專利名稱：減少組合gps接收機和通信系統(tǒng)中的交叉干擾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機的領(lǐng)域，尤其涉及減少組合SPS接收機和通信系統(tǒng)中的交叉干擾。
背景技術(shù)：
便攜式個人通信設(shè)備，比如蜂窩電話和尋呼機的使用，在最近幾年大大提高。此外，便攜式導(dǎo)航設(shè)備，比如衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機的使用，也因為這些設(shè)備變得廣泛可用而大大提高。最近的技術(shù)發(fā)展能夠把SPS接收機和通信系統(tǒng)組合在集成單元內(nèi)，比如組合SPS接收機和蜂窩電話單元。這種組合設(shè)備有許多應(yīng)用，比如個人安全、緊急響應(yīng)、車輛跟蹤以及存貨控制。某些組合單元使用適當(dāng)?shù)碾娮咏涌趤斫M合分開的SPS接收機和通信系統(tǒng)。其它則使用共享的電路和包裝。這些組合單元的特性在于由公共的外殼和集成用戶界面所提供的便利優(yōu)點。然而，這種組合單元也會顯示出特定的缺點，比如功耗增加和性能降低。
許多組合SPS和通信設(shè)備中固有的一個顯著缺點是組合單元的SPS接收機部分的性能降低。這種降低性能的通常原因是通信和SPS接收機階段間的信號干擾。例如，在組合蜂窩電話/SPS接收機中，來自蜂窩電話階段的蜂窩傳輸會產(chǎn)生強干擾，所述強干擾會降低SPS接收機的性能。
當(dāng)前克服通信和SPS階段間的交叉干擾的方法是在SPS接收機的前端部分中使用復(fù)雜的濾波器或高動態(tài)量程電路，以便把帶內(nèi)干擾限制為可接受的范圍。然而，這些方法要求使用復(fù)雜的額外電路，會提高組合單元的成本和功耗。例如，降低組合蜂窩電話/SPS接收機內(nèi)交叉耦合的一種方法是在SPS發(fā)射機的RF前端內(nèi)使用幾個帶通濾波器以消除來自蜂窩發(fā)射機的射頻(RF)干擾。然而，這個方法有幾個問題。首先，可能要求幾個濾波器為從蜂窩發(fā)射機耦合到SPS接收機RF電路內(nèi)的信號能量提供充分的減少。這會提高組合單元的成本和尺寸。其次，濾波器的使用提高了SPS接收機的噪聲特性，使它對于衛(wèi)星導(dǎo)航信號較不靈敏。
因此希望提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能減少SPS以及組合SPS/通信接收機的通信部分之間的交叉干擾。
還希望提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能改進(jìn)組合SPS/通信接收機中的SPS接收性能，而不會有害地影響SPS接收機的成本和靈敏特性。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種運行移動設(shè)備的方法。檢測移動設(shè)備的第一行為。在檢測到第一行為時執(zhí)行以下兩個操作(i)自移動設(shè)備通信單元的無線數(shù)據(jù)鏈路上的無線數(shù)據(jù)傳輸被禁用一段時間，以及(ii)從通信單元向移動設(shè)備的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機發(fā)送第一控制信號，所述第一控制信號啟動這段時期內(nèi)接收機所接收到的信號定位系統(tǒng)信號的處理。
第一行為可以例如由于移動設(shè)備的用戶實現(xiàn)一操作而引起，比如按下移動設(shè)備上的按鈕或者缺乏通信單元的麥克風(fēng)所接收到的語音。
無線傳輸可以以交替方式被禁用和啟用。
從附圖以及從下面的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它特性將變得更為明顯。


本發(fā)明通過示例來說明，而不加限制，在附圖中相同的標(biāo)記表示相同的元件，其中圖1是按照本發(fā)明一實施例的組合全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機和通信系統(tǒng)的框圖，所述通信系統(tǒng)有一條到基站的通信鏈路。
圖2是按照本發(fā)明一實施例，把GPS接收機和通信收發(fā)機包括在移動設(shè)備內(nèi)的組件框圖。
圖3說明了按照本發(fā)明一實施例、蜂窩電話網(wǎng)中使用的移動電話。
圖4是說明按照本發(fā)明的一種運行移動設(shè)備的方法的時序圖。
圖5是說明按照本發(fā)明的另一種運行移動設(shè)備的方法的時序圖。
圖6是說明按照本發(fā)明一方法用于減少移動設(shè)備內(nèi)的交叉干擾的操作流程圖。
詳細(xì)描述描述了一種用于減少移動設(shè)備內(nèi)的交叉干擾的方法和裝置，所述移動設(shè)備是衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收機和通信設(shè)備的組合。在以下描述中，為說明起見，提出了許多特定的細(xì)節(jié)以便徹底理解本發(fā)明。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，本發(fā)明可以沒有這些特定細(xì)節(jié)而實現(xiàn)。在其它情況下，以框圖形式示出公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以便于說明。
在以下討論中，將參考關(guān)于美國全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)的申請來描述本發(fā)明的實施例。然而顯然，這些方法可等價地應(yīng)用于類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，比如俄羅斯的Glonass系統(tǒng)。這樣，這里使用的術(shù)語“GPS”包括這種其它的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，包括俄羅斯Glonass系統(tǒng)。同樣，術(shù)語“GPS信號”包括來自其它衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號。
移動設(shè)備圖1是移動設(shè)備150的框圖，移動設(shè)備150把通信發(fā)射機/接收機(收發(fā)機)與GPS接收機組合用于本發(fā)明的一個實施例中。移動設(shè)備150是一便攜式手提單元，該單元包括執(zhí)行處理GPS信號所需的功能以及處理通過通信鏈路發(fā)送和接收的通信信號所需的功能的電路。通信鏈路，比如通信鏈路162，一般是到另一通信組件的射頻通信鏈路，另一通信組件比如具有通信天線164的基站160。
移動設(shè)備150包含一GPS接收機130，GPS接收機130包括捕獲電路和處理部分。按照傳統(tǒng)的GPS方法，GPS接收機130接收從軌道GPS衛(wèi)星發(fā)出的GPS信號，并且通過比較接收到的PN碼信號序列和內(nèi)部生成的PN信號序列之間的時偏來確定唯一偽隨機噪聲(PN)碼的到達(dá)時間(稱為“偽射程(pseudorange)”)。GPS信號通過GPS天線111被接收并被輸入捕獲電路，捕獲電路捕獲各個接收到的衛(wèi)星的PN碼。由捕獲電路產(chǎn)生的導(dǎo)航數(shù)據(jù)(例如偽射程)被處理器處理，用于通信收發(fā)機109的傳輸。
移動設(shè)備150還包括通信收發(fā)機部分109。通信收發(fā)機109耦合到通信天線100。通信收發(fā)機109通過通信信號(一般是RF)把GPS接收機130所處理的導(dǎo)航數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程基站，比如基站160。導(dǎo)航數(shù)據(jù)可以是GPS接收機的實際緯度、經(jīng)度和高度，或者它可能是原始數(shù)據(jù)或經(jīng)部分處理的數(shù)據(jù)。接收到的通信信號被輸入通信收發(fā)機109并被傳遞到處理器，用于處理并可能通過音頻揚聲器輸出。
按照本發(fā)明一實施例，在移動設(shè)備150中，把GPS接收機130所產(chǎn)生的偽射程數(shù)據(jù)通過通信鏈路162發(fā)送到基站160。然后，基站160根據(jù)來自組合接收機的偽射程數(shù)據(jù)、測量偽射程的時間以及從其自己的GPS接收機或這種數(shù)據(jù)的其它信源接收到的天文歷數(shù)據(jù)，來確定組合接收機150的位置。然后位置數(shù)據(jù)被發(fā)回移動設(shè)備150或其它遠(yuǎn)程站。移動設(shè)備150和基站160之間的通信鏈路162可以在各個實施例中實現(xiàn)，所述實施例包括直接鏈路或蜂窩電話鏈路。在本發(fā)明一實施例中，通信收發(fā)機部分109用蜂窩電話來實現(xiàn)。
圖2提供了按照本發(fā)明一實施例的組合蜂窩電話和GPS接收機的更為詳細(xì)的框圖。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解，圖2所述的系統(tǒng)是一個實施例，按照本發(fā)明原理的組合GPS接收機的設(shè)計和構(gòu)造中的許多變化都是可行的。例如，盡管以下討論會假定通信部分包含在蜂窩電話中，然而可以理解，本發(fā)明可包含在其它通信設(shè)備中，比如雙向?qū)ず魴C以及類似的雙向通信裝置。
圖2中，移動設(shè)備150包括GPS接收機130和GPS天線111(總稱為“GPS部分”)、以及蜂窩電話109和蜂窩電話天線100(總稱為“通信部分”)。蜂窩電話經(jīng)由天線100把信號發(fā)送到遠(yuǎn)程基站(例如圖1中的基站160)或從遠(yuǎn)程基站接收信號。
GPS部分在移動設(shè)備150的GPS接收機130中，接收到的GPS信號通過信號線120和交換機112從GPS天線111被輸入到射頻(RF)到中頻(IF)轉(zhuǎn)換器113。頻率轉(zhuǎn)換器113把信號轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)闹蓄l，例如70MHz。它進(jìn)一步轉(zhuǎn)換到較低的中頻，比如1MHz。RF到IF轉(zhuǎn)換器113的輸出與GPS信號處理電路114的輸入耦合。GPS信號處理電路114包括一模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器對來自RF到IF轉(zhuǎn)換器113的輸出信號進(jìn)行數(shù)字化。
在本發(fā)明一實施例中，GPS信號處理電路114還包括一數(shù)字快照存儲器，該存儲器與A/D轉(zhuǎn)換器的輸出耦合并能存儲要處理的數(shù)據(jù)的記錄。快照存儲器用于處理一般被存儲在與GPS處理電路114耦合的單獨存儲設(shè)備內(nèi)的GPS信號。一般為分組化的通信信號采用快照存儲器，所述分組化的通信信號也就是由數(shù)據(jù)脈沖比特和跟隨的長周期的非活動組成的信號。連續(xù)的信令，比如許多蜂窩型的信號，也可由處理電路以連續(xù)方式進(jìn)行處理。
來自GPS信號處理電路114的輸出耦合到微處理器115。微處理器115進(jìn)一步處理GPS接收機130內(nèi)接收到的衛(wèi)星信號，并輸出經(jīng)處理的信號用于直接發(fā)送到用戶界面，或通過通信鏈路發(fā)送到遠(yuǎn)程接收機(未示出)。
在本發(fā)明一實施例中，GPS接收機130是使用一組相關(guān)器來解調(diào)GPS信號的常規(guī)GPS接收機。在本發(fā)明一方法中，門控信號或激活或禁用GPS接收機。在被激勵時，常規(guī)的GPS接收機能執(zhí)行全部其正常的功能，包括50波特衛(wèi)星數(shù)據(jù)報文的解調(diào)。然而，如果門控周期成為數(shù)據(jù)波特周期的一大部分，則解調(diào)會變得困難或不可能。在該情況下，可以使用另一類GPS接收機。例如，一類GPS接收機僅找到多個同時接收到的GPS信號的相對到達(dá)時間，并把這些相對到達(dá)時間(所謂“偽射程”)發(fā)送到遠(yuǎn)程站(見例如F.H.Raab等人撰寫的“An Application of the GlobalPositioning System to Search and Rescue and Remote Tracking”，航空協(xié)會出版社，第24卷，第3號，1977年秋，第216-277頁)。于是通過把該偽射程數(shù)據(jù)與移動設(shè)備使用其自身的接收機或通過這種數(shù)據(jù)的某些其它信源收集到的GPS衛(wèi)星信息加以組合，從而確定移動設(shè)備的位置。該配置在各種緊急響應(yīng)和跟蹤應(yīng)用中尤其有用。
盡管本申請的實施例是關(guān)于特定的GPS接收機配置討論的，然而對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將顯而易見，存在幾種不同的GPS接收機配置，它們能利用本發(fā)明的交叉干擾減少方法。
而且，盡管參照GPS衛(wèi)星描述了本發(fā)明的實施例，然而可以理解，該原理可等價地應(yīng)用于利用偽星(pseudolite)或衛(wèi)星和偽星的組合的定位系統(tǒng)。偽星是基地的發(fā)射機，它廣播一對L頻帶(或其它頻率)載波信號調(diào)制的PN碼，一般與GPS時間同步。每個發(fā)射機可以被分配唯一的PN碼以便能被遠(yuǎn)程接收機識別。偽星在來自軌道衛(wèi)星的GPS信號可能不可用的情況下是有用的，比如隧道、礦井、建筑物或其它封閉區(qū)域。這里使用的術(shù)語“衛(wèi)星”包括偽星或偽星的等價物，這里使用的術(shù)語“GPS信號”包括來自偽星或偽星等價物的類GPS信號。
通信部分移動設(shè)備150的通信部分包括通過天線共用器或發(fā)送/接收交換機101與通信天線100耦合的接收機階段和發(fā)射機階段。當(dāng)從通信基站(例如基站160)接收到諸如蜂窩電話信號這樣的通信信號時，交換機101把輸入信號路由到RF到IF轉(zhuǎn)換器202。RF到IF頻率轉(zhuǎn)換器102把通信信號轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)闹蓄l以供進(jìn)一步處理。RF到IF轉(zhuǎn)換器102的輸出耦合到解調(diào)器103，后者對通信信號進(jìn)行解調(diào)以便確定通信信號中的指令或者通信信號中的其它數(shù)據(jù)(例如數(shù)字化語音、多普勒數(shù)據(jù)或表示觀察到的衛(wèi)星天文歷的數(shù)據(jù))。解調(diào)器103可以用數(shù)字解調(diào)器來實現(xiàn)。在該情況下，在輸入到解調(diào)器103以前，經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的通信信號可以通過模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器被傳遞，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器對來自RF到IF轉(zhuǎn)換器102的輸出信號進(jìn)行數(shù)字化。
在本發(fā)明一實施例中，把解調(diào)器103的輸出傳遞到微處理器104。微處理器104執(zhí)行通信接收和發(fā)送功能所需的任何處理。
微處理器104還連到一顯示器和一麥克風(fēng)。麥克風(fēng)能把語音轉(zhuǎn)換成話音數(shù)據(jù)并把話音數(shù)據(jù)提供給微處理器104。當(dāng)通過通信鏈路要求傳輸時，麥克風(fēng)104產(chǎn)生要發(fā)送的數(shù)據(jù)以及信號的基帶數(shù)字采樣(或其表示，例如信號的數(shù)學(xué)模型)。它于是使用該數(shù)據(jù)，用調(diào)制器106對載波信號進(jìn)行調(diào)制。盡管也可以使用模擬調(diào)制(譬如頻率調(diào)制)，然而在最近的系統(tǒng)中，調(diào)制一般是數(shù)字式的，比如頻移鍵控或相移鍵控。在該情況下，在調(diào)制后，數(shù)字信號在數(shù)模轉(zhuǎn)換器內(nèi)從數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬。調(diào)制器106中執(zhí)行調(diào)制時的載波頻率可能是也可能不是通信信號的最終RF頻率；如果它處于中頻(IF)，則使用附加的IF到RF轉(zhuǎn)換器107把信號轉(zhuǎn)換成通信信號的最終RF頻率。功率放大器108增加通信信號的信號電平，這個經(jīng)增加的信號于是通過交換機101被發(fā)送到通信天線100。
在本發(fā)明一方法中，包含代表位置信息(例如到各個衛(wèi)星的偽射程、或移動設(shè)備150的緯度和經(jīng)度)的數(shù)據(jù)的通信信號通過通信鏈路162被發(fā)送到基站160?；?60可充當(dāng)用于計算便攜式GPS單元的位置信息的處理站點，或它能充當(dāng)中繼站并把從移動設(shè)備150接收到的信息重發(fā)出去。
在某些蜂窩電話系統(tǒng)中，比如時分多址(TDMA)系統(tǒng)(包括例如GSM，即全球移動電話系統(tǒng))，蜂窩信號的發(fā)送和接收時間是脫節(jié)的。在這些情況下，可以使用簡單的交換機101把功率放大器108所提供的強發(fā)送信號118從連到靈敏前端接收電路(頻率轉(zhuǎn)換器102)的路徑119隔開。特別是，接收電路102會包含一低噪聲放大器(LNA)，如果來自功率放大器的信號沒有顯著衰減地被發(fā)送到LNA，則低噪聲放大器會被破壞或受到很大影響。
在其它蜂窩系統(tǒng)中，比如基于碼分多址(CDMA)的IS-95北美系統(tǒng)，可能有通過天線100的同時的信號發(fā)送和接收。為了把RF電路102從高功率信號118隔開，則使用稱為“天線共用器”的設(shè)備來取代交換機101。天線共用器101由兩個RF濾波器組成，一個被調(diào)諧到發(fā)送頻帶，另一個被調(diào)諧到接收頻帶。功率放大器輸出118通過發(fā)送濾波器被傳遞，然后被傳到天線100，而來自天線的接收信號通過接收濾波器被傳遞。這樣，發(fā)送從RF電路102被隔開一個量，這個量等于接收濾波器以發(fā)送頻率提供的隔離量。
通信收發(fā)機的信號門控在本發(fā)明一實施例中，移動設(shè)備150包括控制電路，所述控制電路減少了GPS接收機和蜂窩收發(fā)機階段之間的交叉干擾。在組合接收機內(nèi)，交叉干擾通常是特別嚴(yán)重的問題，因為GPS接收機內(nèi)接收到的衛(wèi)星信號一般很弱。交叉干擾一般由于通過天線100和GPS接收天線111發(fā)送的蜂窩電話信號間的高度耦合而出現(xiàn)。這在天線單元100和111位于同處或共享其機械部件的部分以保存物理空間或減少成本時尤其如此。
在本發(fā)明一實施例中，通過降低通信部分的發(fā)射機(一般是蜂窩電話)的功率而減少了組合單元的通信和GPS部分之間的交叉干擾。發(fā)射機的功率在一段時間內(nèi)被減少，這段時間內(nèi)可以處理衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號，此后發(fā)射機再次加電。門控信號同步功率控制和GPS接收機操作。參照圖2的組合接收機，描述了按照本發(fā)明一實施例的門控信號的操作。
在移動設(shè)備150的蜂窩電話部分109中，把功率電平控制信號105從微處理器104發(fā)送到功率放大器108。在本發(fā)明一實施例中，功率電平控制信號的第一狀態(tài)減少功率放大器內(nèi)的功率，該信號的第二狀態(tài)恢復(fù)功率放大器內(nèi)的正常功率電平?；蛘?，兩個信號包含在功率電平控制信號內(nèi)。第一信號減少了功率放大器內(nèi)的功率，第二信號恢復(fù)功率放大器內(nèi)的正常功率電平。根據(jù)放大器108的功率電平以及交叉干擾的期望減少量，功率電平控制信號105能完全關(guān)閉功率放大器108，或者將其放大功率減少一預(yù)定數(shù)量。
功率電平控制信號105還被發(fā)送到GPS接收機130。編程該信號以激活GPS接收機相對于通信功率放大器108的功率電平來接收和處理GPS信號。當(dāng)功率電平控制信號105減少或關(guān)閉功率放大器108時，激活GPS接收機130以接收GPS信號。相反，當(dāng)功率電平控制信號維持功率放大器108內(nèi)的正常功率電平時，則阻止GPS接收機130接收GPS信號?；蛘?，可以編程GPS接收機130來接收GPS信號，但當(dāng)功率電平控制信號表明蜂窩電話發(fā)射機處于高功率時在其處理電路內(nèi)忽略這些信號。
在GPS接收機130內(nèi)，門控信號110對應(yīng)于功率電平控制信號105。在本發(fā)明一實施例中，門控信號110通過線路122被發(fā)送到微處理器115，通過線路116被發(fā)送到GPS處理電路114，通過線路117被發(fā)送到交換機112。在一實施例中，交換機112由門控信號110和功率電平控制信號105控制。當(dāng)功率電平控制信號105減少蜂窩電話功率放大器108的功率時，開啟交換機112以便使數(shù)據(jù)能從GPS天線111傳到GPS接收機電路。相反，當(dāng)功率電平控制信號105維持功率放大器108的高功率時，關(guān)閉交換機112時的沒有任何數(shù)據(jù)被傳到GPS接收機。這樣，在蜂窩電話傳輸處于高功率期間門控關(guān)閉(或阻止)了GPS信號，而在所有其它時間接收到GPS信號。
在本發(fā)明一實施例中，交換機112是一砷化鎵(GaAs)交換機。由于交換機112在GPS輸入信號路徑中，因此它會造成輸入GPS信號的一些衰減。GaAs交換機的使該衰減最小。此外，GPS頻率(1575.42MHz)下的當(dāng)前交換機設(shè)備提供了約為0.5dB的插入損耗。
在本發(fā)明一可選實施例中，門控信號110僅被輸入到微處理器115而不是交換機117。在該配置中，微處理器115直接控制交換機117或GPS信號處理電路114以便在蜂窩電話109發(fā)送時對到來的GPS信號進(jìn)行門控。
在本發(fā)明進(jìn)一步的可選實施例中，GPS接收機130可能不包括GaAs交換機112。如果GPS接收機113的RF前端電路能經(jīng)受來自蜂窩電話發(fā)射機(例如具有某類限制電路)的高功率，則可以省略該交換機。交換機112的省略消除了任何可能的通過交換機的信號衰減。在該可選實施例中，門控信號110被輸入GPS信號處理電路114和微處理器115中的任一個或兩者。該信號使輸入GPS信號在蜂窩電話正在發(fā)送的期間被處理電路忽視，即使這些信號被GPS接收機130接收到。
大多數(shù)現(xiàn)代的數(shù)字蜂窩電話系統(tǒng)都能僅在一部分時間內(nèi)以全功率發(fā)送。這樣，這里所述的門控信號方法可應(yīng)用于廣泛的數(shù)字蜂窩電話。如果這些電話中的蜂窩傳輸以1/8占空比發(fā)生(例如在GSM數(shù)字蜂窩電話的情況下，或者在數(shù)據(jù)吞吐量減少的模式中的CDMA)，于是由于這種門控而造成的GPS接收機的敏感度損失僅僅約為0.5dB。
圖4說明了移動設(shè)備怎樣運行的一個例子。圖4是一時序圖，時間T1、T2、T3在橫坐標(biāo)上，諸如“說話”、“發(fā)送話音數(shù)據(jù)”和“處理GPS數(shù)據(jù)”這樣的行為在縱坐標(biāo)上。
從時間T1開始，一個人可能在到達(dá)時間T2前向麥克風(fēng)說話。在這段時間內(nèi)從移動設(shè)備連續(xù)地發(fā)出話音數(shù)據(jù)。
然后在從時間T2到時間T3語音會有中斷，此后再次恢復(fù)語音。由于從T2到T3的中斷小于例如1/2秒的預(yù)定最小量，因此話音數(shù)據(jù)傳輸未被中斷。
然后在時間T4語音中會有再次中斷(即停頓)。語音中斷持續(xù)到時間T7。由于語音中的中斷或停頓大于1/2秒的最小中斷，因此在時間T5處的最小中斷后停止話音數(shù)據(jù)傳輸。在時間T5發(fā)送一控制信號，啟用GPS數(shù)據(jù)處理。GPS數(shù)據(jù)處理繼續(xù)到時間T6。時間T6和時間T5之差足夠大以允許處理所需的最小GPS數(shù)據(jù)量，一般在一秒到兩秒。最小GPS數(shù)據(jù)量足以對移動設(shè)備的位置進(jìn)行三角測量。
語音在時間T7被再次恢復(fù)，并能繼續(xù)到時間T8，此后從時間T8到時間T10語音中有中斷。1/2秒的語音最小中斷在時間T9達(dá)到，此刻停止話音數(shù)據(jù)傳輸。GPS數(shù)據(jù)處理在時間T9被啟用。在時間T10，用戶能再次向麥克風(fēng)說話并在時間T12前繼續(xù)說話。然后，在時間T11前，話音數(shù)據(jù)傳輸被停止。時間T11和時間T9之差例如為兩秒，其足夠大以處理足夠的GPS數(shù)據(jù)量。在時間T9發(fā)出一信號來啟用GPS數(shù)據(jù)處理，在時間T11發(fā)出另一信號來停止GPS接收和處理。在時間T11，話音數(shù)據(jù)傳輸被再次啟用。在該例中，由于完成GPS處理的需要，一部分說話者話音信息(在時間T10和T11之間)被切斷。在其它實施例中，重新開始的話音活動會導(dǎo)致GPS處理周期終止，從而能不打斷語音。然而，這會導(dǎo)致GPS處理的不成功完成。
應(yīng)該注意到，用于處理GPS數(shù)據(jù)的時間間隔無須相等。例如在上例中，時間間隔T5-T6和T9-T11無須相等。這可能由于從前一間隔(例如T5-T6)的處理獲得的信息會幫助減少GPS信號的后續(xù)處理所需的處理時間(例如T9-T11)。例如，前一GPS處理確定各個GPS信號的到達(dá)時間。這些到達(dá)時間會在時間上向前投射以便在時間上的較晚采樣上估計這些信號的到達(dá)時間。這些軌跡減少了確定GPS信號的準(zhǔn)確到達(dá)時間所需的處理，準(zhǔn)確的到達(dá)時間對于準(zhǔn)確的地理位置是需要的。還應(yīng)該注意到，執(zhí)行GPS處理的時間段(在上例中為T5-T6和T9-T11)或者能預(yù)先確定，或者在性質(zhì)上是自適應(yīng)的。簡單的程序會以能保證成功的GPS處理的方式來利用固定或預(yù)定的時間段。更為復(fù)雜的程序是其中GPS處理間隔可取決于多種調(diào)節(jié)而自適應(yīng)。一旦完成，話音傳輸就恢復(fù)。控制間隔長度的調(diào)節(jié)會包括接收SPS信號的接收信號強度以及有關(guān)這種信號參數(shù)的先驗信息，所述參數(shù)例如多普勒頻率的不確定性范圍以及這種信號的到達(dá)時間。如上所述，前面的SPS信號處理操作會導(dǎo)致后續(xù)處理所需的間隔長度的減少?；蛘?，如上所述，話音停止會確定間隔長度。
移動設(shè)備的通信部分會在話音數(shù)據(jù)傳輸被停止的期間內(nèi)進(jìn)入半雙工模式。因此可能接收話音數(shù)據(jù)并使發(fā)音的揚聲器產(chǎn)生音頻信號，所述揚聲器是移動設(shè)備的一部分。如圖4所示，因此當(dāng)話音數(shù)據(jù)傳輸被停止時，可能在從T5開始并在T6結(jié)束的間隔內(nèi)接收話音數(shù)據(jù)。在其它實施例中，話音數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收在該間隔內(nèi)都會被阻止。
圖5說明了移動設(shè)備可運行的另一種方法。假定一個人從時間T1到T9連續(xù)地向麥克風(fēng)說話。話音數(shù)據(jù)傳輸在時間T1開始，并繼續(xù)通過時間T2。
此人在時間T2按下一個按鈕，或者在另一實施例中，此人會對移動設(shè)備僅需某些其它行為。按鈕從時間T2被按下，在時間T3被釋放。在時間T3，在按鈕釋放后，話音數(shù)據(jù)傳輸被停止。發(fā)送一控制信號來啟用GPS數(shù)據(jù)處理。
然后，話音數(shù)據(jù)傳輸以交替的基于時間的方式被交替地禁用和啟用。話音數(shù)據(jù)在一幀的7/8內(nèi)被禁用，在一幀的1/8內(nèi)被啟用。每次禁用話音數(shù)據(jù)傳輸時，就發(fā)送一控制信號，其啟用GPS數(shù)據(jù)處理，而每次啟用話音數(shù)據(jù)傳輸時，就發(fā)送一控制信號，其禁用GPS數(shù)據(jù)處理。在給出的示例中，話音數(shù)據(jù)傳輸在時間T3、T5和T7被禁用，在時間T4、T6和T8被啟用。GPS數(shù)據(jù)在時間T3到T4、時間T5到T6、時間T7到T8被處理。從時間T3釋放按鈕直到時間T8所累積并處理的GPS數(shù)據(jù)量足以對移動設(shè)備的位置進(jìn)行三角測量。除了再次按下按鈕以外，自時間T8后不再禁用話音數(shù)據(jù)傳輸。這樣，移動設(shè)備用戶按需要使GPS處理開始并隨后結(jié)束。
每次禁用話音數(shù)據(jù)傳輸時，移動設(shè)備也會進(jìn)入半雙工模式，使得能接收、處理話音數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生音頻信號。音頻信號一般被發(fā)送到移動設(shè)備內(nèi)的揚聲器，后者產(chǎn)生音頻聲音。
圖6說明了按照本發(fā)明的基本操作。在步驟600中，通過通信鏈路建立通信。在步驟602中，確定是否規(guī)定了一行為。行為可以是例如缺乏移動設(shè)備的麥克風(fēng)所檢測到的語音，如參照圖4所述，或者參照圖5所述按下按鈕。其它行為也是可能的。
如果在步驟602中檢測到行為，則執(zhí)行步驟604。在步驟604中，(i)在一段時間禁用話音數(shù)據(jù)傳輸，以及(ii)發(fā)送一控制信號以啟用衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號數(shù)據(jù)的處理。在圖4中，步驟604出現(xiàn)在圖5中的時間T5和T9，在圖5中，步驟604出現(xiàn)在時間T3。當(dāng)這段時間過去時，執(zhí)行步驟606。在步驟606中，(iii)啟用話音數(shù)據(jù)的傳輸，以及(iv)禁用衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號數(shù)據(jù)的處理。圖4中，步驟606出現(xiàn)在時間T6和T11，圖5中，步驟606出現(xiàn)在時間T4。如前所述，時間段604可以是預(yù)定的或是自適應(yīng)的，這取決于所采用的處理策略。
在圖2的移動設(shè)備150中，GPS部分和通信部分內(nèi)的電路被說明為專用的并且分開在兩個部分之間。然而應(yīng)該注意到，本發(fā)明的實施例可用于移動設(shè)備中，其中在兩個部分間共享一個或多個元件。例如，微處理器104和115的功能可以組合為能在GPS和通信部分間共享的單個處理器或可編程數(shù)字電路。同樣，頻率轉(zhuǎn)換器、交換機或天線單元中的一個或多個可以在兩個部分間共享。
在前面的討論中，討論了一控制信號，它被發(fā)送到GPS接收機和/或處理元件以激活或禁用GPS操作?？刂菩盘柋皇境鰹榱鹘?jīng)不同的路徑，比如路徑110、117和116。應(yīng)該理解，在某些GPS實現(xiàn)中，GPS信號處理電路和蜂窩電話處理電路都能被置于同一集成電路內(nèi)。在該情況下，門控控制信號完全存在于同一集成電路內(nèi)，并且不可被觀察為外部物理線。而且，這種控制信號可以通過被多個電路元件共享的公共微處理器而發(fā)送，所述電路元件比如存儲器、鍵盤等等。本發(fā)明應(yīng)被理解為包括這些形式的控制信號。此外，如剛才所述，蜂窩電話或其它通信單元不會與SPS接收機完全不同，這也是因為它們可能共享公共的電路，例如RF前端組件、微處理器等等。然而，通信功能和SPS功能會有某些不同部分的硬件元件和/或軟件。因此，當(dāng)稱之為“通信單元”和“SPS接收機”時，并非限制為完全不同或主要方面都不相同。
蜂窩電話/GPS網(wǎng)絡(luò)如上所述，本發(fā)明的一個實施例用在移動設(shè)備中，其中通信收發(fā)機是蜂窩網(wǎng)絡(luò)中使用的蜂窩電話。圖3說明了在蜂窩電話網(wǎng)的環(huán)境中使用移動設(shè)備150以形成組合的GPS和蜂窩系統(tǒng)300。區(qū)域306代表由小區(qū)站點304所服務(wù)的蜂窩電話小區(qū)。小區(qū)站點304把蜂窩電話信號發(fā)送到小區(qū)306內(nèi)的蜂窩電話和接收機，例如移動設(shè)備302，或從那里接收蜂窩電話信號。移動設(shè)備302包含一移動設(shè)備，比如圖1中的移動設(shè)備150。移動設(shè)備302通過通信天線100把蜂窩信號傳送到小區(qū)站點304，并通過GPS天線111從GPS衛(wèi)星接收GPS信號。小區(qū)站點304通過蜂窩交換中心308把蜂窩傳輸從小區(qū)306內(nèi)的移動設(shè)備發(fā)送到基于陸地的電話網(wǎng)310。蜂窩交換中心308把從移動設(shè)備302接收到的通信信號發(fā)送到適當(dāng)?shù)哪康牡?。除了小區(qū)306以外，蜂窩交換中心308還可以服務(wù)于幾個其它小區(qū)。如果移動設(shè)備302所發(fā)送的信號的目的地是另一移動設(shè)備，則作出到小區(qū)站點的連接，其覆蓋了所述移動設(shè)備位于其中的區(qū)域。如果目的地是基于陸地的，蜂窩交換中心308就連到基于陸地的電話網(wǎng)310。
應(yīng)該注意到，基于蜂窩的通信系統(tǒng)是具有不止一個發(fā)射機的通信系統(tǒng)，每個發(fā)射機都服務(wù)一個不同的地理區(qū)域，所述地理區(qū)域上在時間上的任何瞬間預(yù)先定義的。一般而言，每個發(fā)射機都是服務(wù)一小區(qū)的無線發(fā)射機，該小區(qū)的地理半徑小于20英里，然而所覆蓋的區(qū)域取決于特定的蜂窩系統(tǒng)。有許多類蜂窩通信系統(tǒng)，比如蜂窩電話、PCS(個人通信系統(tǒng))、SMR(專用移動無線電)、單向和雙向?qū)ず粝到y(tǒng)、RAM、ARDIS以及無線分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)。一般而言，預(yù)先定義的不同地理區(qū)域被稱為小區(qū)，多個小區(qū)被組合在一起形成一蜂窩服務(wù)區(qū)，這些多個小區(qū)被耦合到一個或多個蜂窩交換中心，蜂窩交換中心提供到基于陸地的電話系統(tǒng)和/或網(wǎng)絡(luò)的連接。服務(wù)區(qū)通常用于記賬目的。因此，不止一個服務(wù)區(qū)內(nèi)的小區(qū)可能連到一個交換中心。或者，有時一個服務(wù)區(qū)內(nèi)的小區(qū)會連到不同的交換中心，尤其在人口密集區(qū)。通常，服務(wù)區(qū)被定義為小區(qū)地理位置彼此接近的小區(qū)集合。符合上述描述的另一類蜂窩系統(tǒng)是基于衛(wèi)星的，其中蜂窩基站是通常繞地球軌道運行的衛(wèi)星。在這些系統(tǒng)中，小區(qū)扇區(qū)和服務(wù)區(qū)以時間為函數(shù)而移動。這種系統(tǒng)的例子包括Iridium、Globalstar、Orbcomm和Odyssey系統(tǒng)。
在圖3所述的系統(tǒng)中，移動設(shè)備302所發(fā)送的GPS位置信息通過基于陸地的電話網(wǎng)310被發(fā)送到GPS服務(wù)器基站160。GPS基站160充當(dāng)用于計算遠(yuǎn)程單元302中GPS接收機的位置的處理站點。GPS基站160也可從GPS接收機312內(nèi)接收到的衛(wèi)星信號接收GPS信息(例如向移動GPS信息提供有差別的連接)。GPS基站160可以通過有線或無線鏈路直接連到小區(qū)站點304，以便接收相應(yīng)的蜂窩通信信號?；蛘?，GPS基站160可以從一蜂窩電話314接收相應(yīng)的蜂窩通信信號，所述蜂窩電話314把信號發(fā)送到GPS基站160內(nèi)的蜂窩接收機。
應(yīng)該注意到，圖3的蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)300表示本發(fā)明使用情況的一個實施例，除了蜂窩電話網(wǎng)以外，其它通信系統(tǒng)也可用于把GPS信號從移動設(shè)備發(fā)送到GPS基站。
蜂窩通信系統(tǒng)本發(fā)明的實施例可用于幾個不同的蜂窩電話系統(tǒng)中。特定的蜂窩系統(tǒng)或標(biāo)準(zhǔn)取決于采用該系統(tǒng)的地區(qū)，因為蜂窩標(biāo)準(zhǔn)會在不同的國家和地區(qū)間變化。
在本發(fā)明一實施例中，組合通信設(shè)備150用于GSM蜂窩系統(tǒng)中。GSM是使用時分多址(TDMA)方法的全歐洲數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。在發(fā)送話音信息時，手機在等于15/26毫秒的時隙內(nèi)發(fā)送一數(shù)據(jù)突發(fā)。每個TDMA幀有8個時隙，手機僅在這些幀之一內(nèi)發(fā)送，處在主要運行模式。因此，發(fā)射機僅在12.5％的時間內(nèi)被激活。因而，該系統(tǒng)的控制線(即圖2中的門控信號110)會表明12.5％的時間內(nèi)的活動傳輸。這使GPS接收機130在這段時間內(nèi)門控關(guān)閉和/或忽略輸入的GPS數(shù)據(jù)?！瓣P(guān)閉”周期很短，小于一個GPS編碼周期(977.5微秒)，僅僅約為一個GPS數(shù)據(jù)比特持續(xù)期的1/20。有效的敏感度損失為因子0.875或-0.58dB。
本發(fā)明的另一實施例可用于IS-136北美TDMA系統(tǒng)中。IS-136系統(tǒng)使用每40毫秒幀周期內(nèi)的六個時隙。對于全速率的信令，話音話務(wù)信道占據(jù)了兩個這樣的時隙，即13.33毫秒。因此，對于全速率信令而言，與傳輸門控一起接收GPS數(shù)據(jù)消息不總是實際的；然而，仍可能執(zhí)行GPS PN時期的測量(為了確定所謂的“偽范圍”)。該情況下，所產(chǎn)生的敏感度損失為0.667或-1.76dB。如果使用半速率的信令，所產(chǎn)生的敏感度損失被降低為0.833或-0.76dB。
本發(fā)明的進(jìn)一步實施例可用于IS-95北美碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中。在IS-95系統(tǒng)中，通過每個信號使用一個不同的擴頻擴展碼，從而阻止信號彼此間干擾。數(shù)據(jù)被組織在20毫秒幀內(nèi)。然而，在以低數(shù)據(jù)速率發(fā)送信號時(例如非連續(xù)的語音)，數(shù)據(jù)以僅占據(jù)幀的一部分的突發(fā)被發(fā)送。例如，在1200波特下，數(shù)據(jù)突發(fā)僅占據(jù)一幀的1/8，在該幀的其余時間內(nèi)，發(fā)送信號以減少的功率電平被發(fā)送。在這些發(fā)射減少的時間內(nèi)，能激活GPS接收機130。同樣，在正常傳輸期間，會禁用GPS接收機130，也就是，關(guān)閉接收機前端以及/或者處理電路忽略輸入的GPS數(shù)據(jù)。對于1200波特傳輸情況到GPS接收機的有效靈敏度損失等于積分時間減少為7/8，這等價于-0.58dB。對于這個1200波特的情況，數(shù)據(jù)突發(fā)周期的傳輸時間僅為1.25毫秒，這是一個GPS數(shù)據(jù)比特的一小部分(20毫秒)。這樣，常規(guī)的GPS接收機仍能在門控信號110存在時解調(diào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)消息。
上面已經(jīng)描述了一種用于減少組合的GPS接收機和通信收發(fā)機單元中交叉干擾的系統(tǒng)。盡管已經(jīng)參照特定的示例性實施例描述了本發(fā)明，然而顯而易見的是，可以對這些實施例作出各種修改和改變而不背離權(quán)利要求中提出的本發(fā)明最寬泛的精神和范圍。因而，說明書和附圖應(yīng)被視為是說明性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種運行移動設(shè)備的方法，包括檢測移動設(shè)備的第一行為；在檢測到第一行為時(i)通過無線數(shù)據(jù)鏈路從移動設(shè)備的通信單元發(fā)送無線數(shù)據(jù)傳輸；以及(ii)把第一控制信號從所述通信單元發(fā)送到所述移動設(shè)備的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，所述第一控制信號開始處理接收機在一時間段內(nèi)接收到的衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號，在所述時間段內(nèi)，即使在人向移動設(shè)備的麥克風(fēng)說話時也保持禁用所述數(shù)據(jù)傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一行為是由于移動設(shè)備的用戶所實現(xiàn)的操作而引起的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作是按下移動設(shè)備上的按鈕。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作是缺乏通信單元所接收到的語音。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線傳輸被交替地禁用和啟用。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕煤蛦⒂檬腔跁r間的。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕煤蛦⒂檬侵芷谛缘摹?br> 8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述無線傳輸被交替地禁用和啟用。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線數(shù)據(jù)傳輸由于移動設(shè)備的用戶向通信單元的麥克風(fēng)說話而被禁用。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括(iii)在接收到足夠數(shù)量的衛(wèi)星定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)后，啟用無線數(shù)據(jù)鏈路上來自通信單元的無線數(shù)據(jù)傳輸。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于還包括(iv)在啟用無線傳輸時把第二控制信號從通信單元發(fā)送到衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機，所述第二控制信號禁止處理接收機所接收到的衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，(i)和(ii)周期性地與(iii)和(iv)交替。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述時間段是預(yù)定的。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述時間段是自適應(yīng)的，所述時間段的結(jié)尾是在衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號的所述處理期間確定的。
15.一種移動設(shè)備，包括衛(wèi)星處理系統(tǒng)天線，用于從多個衛(wèi)星定位系統(tǒng)衛(wèi)星接收衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號；與所述衛(wèi)星處理系統(tǒng)天線耦合的接收機電路，用于處理所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號；檢測器，用于檢測移動設(shè)備的行為；麥克風(fēng)，用于把語音轉(zhuǎn)換成話音數(shù)據(jù)；無線發(fā)射機，可用于通過無線數(shù)據(jù)鏈路無線地發(fā)送所述話音數(shù)據(jù)；輸出放大器，與所述無線發(fā)射機耦合；以及通信單元電路，可用于控制所述輸出放大器從無線發(fā)射機無線地發(fā)出一信號，并且當(dāng)檢測器檢測到行為時(i)禁用輸出放大器的無線傳輸；以及(ii)把第一控制信號發(fā)送到接收機電路，使得接收機電路在一時間段內(nèi)開始處理衛(wèi)星定位系統(tǒng)天線所接收到的衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號，在所述時間段內(nèi)，即使在人向麥克風(fēng)說話時也保持禁用輸出放大器。
16.如權(quán)利要求15所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述第一行為是由于移動設(shè)備的用戶所實現(xiàn)的操作而引起的。
17.如權(quán)利要求16所述的移動設(shè)備，其特征在于還包括可被用戶按下的按鈕，所述操作是按下所述按鈕。
18.如權(quán)利要求16所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述操作是缺乏通信單元所接收到的語音。
19.如權(quán)利要求15所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述無線傳輸被交替地禁用和啟用。
20.如權(quán)利要求15所述的移動設(shè)備，其特征在于，在移動設(shè)備的用戶向通信單元的麥克風(fēng)說話時，所述無線數(shù)據(jù)傳輸被禁用。
21.如權(quán)利要求15所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述時間段是預(yù)定的。
22.如權(quán)利要求15所述的移動設(shè)備，其特征在于，所述時間段是自適應(yīng)的，所述時間段的結(jié)尾是在衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號的所述處理期間確定的。
全文摘要
公開了一種運行移動設(shè)備的方法。檢測移動設(shè)備的第一行為。在檢測到第一行為時執(zhí)行以下兩個操作(i)自移動設(shè)備通信單元的無線數(shù)據(jù)鏈路上的無線數(shù)據(jù)傳輸被禁用一段時間，以及(ii)從通信單元向移動設(shè)備的衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機發(fā)送第一控制信號，所述第一控制信號啟動這段時期內(nèi)接收機所接收到的信號定位系統(tǒng)信號的處理。這段時間的大小可以是預(yù)定的或是可修改的。
文檔編號H04Q7/38GK1708914SQ02829384
公開日2005年12月14日 申請日期2002年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月20日
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