使用設(shè)置的被擴展碼的相位和設(shè)置的載波頻率來同步地保持被擴展碼和載波，還用于解調(diào)在中間頻率中包含的消息；以及控制單元，用于使用由同步保持單元解調(diào)的消息來執(zhí)行包括定位計算的操作控制。同步保持單元包括用于生成與被擴展碼同步的擴展碼的擴展碼生成單元，并參照按照從以預定頻率振蕩的溫度補償振蕩器振蕩的時鐘操作的計數(shù)器，并且在不進行定位操作的休眠期間中，同步保持單元僅使擴展碼生成單元操作，并且同步保持單元所參照的計數(shù)器也操作。擴展碼生成單元可以包括數(shù)值控制振蕩器、以及用于在從數(shù)值控制振蕩器接收到輸出信號時生成被擴展碼的被擴展碼生成器。數(shù)值控制振蕩器可以將緊臨在進入到休眠期間之前的數(shù)值控制振蕩器的值作為在休眠期間中的數(shù)值控制振蕩器的值保持?？刂茊卧梢杂嬎憔o臨在進入到休眠期間之前的預定期間中的數(shù)值控制振蕩器的值的平均值，并且數(shù)值控制振蕩器將該平均值作為在休眠期間中的數(shù)值控制振蕩器的值保持?？紤]到在休眠期間中衛(wèi)星的多普勒偏移的改變量，控制單元可以校正休眠期間結(jié)束時的數(shù)值控制振蕩器的值?？刂茊卧梢栽谶M入休眠期間之前使用用于從休眠期間返回的時間來執(zhí)行校正。接收單元、頻率轉(zhuǎn)換單元、同步獲取單元和控制單元在休眠期間中可以停止操作。
此外，為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種接收方法，其包括從全球定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星接收信號；將接收到的信號的頻率轉(zhuǎn)換為預定的中間頻率；進行同步獲取，以便檢測轉(zhuǎn)換的中間頻率的信號的被擴展碼的相位，并且檢測中間頻率的信號的載波頻率；通過使用用于生成與被擴展碼同步的擴展碼并參照按照從以預定頻率振蕩的溫度補償振蕩器振蕩的時鐘操作的計數(shù)器的同步保持單元，針對每個衛(wèi)星將檢測到的被擴展碼的相位和檢測到的載波頻率分配并設(shè)置到以對應(yīng)于多個衛(wèi)星的方式獨立地設(shè)置的多個信道中的每一個，通過使用設(shè)置的被擴展碼的相位和設(shè)置的載波頻率來同步地保持被擴展碼和載波，還解調(diào)在中間頻率中包含的消息；使用解調(diào)消息來執(zhí)行包括定位計算的操作控制；以及在不進行定位操作的休眠期間中，同步保持單元僅使擴展碼生成單元操作，并且同步保持單元所參照的計數(shù)器也操作。此外，為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種使計算機執(zhí)行如下的程序從全球定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星接收信號；將接收到的信號的頻率轉(zhuǎn)換為預定的中間頻率；進行同步獲取，以便檢測轉(zhuǎn)換的中間頻率的信號的被擴展碼的相位，并且檢測中間頻率的信號的載波頻率；通過使用用于生成與被擴展碼同步的擴展碼并參照按照從以預定頻率振蕩的溫度補償振蕩器振蕩的時鐘操作的計數(shù)器的同步保持單元，針對每個衛(wèi)星將檢測到 的被擴展碼的相位和檢測到的載波頻率分配并設(shè)置到以對應(yīng)于多個衛(wèi)星的方式獨立地設(shè)置的多個信道中的每一個，通過使用設(shè)置的被擴展碼的相位和設(shè)置的載波頻率來同步地保持被擴展碼和載波，還解調(diào)在中間頻率中包含的消息；使用解調(diào)消息來執(zhí)行包括定位計算的操作控制；以及在不進行定位操作的休眠期間中，同步保持單元僅使擴展碼生成單元操作，并且同步保持單元所參照的計數(shù)器也操作。此外，為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種便攜式終端，其用于將指令和信息發(fā)送到上述的接收裝置/從上述的接收裝置接收指令和信息。本發(fā)明的有益效果根據(jù)上述的本公開，可以提供新的、改進的接收裝置、接收方法、計算機程序和便攜式終端，其僅僅使用于在休眠期間保持衛(wèi)星信號的偽同步的配置操作，從而可以降低平均功率和峰值功率。


圖I是示出根據(jù)本公開的GPS模塊的配置的框圖。圖2是示出圖I的同步獲取單元的更具體的配置的例子的框圖。圖3是示出圖I的同步獲取單元的更具體的配置的另一個例子的框圖。圖4是示出從數(shù)字匹配濾波器輸出的相關(guān)信號的峰值的例子的說明圖。圖5是示出作為衛(wèi)星的軌道信息的星歷和年歷的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說明圖。圖6是示出通過熱啟動進行的間歇操作的概念的說明圖。圖7是示出在圖I中示出的GPS模塊中包括的同步保持單元50的配置的說明圖。圖8是示出在圖7中示出的信道電路100的配置的說明圖。圖9是示出通過DLL的控制而保持的擴展碼生成單元的相位和接收到的信號的被擴展碼的同步的說明圖。圖10是示出接收到的信號與經(jīng)過的時間之間的關(guān)系的說明圖。
圖11是示出根據(jù)每個衛(wèi)星的多普勒偏移量恰當?shù)卦O(shè)置確定擴展碼的碼片率的NC0152的頻率的例子的說明圖。圖12是示出衛(wèi)星的多普勒偏移的改變的例子的曲線圖的說明圖。圖13是示出GPS模塊10的操作的流程圖。圖14是示出根據(jù)本公開實施例將信息發(fā)送到GPS模塊10/從GPS模塊10接收信息的數(shù)字靜止照相機200的配置的說明圖。圖15A是示出根據(jù)本公開實施例的GPS模塊10和數(shù)字靜止照相機200的操作的流程圖。圖15B是示出根據(jù)本公開實施例的GPS模塊10和數(shù)字靜止照相機200的操作的
流程圖。·
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。請注意，在本說明書和附圖中，基本上具有相同的功能和結(jié)構(gòu)的元件用相同的附圖標記表示，并且省略重復的解釋。請注意，將按照下面的順序給出描述?！碔.本公開的實施例>[1-1.根據(jù)本公開的GPS模塊的硬件配置][1-2.重新建立同步的方法]〈2.內(nèi)置有GPS模塊的裝置的描述><3.總結(jié)〉[1-1. GPS模塊的硬件配置]首先，將描述根據(jù)本公開的GPS模塊的硬件配置。圖I是示出根據(jù)本公開的GPS模塊10的硬件配置的例子的框圖。在下文中，將參考圖I描述GPS模塊10的硬件配置。參考圖1，GPS模塊10包括天線12、頻率轉(zhuǎn)換單元20、同步獲取單元40、同步保持單元50、CPU (中央處理單元)60、RTC (實時時鐘)64、定時器68、存儲器70、XO (晶體振蕩器，X’ tal振蕩器)72、TCXO (溫度補償V tal振蕩器)74和倍增器/分頻器76。X072產(chǎn)生具有預定頻率(例如，大約32. 768kHz)的信號Dl，并將產(chǎn)生的信號Dl提供給RTC64。TCX074產(chǎn)生具有與X072不同的頻率(例如，大約16. 368MHz)的信號D2，并將產(chǎn)生的信號D2提供給倍增器/分頻器76和頻率合成器28。倍增器/分頻器76基于來自CPU60的指令對從TCX074提供的信號D2進行倍增和/或分頻。然后，倍增器/分頻器76將已經(jīng)進行了倍增和/或分頻的信號D4提供給頻率轉(zhuǎn)換單元20的頻率合成器28和ADC36、CPU60、定時器68、存儲器70、同步獲取單元40和同步保持單元50。天線12接收從作為全球定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星的GPS衛(wèi)星發(fā)送的包括導航消息等的無線電信號(例如，源自于1575.42MHz的被擴展載波的RF信號),將該無線電信號轉(zhuǎn)換為電信號D5，并將該電信號D5提供給頻率轉(zhuǎn)換單元20。頻率轉(zhuǎn)換單元20 :包括LNA (低噪放大器)22、BPF (帶通濾波器)24、放大器26、頻率合成器28、乘法器30、放大器32、LPF (低通濾波器)34和ADC (模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)36。為了便于數(shù)字信號處理，如下面所示出的，例如，頻率轉(zhuǎn)換單元20將由天線12接收的具有1575. 42MHz的高頻的信號D5降頻轉(zhuǎn)換為具有大約I. 023MHz的頻率的信號D14。LNA22放大從天線12提供的信號D5，并將放大信號提供到BPF24。BPF24由SAW濾波器(表面聲波濾波器)配置，并且從由LNA22放大的信號D6的頻率分量中僅提取預定的頻率分量，并將提取的頻率分量提供到放大器26。放大器26放大具有由BPF24提取的頻率分量的信號D7 (頻率Fkf)，并將放大的信號提供到乘法器30。頻率合成器28基于來自CPU60的指令D9使用從TCX074提供的信號D2來生成具有頻率Fuj的信號D10。然后，頻率合成器28將生成的具有頻率Fuj的信號DlO提供到乘法器30。乘法器30將從放大器26提供的具有頻率Fkf的信號D8與從頻率合成器28提供的具有頻率Fm的信號DlO相乘。也就是說，乘法器30將高頻信號降頻轉(zhuǎn)換為IF (中間頻率)信號Dll (例如，具有大約I. 023MHz的中間頻率的信號)。
放大器32放大由乘法器30降頻轉(zhuǎn)換的IF信號D11，并將放大的信號提供給LPF34。LPF34從由放大器30放大的IF信號D12的頻率分量中提取低頻分量，并將具有提取的低頻分量的信號D13提供到ADC36。請注意，在圖I中，已經(jīng)描述了 LPF34被布置于放大器32與ADC36之間的例子。但是，BPF可以被布置于放大器32與ADC36之間。ADC36通過采樣將從LPF34提供的模擬格式的IF信號D13轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的信號，并且一次一位地將轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的IF信號D14提供給同步獲取單元40和同步保持單元50?；贑PU60的控制，同步獲取單元40使用從倍增器/分頻器76提供的信號D3來進行與從ADC36提供的IF信號D14的偽隨機(PRN :偽隨機噪聲)碼的同步獲取。此外，同步獲取單元40檢測IF信號D14的載波頻率。然后，同步獲取單元40將PRN碼的相位、IF信號D14的載波頻率等提供給同步保持單元50和CPU60?；贑PU60的控制，同步保持單元50使用從倍增器/分頻器76提供的信號D3來保持從ADC36提供的IF信號D14的PRN碼和載波的同步。更具體地說，同步保持單元50將從同步獲取單元40提供的PRN碼的相位和IF信號D14的載波頻率作為初始值來進行操作。然后，同步保持單元50對從ADC36提供的IF信號D14中包含的導航消息進行解調(diào)，并將解調(diào)的導航消息、高度精確的PRN碼的相位和載波頻率提供給CPU60?；趶耐奖３謫卧?0提供的導航消息、PRN碼的相位和載波頻率，CPU60計算每個GPS衛(wèi)星的位置和速度，以計算GPS模塊10的位置。此外，CPU60可以基于導航消息校正RTC64的時間信息。此外，CPU60可以被連接到控制端子、I/O端子、附加功能端子等，以執(zhí)行其它的各種控制處理。RTC64使用從X072提供的具有預定頻率的信號Dl來測量時間。由CPU60恰當?shù)匦Ｕ蒖TC64測量的時間。定時器68使用從倍增器/分頻器76提供的信號D4來定時。當CPU60確定各種處理等的開始定時時，參照定時器68。例如，CPU60參照定時器68來基于由同步獲取單元40獲取的PRN碼的相位來確定何時開始同步保持單元50的PRN碼生成器的操作。存儲器70包括RAM (隨機存取存儲器)、ROM (只讀存儲器)等，并且充當CPU60的工作區(qū)域、程序的存儲器單元、導航消息的存儲器單元等。在存儲器70中，RAM被用于CPU60等進行各種處理的工作區(qū)域。RAM還可以被用于緩存輸入的各種數(shù)據(jù)，并用于保持從同步保持單元50獲得的作為GPS衛(wèi)星的軌道信息的星歷(ephemeris)和年歷(almanac)、在計算處理中生成的中間數(shù)據(jù)或計算的結(jié)果數(shù)據(jù)等。此外，在存儲器70中，ROM被用作用于存儲各種程序、固定數(shù)據(jù)等的部件。此外，在存儲器70中，當GPS模塊10的電源被關(guān)斷之時，非易失性存儲器可以被用作用于存儲作為GPS衛(wèi)星的軌道信息的星歷和年歷、定位結(jié)果的位置信息或TCXOl的誤差量等的部件。請注意，在圖I示出的GPS模塊10的配置中，除了 X072、TCX074、天線12和BPF24以外的每個功能塊都可以在由一個芯片制成的集成電路中實現(xiàn)。請注意，為了高速地同步獲取被擴展碼，例如，上述的同步獲取單元40使用匹配濾波器。更具體地說，例如，同步獲取單元40可以使用在圖2中示出的所謂的“橫向濾波器”40a作為匹配濾波器?；蛘?，例如，同步獲取單元40可以使用在圖3中示出的使用快速傅立葉變換(FFT)的數(shù)字匹配濾波器40b作為匹配濾波器。
參考圖3，例如，數(shù)字匹配濾波器40b包括存儲器41、FFT單元42、存儲器43、被擴展碼生成器44、FFT單元45、存儲器46、乘法器47、IFFT (逆快速傅立葉變換)單元48和峰值檢測器49。存儲器41緩存由頻率轉(zhuǎn)換單元20的ADC36采樣的IF信號。FFT單元42讀取在存儲器41中緩存的IF信號，以進行快速傅立葉變換。存儲器43緩存在FFT單元42中通過快速傅立葉變換從時域中的IF信號轉(zhuǎn)換來的頻率域信號。同時，被擴展碼生成器44生成與來自GPS衛(wèi)星的RF信號的被擴展碼相同的被擴展碼。FFT單元45對由被擴展碼生成器44生成的被擴展碼進行快速傅立葉變換。存儲器46緩存在FFT單元45中通過快速傅立葉變換從時域中的被擴展碼轉(zhuǎn)換來的頻率域中的被擴展碼。乘法器47將緩存在存儲器43中的頻率域信號與緩存在存儲器46中的頻率域中的被擴展碼相乘。IFFT單元48對從乘法器47輸出的相乘的頻率域信號進行逆快速傅立葉變換。因此，獲得來自GPS衛(wèi)星的RF信號的被擴展碼與由被擴展碼生成器44生成的被擴展碼之間的時域中的相關(guān)信號。然后，峰值檢測器49檢測從IFFT48輸出的相關(guān)信號的峰值。數(shù)字匹配濾波器40b可以作為軟件來實現(xiàn)，其通過使用DSP (數(shù)字信號處理器)來執(zhí)行FFT單元42和45、被擴展碼生成器44、乘法器47、IFFT單元48和峰值檢測器49的每個部分的處理。圖4是示出由上述數(shù)字匹配濾波器40a或40b獲取的相關(guān)信號的峰值的例子的說明圖。參考圖4，檢測到了峰值P1，其在一個周期的相關(guān)信號的輸出波中具有突出的相關(guān)性級別。峰值Pl在時間軸上的位置對應(yīng)于被擴展碼的頭部。也就是說，通過檢測這樣的峰值Pl，同步獲取單元40能夠檢測從GPS衛(wèi)星接收到的信號的同步(也就是說，檢測被擴展碼的相位)。[1-2.重新建立同步的概要]接下來，將描述根據(jù)本實施例通過GPS模塊10重新建立同步的概要。圖5是示出作為衛(wèi)星的軌道信息的星歷和年歷的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說明圖。根據(jù)GPS衛(wèi)星，50bps的數(shù)據(jù)率，一個幀由五個子幀形成，第一子幀包括時鐘校正信息和衛(wèi)星信息，第二和第三子幀包括單獨從衛(wèi)星發(fā)送的作為軌道信息的星歷，第三和第四子幀包括通常從所有衛(wèi)星發(fā)送的作為軌道信息的年歷。此外，一個子幀存儲前同步碼和數(shù)據(jù)，并且包括10個30位的數(shù)據(jù)集。圖6是示出通過熱啟動進行的間歇操作的概念的說明圖。如上所述，在為了重新建立同步而進行GPS接收器的正常初始啟動的間歇操作的方法中，如圖6所示，典型的是在通過冷啟動或暖啟動建立了初始定位后轉(zhuǎn)移到間歇操作，然后進行可以在短時間內(nèi)執(zhí)行定位的熱啟動。在該方法中，關(guān)于衛(wèi)星的接收信號的同步獲取單元(例如，圖I的同步獲取單元40)在GPS接收器中操作。由于同步獲取單元具有大的處理負荷，并且存在消耗比同步保持單元(例如，圖I的同步保持單元50)多的功率的許多情況，因此當通過峰值功率而不是平均功率來定義電池時是不適宜的。在不使用同步獲取單元40的情況下，本實施例通過由同步保持單元50重新建立同步來降低GPS模塊的平均功率和峰值功率。此時，在同步保持單元50內(nèi)部僅有一部分操作，而不是所有的部分都在操作，從而在休眠期間中保持衛(wèi)星信號的偽同步。
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圖7是示出圖I中示出的GPS模塊10中所包括的同步保持單元50的配置的說明圖。如圖7所示，同步保持單元50包括基于來自TCX074的時鐘進行計數(shù)的計數(shù)器90和以相應(yīng)方式提供給每個GPS衛(wèi)星的信道電路100，并且同步保持單元50同步地保持GPS衛(wèi)星。信道電路100包括使代碼同步的代碼跟蹤環(huán)和使載波同步的載波跟蹤環(huán)。以這種方式，通過提供多個信道電路100，同步保持單元50能夠以并行的方式同步地保持多個GPS衛(wèi)星。圖8是示出圖7中示出的信道電路100的配置的說明圖。如圖8所示，信道電路100 包括 Costas 環(huán) 101 和 DLL102。就與上述IF信號D14相對應(yīng)的IF信號而言，向Costas環(huán)101輸入這樣的信號，該信號得自于由乘法器104相乘的被擴展碼(在圖8中的提示(Prompt))，該被擴展碼具有相位P (提示)并且由稍后描述的被擴展碼生成器(PN生成器，在下文中的PNG) 154生成。同時，通過上述的天線12和頻率轉(zhuǎn)換單元20獲得的對應(yīng)于IF信號D14的IF信號被輸入到信道電路100的DLL102。在Costas環(huán)101中，關(guān)于輸入信號，由乘法器108將由NCO (數(shù)值控制振蕩器)106產(chǎn)生的再現(xiàn)載波中的余弦分量相乘。同時，關(guān)于輸入信號，由NC0106產(chǎn)生的再現(xiàn)載波中的正弦分量由乘法器110相乘。在Costas環(huán)101中，由乘法器108獲得的具有相同相位的信號中的預定頻帶分量通過LPF112發(fā)送，并且發(fā)送的信號被提供給相位檢測器118、二值化電路120以及平方和計算電路122。同時，在Costas環(huán)101中，由乘法器110獲得的正交分量的信號中的預定頻帶分量通過LPFl 14發(fā)送，并且發(fā)送的信號被提供給相位檢測器118以及平方和計算電路122。在Costas環(huán)101中，基于從LPF112和114中的每個輸出的信號由相位檢測器118檢測到的相位信息經(jīng)由環(huán)路濾波器116被提供給NC0106。在Costas環(huán)101中，從LPF112和114中的每個輸出的信號被提供給平方和計算電路122，并且由平方和計算電路122計算的平方和(I2+Q2)作為關(guān)于具有相位P的被擴展碼的相關(guān)值(P)被輸出。此外，在Costas環(huán)101中，從LPF112輸出的信號被提供給二值化電路120，并且通過二值化獲得的的信息作為導航消息被輸出。同時，在DLL102中，關(guān)于輸入的IF信號，具有先于P的相位的被擴展碼(圖8中的早的(Early))E (早的)由乘法器124相乘，該被擴展碼由PNG154生成。此外，關(guān)于輸入的IF信號，具有晚于P的相位的被擴展碼(圖8中的遲的(Late)) L (遲的)由乘法器126相乘，該被擴展碼由PNG154生成。在DLL102中，關(guān)于由乘法器124獲得的信號，由Costas環(huán)101的NC0106產(chǎn)生的再現(xiàn)載波中的余弦分量由乘法器128相乘。此外，關(guān)于由乘法器124獲得的信號，由NC0106產(chǎn)生的再現(xiàn)載波中的正弦分量由乘法器130相乘。然后，在DLL102中，由乘法器128獲得的具有相同相位分量的信號中的預定頻帶分量通過LPF132被發(fā)送，并且發(fā)送的信號被提供給平方和計算電路136。同時，在DLL102中，由乘法器130獲得的正交分量的信號中的預定頻帶分量通過LPF134被發(fā)送，并且發(fā)送的信號被提供給平方和計算電路136。此外，在DLL102中，關(guān)于由乘法器126獲得的信號，由Costas環(huán)101的NCO106產(chǎn)生的再現(xiàn)載波中的余弦分量由乘法器138相乘。此外，關(guān)于由乘法器126獲得的信號，由NC0106產(chǎn)生的再現(xiàn)載波中的正弦分量由乘法器140相乘。然后，在DLL102中，由乘法器138獲得的具有相同相位的信號中的預定頻帶分量通過LPF142被發(fā)送，并且發(fā)送的信號被提供給平方和計算電路146。同時，在DLL102中，由乘法器140獲得的正交分量的信號中的預定頻帶分量通過LPF144被發(fā)送，并且發(fā)送的信號被提供給平方和計算電路146。在DLL102中，從平方和計算電路136和146中的每一個輸出的信號被提供給相位檢測器148，并且，基于這些信號由相位檢測器148檢測到的相位信息經(jīng)由環(huán)路濾波器150 被提供給NC0152。此外，基于由NC0152產(chǎn)生的具有預定頻率的信號，由PNG154產(chǎn)生每一種相位E、P和L的被擴展碼。此外，在DLL102中，由平方和計算電路136計算出的平方和(I2+Q2)作為關(guān)于具有相位E的被擴展碼的相關(guān)值(E)輸出。此外，在DLL102中，由平方和計算電路146計算出的平方和(I2+Q2)作為關(guān)于具有相位L的被擴展碼的相關(guān)值(L)輸出。接下來，將詳細地描述由具有這種配置的同步保持單元50執(zhí)行的間歇同步保持。在本實施例中，通過使包括NC0152和PNG154的擴展碼生成單元和同步保持單元50的計數(shù)器90操作并使其它的操作停止，在休眠期間中保持衛(wèi)星信號的偽同步。因此，根據(jù)本實施例的GPS模塊10能夠在極短時間中從休眠條件返回之后恢復同步，并且在短時間中定位，而不需要使同步獲取單元40操作，從而可以降低平均功率和峰值功耗。在這種方法中，由于GPS接收振蕩器(通常，TCX074)甚至在休眠條件中也操作，所以，在休眠條件中的功耗大于使用RTC的方法的功耗。但是，近年來，TCXO的功耗一直降低，因此，在需要以一定程度的頻率進行定位而不是連續(xù)的定位時，具有低功率的穩(wěn)定的準連續(xù)定位是可能的。如圖9所示，在定位是通過從GPS衛(wèi)星接收信號進行操作的條件中，包括如圖8所示的NC0152和PNG154的擴展碼生成單元的相位與接收到的信號的被擴展碼的同步通過DLL102的控制來保持。但是，當GPS模塊10轉(zhuǎn)移到休眠條件，并且使同步保持單元50完全停止時，不能保持同步。為了從休眠條件返回后立即重新同步，需要知道在I碼片的誤差(大約I μ s)內(nèi)的擴展碼相位。但是，由于擴展碼相位的信息在休眠期間被丟失，因此不能執(zhí)行重新同步。因此，根據(jù)本實施例，為了在休眠期間向前移動擴展碼相位，在休眠期間僅使得同步保持單元50中的擴展碼生成單元和計數(shù)器90操作。擴展碼生成單元和計數(shù)器90的功耗與同步保持單元50作為整體的功耗之比微小，這可以大大地有助于節(jié)省功率。如上所述，同步保持單元50包括計數(shù)器90，該計數(shù)器90對比RTC64更高的分辨率時間進行計數(shù)。通過計數(shù)器90，只要建立同步，同步保持單元50就可以指定從衛(wèi)星接收到的信號的定時，從而使用測量定時的高分辨率時間來進行定位計算。在GPS的情況中，由于衛(wèi)星的擴展碼的碼片率是I. 023MHz，因此NCO可以改變I. 023MHz左右的頻率，從而可以通過該頻率設(shè)置使得擴展碼的相位領(lǐng)先或延遲。已知的是，基于GPS接收振蕩器測量的接收到的信號的擴展碼的碼片率(fc Hz)和關(guān)于I. 023MHz的碼片率的隨著時間的相位的偏移(A p [碼片]，I [碼片]=1/1. 023 [ u sec])與基于GPS接收振蕩器根據(jù)1575. 42 [MHz]的名義值測量的接收到的信號的載波頻率的偏移(A f [Hz])和經(jīng)過的時間(t [sec])成比例，并且存在如下的關(guān)系fc=l. 023X 106+Af/1540[Hz]…(I)A P=-A f/1540 t... (2)圖10是示出接收到的信號與經(jīng)過的時間之間的關(guān)系的說明圖。可以通過用于使載波同步的載波跟蹤環(huán)來針對每個衛(wèi)星檢測Af。由于多普勒偏移量的不同導致衛(wèi)星與衛(wèi) 星之間接收到的信號的載波頻率不同，因此，衛(wèi)星與衛(wèi)星之間擴展碼相位的偏移也不同。但是，通過使確定擴展碼的碼片率的NC0152的頻率與每個衛(wèi)星的多普勒偏移量一致，并通過使用上述公式(I)的關(guān)系來恰當?shù)卦O(shè)置，使得除了同步保持單元50的擴展碼生成單元和計數(shù)器90以外的元件停止。因此，即使在沒有通過DLL102的控制來保持同步的休眠條件中，也可以在小相位誤差的情況中保持偽同步。圖11是示出根據(jù)每個衛(wèi)星的多普勒偏移量恰當?shù)卦O(shè)置確定擴展碼的碼片率的NC0152的頻率的例子的說明圖。當作為整體的同步保持單元以小相位誤差從休眠條件返回時，通過同步保持單元50的控制，相位誤差可以返回到0 (零)附近，從而可以立即重新建立同步。如上所述，通過使得僅有包括NC0152和PNG154的擴展碼生成單元與計數(shù)器90在GPS模塊10的休眠條件中操作，間歇操作成為可能，其中，在休眠條件中保持偽同步并且在從休眠返回后立即重新建立同步。在GPS模塊10的休眠條件中，由于不需要從GPS衛(wèi)星接收信號或者進行當前值的定位計算，因此可以停止除了同步保持單元50的擴展碼生成單元和計數(shù)器90以外的頻率轉(zhuǎn)換單元20、同步獲取單元40、CPU60、以及除了用于備份的存儲器以外的存儲器70的操作。通過以這種方式使操作停止，在休眠期間的GPS模塊10的功耗幾乎是由作為GPS接收振蕩器的TCX074、以及同步保持單元50的擴展碼生成單元和計數(shù)器90造成的。用于備份的存儲器被用于保持在休眠之前的位置信息等。請注意，當諸如閃存的非易失性存儲器可用時，不需要通過SRAM實現(xiàn)的備份存儲器。如上所述，為了在休眠條件中保持偽同步，需要將擴展碼生成單元的NC0152針對每個衛(wèi)星設(shè)置為恰當?shù)闹?。作為最簡單的方法，存在一種方法將緊臨在休眠條件之前的NC0152的值作為休眠條件中的值保持。通過信道電路100的DLL102的控制，在同步條件中的擴展碼生成單元的NC0152的頻率可以理想地等于上述公式(I)的碼片率。在實際的操作中，由于NC0152的頻率和DLL102的控制處于離散的方式中，并且由于接收到的信號的噪音導致的波動，因此緊臨在休眠之前的NC0152的頻率不必是最恰當?shù)?。因此，針對緊臨在休眠之前的給定時長(例如，一秒鐘)來計算NC0152的頻率的平均值，并且計算的值可以被設(shè)置為在休眠條件中的NC0152的頻率。將緊臨在休眠之前的擴展碼生成單元的NC0152的頻率設(shè)置為休眠條件中的NC0152的頻率的方法是最簡單的。但是，衛(wèi)星的多普勒偏移不是固定值，并且隨時間而改變。因此，碼片率改變。圖12是示出衛(wèi)星的多普勒偏移的改變的例子的曲線圖的說明圖。圖12中示出的曲線圖在橫軸上示出時間，在縱軸上示出多普勒偏移?？梢钥闯?，衛(wèi)星的多普勒偏移不是固定值，并且在時間上改變。因此，當間歇時間的間隔短時，將緊臨在休眠之前的擴展碼生成單元的NC0152的頻率設(shè)置為休眠條件中的NCO的頻率的方法是適合的。但是，不能使連續(xù)保持偽同步的時間更長。多普勒偏移的改變的時間變化率越高，用于連續(xù)保持偽同步的時間就越短，并且存在一種情況，其中，即使在不發(fā)生振蕩器的波動的理想情況中，用于連續(xù)保持偽同步的時間也不會持續(xù)30秒鐘。為了使用于連續(xù)保持偽同步的時間更長，要被設(shè)置的NC0152的頻率可以正好在考慮多普勒偏移的改變的情況下被校正?？紤]到圖12中示出的衛(wèi)星的多普勒偏移的時間變化，其中fc、Af和Ap是時間t的函數(shù)，上述公式(I)和(2)為fc(t)=l. 023 X IO6+Af ⑴/1540 [Hz]…(3)A p (t) =- f tQ A f (t) /1540 dt …(4) “t=0”示出起始點的時間，并且當間歇時間為幾分鐘的數(shù)量級時,在圖12中示出的多普勒偏移的變化可以通過以下的線性表達式來近似A f (t) = A f (0) (1+a t)…(5)A p (t) =- A f (0) /1540 t (l+a/2 A f (0) t)…(6)這里，Af(0) = Af(t=0)，“a”示出時間變化的傾斜度，S卩，比如圖12中示出的曲線的微分值。當在公式(5 )和(6 )中a=0時，公式(5 )和(6 )與公式(I)和(2 ) —致。上述的將緊臨在休眠之前的擴展碼生成單元的NC0152的頻率設(shè)置為休眠條件中的NC0152的頻率的方法與在針對公式(5)和(6)的休眠條件中的下面的公式具有類似的意乂 fc=l. 023 X IO6+Af (0)/1540 ...(7)并且，在休眠條件中的多普勒偏移的時間改變不被考慮。因此，針對時間t，擴展碼的相位通過下面的公式偏移A p (t) =_a/2 t2/1540... (8)例如，當t=30sec并且a=lHz/sec時，由于偏移是0. 29碼片，因此通過在從休眠條件返回后DLL102的控制，該偏移在校正的可允許范圍以內(nèi)。但是，當t=60sec時，DLL102不能校正在從休眠條件返回后由于頻率偏移了 I. 17碼片而導致的偏移。因此，從衛(wèi)星接收到的信號的重新同步不能立即執(zhí)行。但是，GPS模塊10在進入休眠條件之前具有實際測量的A f(0)的值，并且通過使用星歷和該處理結(jié)果能夠計算t=T秒之后的Af^Pa=(Af(T) - Af(0))/T。因此，通過上述公式(8)來估計由于多普勒偏移導致的t=T秒之后的擴展碼的相位偏移，并且通過基于估計值將校正值添加到公式(7)，校正t=T秒之后的擴展碼的相位偏移。也就是說，當希望調(diào)整T秒之后的擴展碼的相位時，通過將校正項加入到公式(7)來計算的值可以剛好被設(shè)置為在休眠條件中的擴展碼生成單元的NC0152的頻率，如下面公式fc=l. 023 X IO6+ A f (0)/1540 (l+a/2 Af(O) T)…(9)請注意，公式(9)可以被修改為fc=l. 023 X IO6+ ( A f (0) + A f (T)) /2/1540— (10)因此，可以看出，公式(9)等同于將作為在t=0和t=T處的載波頻率的偏移的平均值的平均值(Λ f (O) + Λ f (T)) /2設(shè)置為NC0152的頻率，而不是將緊臨在休眠之前的擴展碼生成單元的NC0152的頻率設(shè)置為休眠條件中的頻率。在GPS模塊10可以確定休眠時間的情況中，通過以T作為休眠時間進行上述公式(9)的校正，當T秒后從休眠條件啟動時，擴展碼相位的偏移可以充分小于I碼片，從而通過信道電路100的DLL102的控制，GPS模塊10能夠立即建立重新同步。請注意，只要從T秒開始的時間偏移充分地小，從休眠條件返回就不必一定正好在T秒后。作為關(guān)于多普勒偏移的改變的校正方法，針對如公式(5)的線性近似，已經(jīng)描述了多普勒偏移的載波校正的方法。但是，可能明顯的是，也可以通過二次方程或更高次方程進行近似。請注意，在實際使用中，由于具有內(nèi)置式GPS模塊10的接收器行進，因此由于行進的多普勒偏移導致的擴展碼相位的偏移也被加入。在t=0處的實際測量的值A(chǔ)f(O)包括 GPS模塊10的行進的多普勒偏移量，并且可以計算GPS模塊10在t=0處的行進速度和加速度。因此，例如，通過線性地近似GPS模塊10的行進的多普勒偏移并將近似量添加到公式
(9)或(10)的△ f(T)，只要建立近似，由于GPS模塊10的行進而導致的擴展碼相位的偏移就可以被校正。通過使用上述校正，通過信道電路100的DLL102的控制，同步保持單元50可以建立重新同步。當GPS模塊10可以單獨確定進入休眠的時間和從休眠返回的時間時，上述校正計算在進入休眠條件之前被進行，并且計算結(jié)果可以被用作在休眠條件中的擴展碼生成單元的NC0152的頻率。接下來，將描述GPS模塊10的操作。圖13是示出GPS模塊10的操作的流程圖。在下文中，將參考圖13描述GPS模塊10的操作。首先，GPS模塊10被啟動，并且對圖I中示出的GPS模塊10的每一個部分供能(步驟S101)。接下來，GPS模塊10從GPS衛(wèi)星接收無線電波以進行初始定位(步驟S102)。由GPS模塊10進行的初始啟動和初始定位對應(yīng)于圖6中示出的第一同步獲取和跟蹤/定位期間。通過在步驟S102處的初始定位，GPS模塊10獲取星歷。在在上述的步驟S102處執(zhí)行初始定位后，GPS模塊10確定進入休眠的時間ts和從休眠返回的時間tw(步驟S103)。根據(jù)GPS模塊10的操作環(huán)境(其中內(nèi)置有GPS模塊10的裝置、該裝置的操作條件等)，可以將任何值設(shè)置為進入休眠的時間ts和從休眠返回的時間tw。在上述的步驟S103處確定了進入休眠的時間ts和從休眠返回的時間tw后，GPS模塊10通過使用確定的時間來執(zhí)行校正處理(步驟S104)。在步驟S104處的校正處理用于計算在從休眠返回的時間tw處的NC0152的頻率，并且該計算通過使用上述公式(9)來進行。也就是說，通過將從休眠返回的時間tw減去進入休眠的時間ts而獲得的值對應(yīng)于上述公式(9)中的T。因此，通過將該值輸入到上述公式(9)，可以計算在從休眠返回的時間tw處的NC0152的頻率,該值是通過將從休眠返回的時間tw減去進入休眠的時間ts而獲得的。在執(zhí)行了步驟S104處的校正處理后，GPS模塊10執(zhí)行用于等待的等待處理，直到進入休眠的時間ts (步驟S105)。然后，當進入休眠的時間ts到來時，GPS模塊10執(zhí)行用于休眠的休眠處理，直到從休眠返回的時間tw(步驟S106)。休眠處理使得僅有包括NC0152和PNG154的擴展碼生成單元和計數(shù)器90操作，并使得其它配置停止。當計數(shù)器90到達從休眠返回的時間tw時，GPS模塊10執(zhí)行用于從休眠條件返回的喚醒處理(步驟S107)。喚醒處理用于使在步驟S106處停止的配置操作。通過使在步驟S106處停止的配置操作，GPS模塊10從休眠 條件返回。在步驟S107處執(zhí)行了喚醒處理后，GPS模塊10執(zhí)行當前值的定位處理(步驟S108)。在步驟S108處的定位處理是通過使用在從休眠返回的時間tw處的NC0152的頻率來進行的，NC0152的頻率已經(jīng)在步驟S104處執(zhí)行的校正處理處被計算。因此，即使在GPS模塊10處于休眠條件中時，GPS模塊10也可以保持偽同步，并且可以在從休眠返回后立即執(zhí)行定位處理。在步驟S108處執(zhí)行了當前值的定位處理后，GPS模塊10確定是否維持到休眠條件的轉(zhuǎn)變(步驟S109)。可以根據(jù)GPS模塊10的操作環(huán)境(其中內(nèi)置有GPS模塊10的裝置、該裝置的操作條件等)來確定是否維持到休眠條件的轉(zhuǎn)變。作為在步驟S109處的確定的結(jié)果，當維持到休眠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變時，GPS模塊10返回到步驟S103,并確定進入休眠的時間ts和從休眠返回的時間tw。另一方面，作為在步驟S109處的確定的結(jié)果，當不執(zhí)行到休眠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變時，GPS模塊10終止到休眠狀態(tài)的轉(zhuǎn)變處理。如上所述，已經(jīng)參考圖13描述了 GPS模塊10的操作。通過以這種方式的操作，GPS模塊10即使在休眠條件中也可以保持偽同步，并且可以在從休眠返回后立即執(zhí)行定位處理。當GPS模塊10的進入休眠的時間或者從休眠返回的時間由GPS接收功能以外的元件來確定，例如，由合并了 GPS模塊10的系統(tǒng)的主機CPU確定時，在進入休眠條件時，GPS接收功能不能單獨地獲知在GPS模塊10下一次啟動之前經(jīng)過的休眠時間。在這種情況中，該系統(tǒng)確定進入休眠的時間和從休眠返回的時間，并將該信息傳送給GPS模塊10。GPS模塊10可以基于傳送的時間信息來執(zhí)行上述校正。<2.內(nèi)置有GPS模塊的裝置的描述>接下來，將參考GPS模塊10被內(nèi)置到數(shù)字靜止照相機中的例子來描述內(nèi)置有GPS模塊的裝置的配置。圖14是示出根據(jù)本公開實施例將信息發(fā)送到GPS模塊10/從GPS模塊10接收信息的數(shù)字靜止照相機200的配置的說明圖。如圖14所示，將信息發(fā)送到GPS模塊10/從GPS模塊10接收信息的數(shù)字靜止照相機200包括1/0210、存儲器220、顯示單元230、信號處理器240、成像單元250、傳感器260、CPU270、諸如定時器的各種外圍部件280、以及記錄介質(zhì)290。1/0210是用于發(fā)送/接收由用戶輸入的操作內(nèi)容、來自外部GPS模塊10的信息和其它信號的接口。1/0210向GPS模塊10輸出命令，并輸入來自GPS模塊10的信息。此外，1/0210接收來自數(shù)字靜止照相機200的用戶的輸入，向個人計算機發(fā)送數(shù)據(jù)/從個人計算機接收數(shù)據(jù)，并且向各種無線通信部件發(fā)送無線電信號/從各種無線通信部件接收無線電信號。信號處理器240對從成像單元250輸出的成像信號進行預定的信號處理，并將處理的圖像信號(圖像數(shù)據(jù))作為基帶的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)輸出到CPU270。也就是說，就從成像單元250輸出的成像信號而言，信號處理器240通過⑶S (相關(guān)雙采樣)電路僅對具有圖像信息的信號進行采樣，并去除噪聲。然后，信號處理器240通過AGC (自動增益控制)電路控制增益，并通過A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換電路將該信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。此外，就轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號而言，信號處理器240執(zhí)行信號檢測處理，以提取每種顏色的分量R (紅色)、G (綠色)和B (藍色)，并執(zhí)行諸如Y校正或白平衡校正的處理。最后，信號被作為一個基帶的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)輸出到CPU270。此外，基于從成像單元250輸出的成像信號，信號處理器240生成視頻信號，通過該視頻信號，捕獲的圖像(所謂的直通圖像(through image))被顯示在顯示單元230上。作為顯示單元230，可以使用諸如IXD (液晶顯示器)的顯示元件。成像單元250包括光學部件和成像元件。該光學部件包括用于會聚來自被攝體的光的多個透鏡(諸如變焦透鏡和聚焦透鏡(未示出))、光圈(未示出)等，并且來自被攝體的輸入光經(jīng)由透鏡或光圈被提供給成像元件。成像元件將來自被攝體的輸入光經(jīng)由光學部 件光電轉(zhuǎn)換為模擬成像信號(圖像信號)，并將轉(zhuǎn)換的模擬成像信號輸出到信號處理器240。請注意，作為成像元件，可以使用CCD (電荷耦合器件)傳感器、CMOS (互補金屬氧化物半導體)傳感器等。CPU270控制數(shù)字靜止照相機200的每個部分的操作。此外，各種外圍部件280包括定時器等，并且被用于數(shù)字靜止照相機200內(nèi)部的各種操作。此外，存儲器220包括ROM、RAM等，并且存儲用于數(shù)字靜止照相機200的操作的各種信息或程序。記錄介質(zhì)290是基于CPU270的記錄控制存儲諸如運動圖像文件的信息的記錄介質(zhì)。例如，記錄介質(zhì)290存儲從信號處理器240輸出的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。此外，記錄介質(zhì)290存儲用于管理運動圖像文件的運動圖像管理文件。請注意，記錄介質(zhì)290可以被內(nèi)置到數(shù)字靜止照相機200中，或者可以從數(shù)字靜止照相機200移除。此外，作為記錄介質(zhì)290，可以使用諸如半導體存儲器、光學記錄介質(zhì)、磁盤和HDD(硬盤驅(qū)動器)的各種介質(zhì)。請注意，光學記錄介質(zhì)的例子包括可記錄DVD (數(shù)字多功能盤)、可記錄⑶(壓縮盤)、藍光盤(Blue-raydisc,注冊商標)等。命令從數(shù)字靜止照相機200向GPS模塊10發(fā)送，諸如GPS模塊10的開/關(guān)、位置信息的請求、定位模式/時間間隔的指定、以及數(shù)據(jù)格式的指定。另一方面，從GPS模塊10向數(shù)字靜止照相機200發(fā)送與定位相關(guān)的信息，諸如衛(wèi)星的位置、時間、精度信息和接收狀況。如上所述，已經(jīng)參考圖14描述了根據(jù)本公開的將信息發(fā)送到GPS模塊10/從GPS模塊10接收信息的數(shù)字靜止照相機200的配置。接下來，將描述GPS模塊10和數(shù)字靜止照相機200的操作。圖15A和圖15B是示出GPS模塊10和數(shù)字靜止照相機200的操作的流程圖。圖15A和圖15B示出數(shù)字靜止照相機200的CPU270、GPS模塊10的CPU60、以及PS模塊10的的核心部分(頻率轉(zhuǎn)換單元20、同步獲取單元40和同步保持單元50)的操作。在下文中，將參考圖15A和圖15B描述GPS模塊10和數(shù)字靜止照相機200的操作。用于開始定位的請求從圖14的CPU270(系統(tǒng)CPU)發(fā)送到GPS模塊10(步驟S201)。在從CPU270接收到用于開始定位的請求時，GPS模塊10的CPU60 (GPS接收器的CPU)指示GPS模塊10的核心部分(頻率轉(zhuǎn)換單元20、同步獲取單元40和同步保持單元50)執(zhí)行初始啟動(步驟S202)。在指示GPS模塊10的核心部分執(zhí)行初始啟動后，CPU60通知CPU270完成準備(步驟S203)。同時，在從CPU60接收初始啟動的指令時，GPS模塊10的核心部分開始各種初始啟動(步驟S204)。然后，數(shù)字靜止照相機200的CPU270 (系統(tǒng)CPU)指示GPS模塊10執(zhí)行間歇定位，以及指定間歇定位的時間間隔(步驟S205)。在從接CPU270收到用于開始定位的請求時，GPS模塊10的CPU60指示GPS模塊10的核心部分開始初始定位(步驟S206)。在接收到開始初始定位的指令時，GPS模塊10的核心部分從GPS衛(wèi)星接收無線電波，并執(zhí)行同步處理(步驟 S207)。在執(zhí)行了無線電波的接收處理/同步處理后，GPS模塊10的核心部分將無線電波的接收狀況的信息、時間和偽距離通知CPU60(步驟S208)。CPU60基于由GPS模塊10的核心部分通知的信息執(zhí)行定位計算，并計算用于校正處理的校正值(步驟S209)。在執(zhí)行了定位計算后，CPU60將接收狀況的信息、位置信息、時間和精度信息通知數(shù)字靜止照相機200的CPU270(步驟S210)。CPU270通過使用由CPU60通知的信息來將當前值的位置顯示到顯示單元230 (步驟S211)。然后，CPU60指示GPS模塊10的核心部分使用在上述步驟S209處計算的校正值·來執(zhí)行校正處理(步驟S212)。在接收到校正的指令時，構(gòu)成GPS模塊10的核心部分的同步保持單元50執(zhí)行用于設(shè)置NC0152的頻率的校正處理(步驟S213)。在同步保持單元50執(zhí)行用于設(shè)置NC0152的頻率的校正處理后，CPU60指示GPS模塊10的核心部分執(zhí)行等待處理和休眠處理(步驟S214)。在從CPU60接收到指令時，GPS模塊10的核心部分執(zhí)行等待處理和休眠處理(步驟S215)。因此，在GPS模塊10的核心部分中，只有同步保持單元50的擴展碼生成單元和計數(shù)器90處于操作。CPU60基于在上述步驟S205處由數(shù)字靜止照相機200的CPU270通知的時間間隔來對時間進行計數(shù)(步驟S216)。然后，當預定時間到來時，CPU60指示GPS模塊10的核心部分執(zhí)行喚醒處理(步驟S217)。在接收到來自CPU60的指令時，GPS模塊10的核心部分執(zhí)行喚醒處理，并從GPS衛(wèi)星接收無線電波，以執(zhí)行同步處理(步驟S218)。在執(zhí)行了無線電波的接收處理/同步處理后，GPS模塊10的核心部分將無線電波的接收狀況的信息、時間和偽距離通知CPU60(步驟S219)。CPU60基于由GPS模塊10的核心部分通知的信息執(zhí)行定位計算，并計算用于校正處理的校正值(步驟S220)。在執(zhí)行了定位計算后，CPU60將接收狀況的信息、位置信息、時間和精度信息通知數(shù)字靜止照相機200的CPU270(步驟S221)。CPU270通過使用由CPU60通知的信息來將當前值的位置顯示到顯示單元230 (步驟S222)。然后，CPU60指示GPS模塊10的核心部分使用在上述步驟S220處計算的校正值來執(zhí)行校正處理(步驟S223)。在接收到校正的指令時，構(gòu)成GPS模塊10的核心部分的同步保持單元50執(zhí)行用于設(shè)置NC0152的頻率的校正處理(步驟S224)。在同步保持單元50執(zhí)行用于設(shè)置NC0152的頻率的校正處理后，CPU60指示GPS模塊10的核心部分執(zhí)行等待處理和休眠處理(步驟S225)。在從CPU60接收到指令時，GPS模塊10的核心部分執(zhí)行等待處理和休眠處理(步驟S226)。因此，在GPS模塊10的核心部分中，只有同步保持單元50的擴展碼生成單元和計數(shù)器90處于操作。然后，類似于上述步驟S214到S220，GPS模塊10的CPU60和核心部分執(zhí)行預定時間的計數(shù)、喚醒處理、信號接收處理/同步處理、以及當前值的位置計算/校正處理(步驟S225到S231)。在執(zhí)行了定位計算后，CPU60將接收狀況的信息、位置信息、時間和精度信息通知數(shù)字靜止照相機200的CPU270 (步驟S232)。CPU270通過使用由CPU60通知的信息來將當前值的位置顯示到顯示單元230 (步驟S233)。通過重復地執(zhí)行上述間歇操作，GPS模塊10可以降低平均功率和峰值功率。然后，根據(jù)用戶的操作等，數(shù)字靜止照相機200的CPU270將用于停止定位的請求通知GPS模塊10的CPU60。在收到通知時，CPU60指示GPS模塊10的核心部分停止定位(步驟S235)。根據(jù)來自CPU60的停止定位的指令，GPS模塊10的核心部分停止操作(步驟S236)。CPU60將GPS模塊10的定位的停止處理完成通知數(shù)字靜止照相機200的CPU270，并使其自身轉(zhuǎn)移到待機條件(步驟S238)。通過使GPS模塊10和數(shù)字靜止照相機200以這種方式操作，GPS模塊10間歇地執(zhí)行定位。然后，在GPS模塊10中，在休眠期間，只有同步保持單元50的擴展碼生成單元和計數(shù)器90處于操作。因此，GPS模塊10可以降低平均功率和峰值功率。 如上所述，已經(jīng)參考圖15A和圖15B描述了 GPS模塊10和數(shù)字靜止照相機200的操作。請注意，已經(jīng)描述了 GPS模塊10內(nèi)置到數(shù)字靜止照相機200中的例子。但是，本公開不限于這個例子。可以采用另一個實施例，其中，GPS模塊10被設(shè)置在數(shù)字靜止照相機200的外部，也就是說，其中，GPS模塊10被連接到數(shù)字靜止照相機200，并且在數(shù)字靜止照相機200與GPS模塊10之間執(zhí)行命令和信息的發(fā)送/接收?！?.總結(jié)〉如上所述，已經(jīng)通過將GPS模塊10作為例子對本公開的實施例進行了描述。通過在休眠期間使同步保持單元50的包括NC0152和PNG154的擴展碼生成單元以及計數(shù)器90操作，同時使其它元件的操作停止，在休眠期間可以保持衛(wèi)星信號的偽同步。通過在休眠期間保持衛(wèi)星信號的偽同步，GPS模塊10可以在從休眠條件返回后在極短的時間中恢復同步，并且在不使同步獲取單元40操作的情況下可以在短時間中進行定位，從而可以實現(xiàn)用于降低平均功耗和峰值功耗的間歇操作。此外，除了 GPS接收器以外，本公開基本上還可以應(yīng)用于GNSS接收器。也就是說，上述的本公開的實施例可以應(yīng)用于通用擴展譜類型的無線系統(tǒng)。此外，在上述實施例中，假定計數(shù)器90被包括在同步保持單元50中。但是，計數(shù)器90不必一定被包括在同步保持單元50內(nèi)部，并且可以被設(shè)置在同步保持單元50的外部。雖然已經(jīng)參照附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是，本發(fā)明當然并不局限于上述例子。在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以找到各種替換和修改，并且，應(yīng)該明白，這些替換和修改自然地在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。附圖標記列表10 GPS 模塊12 天線20頻率轉(zhuǎn)換單元40同步獲取單元50同步保持單元60 CPU64 RTC
68定時器70存儲器72 XO74 TCXO76倍增器/分頻器90計數(shù)器100信道電路
101 Costas環(huán)102 DLL152 NCO154 PNG200數(shù)字靜止照相機210 I/O220存儲器230顯示單元240信號處理器250成像單元260傳感器270 CPU280各種外圍部件290記錄介質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種接收裝置，包括 接收單元，用于從全球定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星接收信號； 頻率轉(zhuǎn)換單元，用于將由接收單元接收到的信號的頻率轉(zhuǎn)換為預定的中間頻率；同步獲取單元，用于進行同步獲取以檢測由頻率轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的中間頻率的信號的被擴展碼的相位，并且用于檢測中間頻率的信號的載波頻率； 同步保持單元，用于針對每個衛(wèi)星將由同步獲取單元檢測到的被擴展碼的相位和由同步獲取單元檢測到的載波頻率分配并設(shè)置到以對應(yīng)于多個衛(wèi)星的方式獨立地設(shè)置的多個信道中的每一個，用于通過使用設(shè)置的被擴展碼的相位和設(shè)置的載波頻率來同步地保持被擴展碼和載波，還用于解調(diào)在中間頻率中包含的消息；以及 控制單元，用于使用由同步保持單元解調(diào)的消息來執(zhí)行包括定位計算的操作控制， 其中，同步保持單元包括用于生成與被擴展碼同步的擴展碼的擴展碼生成單元，并參照按照從以預定頻率振蕩的溫度補償振蕩器振蕩的時鐘操作的計數(shù)器，并且 在不進行定位操作的休眠期間中，同步保持單元僅使擴展碼生成單元操作，并且同步保持單元所參照的計數(shù)器也操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收裝置， 其中，擴展碼生成單元包括數(shù)值控制振蕩器、以及用于在從數(shù)值控制振蕩器接收到輸出信號時生成被擴展碼的被擴展碼生成器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置， 其中，數(shù)值控制振蕩器將緊臨在進入到休眠期間之前的數(shù)值控制振蕩器的值作為在休眠期間中的數(shù)值控制振蕩器的值保持。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置， 其中，控制單元計算緊臨在進入到休眠期間之前的預定期間中的數(shù)值控制振蕩器的值的平均值，并且數(shù)值控制振蕩器將該平均值作為在休眠期間中的數(shù)值控制振蕩器的值保持。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收裝置， 其中，考慮到在休眠期間中衛(wèi)星的多普勒偏移的改變量，控制單元校正休眠期間結(jié)束時的數(shù)值控制振蕩器的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收裝置， 其中，控制單元在進入休眠期間之前使用用于從休眠期間返回的時間來執(zhí)行所述校正。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收裝置， 其中，接收單元、頻率轉(zhuǎn)換單元、同步獲取單元和控制單元在休眠期間中停止操作。
8.一種接收方法，包括 從全球定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星接收信號； 將接收到的信號的頻率轉(zhuǎn)換為預定的中間頻率； 進行同步獲取，以便檢測轉(zhuǎn)換的中間頻率的信號的被擴展碼的相位，并且檢測中間頻率的信號的載波頻率； 通過使用用于生成與被擴展碼同步的擴展碼并參照按照從以預定頻率振蕩的溫度補償振蕩器振蕩的時鐘操作的計數(shù)器的同步保持單元，針對每個衛(wèi)星將檢測到的被擴展碼的相位和檢測到的載波頻率分配并設(shè)置到以對應(yīng)于多個衛(wèi)星的方式獨立地設(shè)置的多個信道中的每一個，通過使用設(shè)置的被擴展碼的相位和設(shè)置的載波頻率來同步地保持被擴展碼和載波，還解調(diào)在中間頻率中包含的消息； 使用解調(diào)消息來執(zhí)行包括定位計算的操作控制；以及 在不進行定位操作的休眠期間中，同步保持單元僅使擴展碼生成單元操作，并且同步保持單元所參照的計數(shù)器也操作。
9.一種使計算機執(zhí)行如下的計算機程序 從全球定位系統(tǒng)中的衛(wèi)星接收信號； 將接收到的信號的頻率轉(zhuǎn)換為預定的中間頻率； 進行同步獲取，以便檢測轉(zhuǎn)換的中間頻率的信號的被擴展碼的相位，并且檢測中間頻 率的信號的載波頻率； 通過使用用于生成與被擴展碼同步的擴展碼并參照按照從以預定頻率振蕩的溫度補償振蕩器振蕩的時鐘操作的計數(shù)器的同步保持單元，針對每個衛(wèi)星將檢測到的被擴展碼的相位和檢測到的載波頻率分配并設(shè)置到以對應(yīng)于多個衛(wèi)星的方式獨立地設(shè)置的多個信道中的每一個，通過使用設(shè)置的被擴展碼的相位和設(shè)置的載波頻率來同步地保持被擴展碼和載波，還解調(diào)在中間頻率中包含的消息； 使用解調(diào)消息來執(zhí)行包括定位計算的操作控制；以及 在不進行定位操作的休眠期間中，同步保持單元僅使擴展碼生成單元操作，并且同步保持單元所參照的計數(shù)器也操作。
10.一種便攜式終端，用于將指令和信息發(fā)送到根據(jù)權(quán)利要求I所述的接收裝置/從該接收裝置接收指令和信息。
全文摘要
提供一種接收裝置，其能夠通過在休眠期間保持衛(wèi)星信號的偽同步來降低平均功率和峰值功率。提供一種接收裝置，包括接收單元，用于從衛(wèi)星接收信號；頻率轉(zhuǎn)換單元，用于將接收到的信號的頻率轉(zhuǎn)換為預定的中間頻率；同步獲取單元，用于進行同步獲取，并且用于檢測載波頻率；同步保持單元，用于針對每個衛(wèi)星將被擴展碼的相位和載波頻率分配并設(shè)置到以對應(yīng)于多個衛(wèi)星的方式獨立地設(shè)置的多個信道中的每一個，以同步地保持被擴展碼和載波，還用于解調(diào)在中間頻率中包含的消息。同步保持單元包括用于生成與被擴展碼同步的擴展碼的擴展碼生成單元，并且在不進行定位操作的休眠期間中，同步保持單元僅使擴展碼生成單元操作，并且同步保持單元所參照的計數(shù)器也操作。
文檔編號G01S19/34GK102971642SQ20118003357
公開日2013年3月13日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者田中勝之, 高橋英樹, 栗田英樹 申請人:索尼公司