CN100495938C - 减少组合gps接收机和通信系统中的交叉干扰 - Google Patents

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Abstract

公开了一种运行移动设备的方法。检测移动设备的第一行为。在检测到第一行为时执行以下两个操作：(i)自移动设备通信单元的无线数据链路上的无线数据传输被禁用一段时间，以及(ii)从通信单元向移动设备的卫星定位系统接收机发送第一控制信号，所述第一控制信号启动这段时期内接收机所接收到的信号定位系统信号的处理。这段时间的大小可以是预定的或是可修改的。

Description

减少组合GPS接收机和通信系统中的交叉干扰
技术领域
本发明一般涉及卫星定位系统(SPS)接收机的领域，尤其涉及减少组合SPS接收机和通信系统中的交叉干扰。
背景技术
便携式个人通信设备，比如蜂窝电话和寻呼机的使用，在最近几年大大提高。此外，便携式导航设备，比如卫星定位系统(SPS)接收机的使用，也因为这些设备变得广泛可用而大大提高。最近的技术发展能够把SPS接收机和通信系统组合在集成单元内，比如组合SPS接收机和蜂窝电话单元。这种组合设备有许多应用，比如个人安全、紧急响应、车辆跟踪以及存货控制。某些组合单元使用适当的电子接口来组合分开的SPS接收机和通信系统。其它则使用共享的电路和包装。这些组合单元的特性在于由公共的外壳和集成用户界面所提供的便利优点。然而，这种组合单元也会显示出特定的缺点，比如功耗增加和性能降低。
许多组合SPS和通信设备中固有的一个显著缺点是组合单元的SPS接收机部分的性能降低。这种降低性能的通常原因是通信和SPS接收机阶段间的信号干扰。例如，在组合蜂窝电话/SPS接收机中，来自蜂窝电话阶段的蜂窝传输会产生强干扰，所述强干扰会降低SPS接收机的性能。
当前克服通信和SPS阶段间的交叉干扰的方法是在SPS接收机的前端部分中使用复杂的滤波器或高动态量程电路，以便把带内干扰限制为可接受的范围。然而，这些方法要求使用复杂的额外电路，会提高组合单元的成本和功耗。例如，降低组合蜂窝电话/SPS接收机内交叉耦合的一种方法是在SPS发射机的RF前端内使用几个带通滤波器以消除来自蜂窝发射机的射频(RF)干扰。然而，这个方法有几个问题。首先，可能要求几个滤波器为从蜂窝发射机耦合到SPS接收机RF电路内的信号能量提供充分的减少。这会提高组合单元的成本和尺寸。其次，滤波器的使用提高了SPS接收机的噪声特性，使它对于卫星导航信号较不灵敏。
因此希望提供一种系统，该系统能减少SPS以及组合SPS/通信接收机的通信部分之间的交叉干扰。
还希望提供一种系统，该系统能改进组合SPS/通信接收机中的SPS接收性能，而不会有害地影响SPS接收机的成本和灵敏特性。
发明内容
本发明希望提供一种系统，该系统能减少SPS以及组合SPS/通信接收机的通信部分之间的交叉干扰。还希望提供一种系统，该系统能改进组合SPS/通信接收机中的SPS接收性能，而不会有害地影响SPS接收机的成本和灵敏特性。
公开了一种运行移动设备的方法。检测移动设备的第一行为。在检测到第一行为时执行以下两个操作：(i)自移动设备通信单元的无线数据链路上的无线数据传输被禁用一段时间，以及(ii)从通信单元向移动设备的卫星定位系统接收机发送第一控制信号，所述第一控制信号启动这段时期内接收机所接收到的信号定位系统信号的处理。
第一行为可以例如由于移动设备的用户实现一操作而引起，比如按下移动设备上的按钮或者缺乏通信单元的麦克风所接收到的语音。
无线传输可以以交替方式被禁用和启用。
根据本发明，提供一种运行移动设备的方法，包括：检测移动设备的第一行为，其中所述第一行为是由于移动设备的用户所实现的操作而引起的，其中所述操作是缺乏通信单元的麦克风所接收到的语音；在检测到第一行为时：(i)禁用通过无线数据链路来自移动设备的通信单元的无线数据传输；以及(ii)把第一控制信号从所述通信单元发送到所述移动设备的卫星定位系统接收机，所述第一控制信号启动在一时间段内处理接收机接收到的卫星定位系统信号，在所述时间段内，即使在人向移动设备的麦克风说话时也保持禁用所述数据传输。
根据本发明，还提供一种运行移动设备的方法，包括：检测移动设备的第一行为，其中所述第一行为是由于移动设备的用户所实现的操作而引起的，其中所述操作是按下移动设备上的按钮；在检测到第一行为时：(i)禁用通过无线数据链路来自移动设备的通信单元的无线数据传输；以及(ii)把第一控制信号从所述通信单元发送到所述移动设备的卫星定位系统接收机，所述第一控制信号启动在一时间段内处理接收机接收到的卫星定位系统信号，在所述时间段内，即使在人向移动设备的麦克风说话时也保持禁用所述数据传输。
根据本发明，还提供一种移动设备，包括：卫星定位系统天线，用于从多个卫星定位系统卫星接收卫星定位系统信号；与所述卫星定位系统天线耦合的接收机电路，用于处理所述卫星定位系统信号；检测器，用于检测移动设备的行为，其中所述行为是由于移动设备的用户所实现的操作而引起的，其中所述操作是按下移动设备上的按钮；麦克风，用于把语音转换成话音数据；无线发射机，可用于通过无线数据链路无线地发送所述话音数据；输出放大器，与所述无线发射机耦合；以及通信单元电路，可用于控制所述输出放大器从无线发射机无线地发出一信号，并且当检测器检测到所述行为时：(i)禁用输出放大器的无线传输；以及(ii)把第一控制信号发送到接收机电路，使得接收机电路开始在一时间段内处理卫星定位系统天线所接收到的卫星定位系统信号，在所述时间段内，即使在人向麦克风说话时也保持禁用输出放大器；其中所述时间段是自适应的，所述时间段的结尾是在卫星定位系统信号的所述处理期间确定的。
根据本发明，还提供一种移动设备，包括：卫星定位系统天线，用于从多个卫星定位系统卫星接收卫星定位系统信号；与所述卫星定位系统天线耦合的接收机电路，用于处理所述卫星定位系统信号；检测器，用于检测移动设备的行为，其中所述行为是由于移动设备的用户所实现的操作而引起的，其中所述操作是缺乏麦克风所接收到的语音；麦克风，用于把语音转换成话音数据；无线发射机，可用于通过无线数据链路无线地发送所述话音数据；输出放大器，与所述无线发射机耦合；以及通信单元电路，可用于控制所述输出放大器从无线发射机无线地发出一信号，并且当检测器检测到所述行为时：(i)禁用输出放大器的无线传输；以及(ii)把第一控制信号发送到接收机电路，使得接收机电路开始在一时间段内处理卫星定位系统天线所接收到的卫星定位系统信号，在所述时间段内，即使在人向麦克风说话时也保持禁用输出放大器。
从附图以及从下面的详细描述中，本发明的其它特性将变得更为明显。
附图说明
本发明通过示例来说明，而不加限制，在附图中相同的标记表示相同的元件，其中：
图1是按照本发明一实施例的组合全球定位系统(GPS)接收机和通信系统的框图，所述通信系统有一条到基站的通信链路。
图2是按照本发明一实施例，把GPS接收机和通信收发机包括在移动设备内的组件框图。
图3说明了按照本发明一实施例、蜂窝电话网中使用的移动电话。
图4是说明按照本发明的一种运行移动设备的方法的时序图。
图5是说明按照本发明的另一种运行移动设备的方法的时序图。
图6是说明按照本发明一方法用于减少移动设备内的交叉干扰的操作流程图。
具体实施方式
描述了一种用于减少移动设备内的交叉干扰的方法和装置，所述移动设备是卫星定位系统(SPS)接收机和通信设备的组合。在以下描述中，为说明起见，提出了许多特定的细节以便彻底理解本发明。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明可以没有这些特定细节而实现。在其它情况下，以框图形式示出公知的结构和设备以便于说明。
在以下讨论中，将参考关于美国全球定位卫星(GPS)系统的申请来描述本发明的实施例。然而显然，这些方法可等价地应用于类似的卫星定位系统，比如俄罗斯的Glonass系统。这样，这里使用的术语“GPS”包括这种其它的卫星定位系统，包括俄罗斯Glonass系统。同样，术语“GPS信号”包括来自其它卫星定位系统的信号。
移动设备
图1是移动设备150的框图，移动设备150把通信发射机/接收机(收发机)与GPS接收机组合用于本发明的一个实施例中。移动设备150是一便携式手提单元，该单元包括执行处理GPS信号所需的功能以及处理通过通信链路发送和接收的通信信号所需的功能的电路。通信链路，比如通信链路162，一般是到另一通信组件的射频通信链路，另一通信组件比如具有通信天线164的基站160。
移动设备150包含一GPS接收机130，GPS接收机130包括捕获电路和处理部分。按照传统的GPS方法，GPS接收机130接收从轨道GPS卫星发出的GPS信号，并且通过比较接收到的PN码信号序列和内部生成的PN信号序列之间的时偏来确定唯一伪随机噪声(PN)码的到达时间(称为“伪射程(pseudorange)”)。GPS信号通过GPS天线111被接收并被输入捕获电路，捕获电路捕获各个接收到的卫星的PN码。由捕获电路产生的导航数据(例如伪射程)被处理器处理，用于通信收发机109的传输。
移动设备150还包括通信收发机部分109。通信收发机109耦合到通信天线100。通信收发机109通过通信信号(一般是RF)把GPS接收机130所处理的导航数据发送到远程基站，比如基站160。导航数据可以是GPS接收机的实际纬度、经度和高度，或者它可能是原始数据或经部分处理的数据。接收到的通信信号被输入通信收发机109并被传递到处理器，用于处理并可能通过音频扬声器输出。
按照本发明一实施例，在移动设备150中，把GPS接收机130所产生的伪射程数据通过通信链路162发送到基站160。然后，基站160根据来自组合接收机的伪射程数据、测量伪射程的时间以及从其自己的GPS接收机或这种数据的其它信源接收到的天文历数据，来确定组合接收机150的位置。然后位置数据被发回移动设备150或其它远程站。移动设备150和基站160之间的通信链路162可以在各个实施例中实现，所述实施例包括直接链路或蜂窝电话链路。在本发明一实施例中，通信收发机部分109用蜂窝电话来实现。
图2提供了按照本发明一实施例的组合蜂窝电话和GPS接收机的更为详细的框图。本领域的普通技术人员能理解，图2所述的系统是一个实施例，按照本发明原理的组合GPS接收机的设计和构造中的许多变化都是可行的。例如，尽管以下讨论会假定通信部分包含在蜂窝电话中，然而可以理解，本发明可包含在其它通信设备中，比如双向寻呼机以及类似的双向通信装置。
图2中，移动设备150包括GPS接收机130和GPS天线111(总称为“GPS部分”)、以及蜂窝电话109和蜂窝电话天线100(总称为“通信部分”)。蜂窝电话经由天线100把信号发送到远程基站(例如图1中的基站160)或从远程基站接收信号。
GPS部分
在移动设备150的GPS接收机130中，接收到的GPS信号通过信号线120和交换机112从GPS天线111被输入到射频(RF)到中频(IF)转换器113。频率转换器113把信号转换成适当的中频，例如70MHz。它进一步转换到较低的中频，比如1MHz。RF到IF转换器113的输出与GPS信号处理电路114的输入耦合。GPS信号处理电路114包括一模数(A/D)转换器，该模数转换器对来自RF到IF转换器113的输出信号进行数字化。
在本发明一实施例中，GPS信号处理电路114还包括一数字快照存储器，该存储器与A/D转换器的输出耦合并能存储要处理的数据的记录。快照存储器用于处理一般被存储在与GPS处理电路114耦合的单独存储设备内的GPS信号。一般为分组化的通信信号采用快照存储器，所述分组化的通信信号也就是由数据脉冲比特和跟随的长周期的非活动组成的信号。连续的信令，比如许多蜂窝型的信号，也可由处理电路以连续方式进行处理。
来自GPS信号处理电路114的输出耦合到微处理器115。微处理器115进一步处理GPS接收机130内接收到的卫星信号，并输出经处理的信号用于直接发送到用户界面，或通过通信链路发送到远程接收机(未示出)。
在本发明一实施例中，GPS接收机130是使用一组相关器来解调GPS信号的常规GPS接收机。在本发明一方法中，门控信号或激活或禁用GPS接收机。在被激励时，常规的GPS接收机能执行全部其正常的功能，包括50波特卫星数据报文的解调。然而，如果门控周期成为数据波特周期的一大部分，则解调会变得困难或不可能。在该情况下，可以使用另一类GPS接收机。例如，一类GPS接收机仅找到多个同时接收到的GPS信号的相对到达时间，并把这些相对到达时间(所谓“伪射程”)发送到远程站(见例如F.H.Raab等人撰写的“An Application of the GlobalPositioning System to Search and Rescue and Remote Tracking”，航空协会出版社，第24卷，第3号，1977年秋，第216—277页)。于是通过把该伪射程数据与移动设备使用其自身的接收机或通过这种数据的某些其它信源收集到的GPS卫星信息加以组合，从而确定移动设备的位置。该配置在各种紧急响应和跟踪应用中尤其有用。
尽管本申请的实施例是关于特定的GPS接收机配置讨论的，然而对于本领域的普通技术人员将显而易见，存在几种不同的GPS接收机配置，它们能利用本发明的交叉干扰减少方法。
而且，尽管参照GPS卫星描述了本发明的实施例，然而可以理解，该原理可等价地应用于利用伪星(pseudolite)或卫星和伪星的组合的定位系统。伪星是基地的发射机，它广播一对L频带(或其它频率)载波信号调制的PN码，一般与GPS时间同步。每个发射机可以被分配唯一的PN码以便能被远程接收机识别。伪星在来自轨道卫星的GPS信号可能不可用的情况下是有用的，比如隧道、矿井、建筑物或其它封闭区域。这里使用的术语“卫星”包括伪星或伪星的等价物，这里使用的术语“GPS信号”包括来自伪星或伪星等价物的类GPS信号。
通信部分
移动设备150的通信部分包括通过天线共用器或发送/接收交换机101与通信天线100耦合的接收机阶段和发射机阶段。当从通信基站(例如基站160)接收到诸如蜂窝电话信号这样的通信信号时，交换机101把输入信号路由到RF到IF转换器202。RF到IF频率转换器102把通信信号转换成适当的中频以供进一步处理。RF到IF转换器102的输出耦合到解调器103，后者对通信信号进行解调以便确定通信信号中的指令或者通信信号中的其它数据(例如数字化语音、多普勒数据或表示观察到的卫星天文历的数据)。解调器103可以用数字解调器来实现。在该情况下，在输入到解调器103以前，经频率转换的通信信号可以通过模数(A/D)转换器被传递，所述模数转换器对来自RF到IF转换器102的输出信号进行数字化。
在本发明一实施例中，把解调器103的输出传递到微处理器104。微处理器104执行通信接收和发送功能所需的任何处理。
微处理器104还连到一显示器和一麦克风。麦克风能把语音转换成话音数据并把话音数据提供给微处理器104。当通过通信链路要求传输时，麦克风104产生要发送的数据以及信号的基带数字采样(或其表示，例如信号的数学模型)。它于是使用该数据，用调制器106对载波信号进行调制。尽管也可以使用模拟调制(譬如频率调制)，然而在最近的系统中，调制一般是数字式的，比如频移键控或相移键控。在该情况下，在调制后，数字信号在数模转换器内从数字转换成模拟。调制器106中执行调制时的载波频率可能是也可能不是通信信号的最终RF频率；如果它处于中频(IF)，则使用附加的IF到RF转换器107把信号转换成通信信号的最终RF频率。功率放大器108增加通信信号的信号电平，这个经增加的信号于是通过交换机101被发送到通信天线100。
在本发明一方法中，包含代表位置信息(例如到各个卫星的伪射程、或移动设备150的纬度和经度)的数据的通信信号通过通信链路162被发送到基站160。基站160可充当用于计算便携式GPS单元的位置信息的处理站点，或它能充当中继站并把从移动设备150接收到的信息重发出去。
在某些蜂窝电话系统中，比如时分多址(TDMA)系统(包括例如GSM，即全球移动电话系统)，蜂窝信号的发送和接收时间是脱节的。在这些情况下，可以使用简单的交换机101把功率放大器108所提供的强发送信号118从连到灵敏前端接收电路(频率转换器102)的路径119隔开。特别是，接收电路102会包含一低噪声放大器(LNA)，如果来自功率放大器的信号没有显著衰减地被发送到LNA，则低噪声放大器会被破坏或受到很大影响。
在其它蜂窝系统中，比如基于码分多址(CDMA)的IS-95北美系统，可能有通过天线100的同时的信号发送和接收。为了把RF电路102从高功率信号118隔开，则使用称为“天线共用器”的设备来取代交换机101。天线共用器101由两个RF滤波器组成，一个被调谐到发送频带，另一个被调谐到接收频带。功率放大器输出118通过发送滤波器被传递，然后被传到天线100，而来自天线的接收信号通过接收滤波器被传递。这样，发送从RF电路102被隔开一个量，这个量等于接收滤波器以发送频率提供的隔离量。
通信收发机的信号门控
在本发明一实施例中，移动设备150包括控制电路，所述控制电路减少了GPS接收机和蜂窝收发机阶段之间的交叉干扰。在组合接收机内，交叉干扰通常是特别严重的问题，因为GPS接收机内接收到的卫星信号一般很弱。交叉干扰一般由于通过天线100和GPS接收天线111发送的蜂窝电话信号间的高度耦合而出现。这在天线单元100和111位于同处或共享其机械部件的部分以保存物理空间或减少成本时尤其如此。
在本发明一实施例中，通过降低通信部分的发射机(一般是蜂窝电话)的功率而减少了组合单元的通信和GPS部分之间的交叉干扰。发射机的功率在一段时间内被减少，这段时间内可以处理卫星定位系统信号，此后发射机再次加电。门控信号同步功率控制和GPS接收机操作。参照图2的组合接收机，描述了按照本发明一实施例的门控信号的操作。
在移动设备150的蜂窝电话部分109中，把功率电平控制信号105从微处理器104发送到功率放大器108。在本发明一实施例中，功率电平控制信号的第一状态减少功率放大器内的功率，该信号的第二状态恢复功率放大器内的正常功率电平。或者，两个信号包含在功率电平控制信号内。第一信号减少了功率放大器内的功率，第二信号恢复功率放大器内的正常功率电平。根据放大器108的功率电平以及交叉干扰的期望减少量，功率电平控制信号105能完全关闭功率放大器108，或者将其放大功率减少一预定数量。
功率电平控制信号105还被发送到GPS接收机130。编程该信号以激活GPS接收机相对于通信功率放大器108的功率电平来接收和处理GPS信号。当功率电平控制信号105减少或关闭功率放大器108时，激活GPS接收机130以接收GPS信号。相反，当功率电平控制信号维持功率放大器108内的正常功率电平时，则阻止GPS接收机130接收GPS信号。或者，可以编程GPS接收机130来接收GPS信号，但当功率电平控制信号表明蜂窝电话发射机处于高功率时在其处理电路内忽略这些信号。
在GPS接收机130内，门控信号110对应于功率电平控制信号105。在本发明一实施例中，门控信号110通过线路122被发送到微处理器115，通过线路116被发送到GPS处理电路114，通过线路117被发送到交换机112。在一实施例中，交换机112由门控信号110和功率电平控制信号105控制。当功率电平控制信号105减少蜂窝电话功率放大器108的功率时，开启交换机112以便使数据能从GPS天线111传到GPS接收机电路。相反，当功率电平控制信号105维持功率放大器108的高功率时，关闭交换机112时的没有任何数据被传到GPS接收机。这样，在蜂窝电话传输处于高功率期间门控关闭(或阻止)了GPS信号，而在所有其它时间接收到GPS信号。
在本发明一实施例中，交换机112是一砷化镓(GaAs)交换机。由于交换机112在GPS输入信号路径中，因此它会造成输入GPS信号的一些衰减。GaAs交换机的使该衰减最小。此外，GPS频率(1575.42MHz)下的当前交换机设备提供了约为0.5dB的插入损耗。
在本发明一可选实施例中，门控信号110仅被输入到微处理器115而不是交换机117。在该配置中，微处理器115直接控制交换机117或GPS信号处理电路114以便在蜂窝电话109发送时对到来的GPS信号进行门控。
在本发明进一步的可选实施例中，GPS接收机130可能不包括GaAs交换机112。如果GPS接收机113的RF前端电路能经受来自蜂窝电话发射机(例如具有某类限制电路)的高功率，则可以省略该交换机。交换机112的省略消除了任何可能的通过交换机的信号衰减。在该可选实施例中，门控信号110被输入GPS信号处理电路114和微处理器115中的任一个或两者。该信号使输入GPS信号在蜂窝电话正在发送的期间被处理电路忽视，即使这些信号被GPS接收机130接收到。
大多数现代的数字蜂窝电话系统都能仅在一部分时间内以全功率发送。这样，这里所述的门控信号方法可应用于广泛的数字蜂窝电话。如果这些电话中的蜂窝传输以1/8占空比发生(例如在GSM数字蜂窝电话的情况下，或者在数据吞吐量减少的模式中的CDMA)，于是由于这种门控而造成的GPS接收机的敏感度损失仅仅约为0.5dB。
图4说明了移动设备怎样运行的一个例子。图4是一时序图，时间T1、T2、T3在横坐标上，诸如“说话”、“发送话音数据”和“处理GPS数据”这样的行为在纵坐标上。
从时间T1开始，一个人可能在到达时间T2前向麦克风说话。在这段时间内从移动设备连续地发出话音数据。
然后在从时间T2到时间T3语音会有中断，此后再次恢复语音。由于从T2到T3的中断小于例如1/2秒的预定最小量，因此话音数据传输未被中断。
然后在时间T4语音中会有再次中断(即停顿)。语音中断持续到时间T7。由于语音中的中断或停顿大于1/2秒的最小中断，因此在时间T5处的最小中断后停止话音数据传输。在时间T5发送一控制信号，启用GPS数据处理。GPS数据处理继续到时间T6。时间T6和时间T5之差足够大以允许处理所需的最小GPS数据量，一般在一秒到两秒。最小GPS数据量足以对移动设备的位置进行三角测量。
语音在时间T7被再次恢复，并能继续到时间T8，此后从时间T8到时间T10语音中有中断。1/2秒的语音最小中断在时间T9达到，此刻停止话音数据传输。GPS数据处理在时间T9被启用。在时间T10，用户能再次向麦克风说话并在时间T12前继续说话。然后，在时间T11前，话音数据传输被停止。时间T11和时间T9之差例如为两秒，其足够大以处理足够的GPS数据量。在时间T9发出一信号来启用GPS数据处理，在时间T11发出另一信号来停止GPS接收和处理。在时间T11，话音数据传输被再次启用。在该例中，由于完成GPS处理的需要，一部分说话者话音信息(在时间T10和T11之间)被切断。在其它实施例中，重新开始的话音活动会导致GPS处理周期终止，从而能不打断语音。然而，这会导致GPS处理的不成功完成。
应该注意到，用于处理GPS数据的时间间隔无须相等。例如在上例中，时间间隔T5—T6和T9—T11无须相等。这可能由于从前一间隔(例如T5—T6)的处理获得的信息会帮助减少GPS信号的后续处理所需的处理时间(例如T9—T11)。例如，前一GPS处理确定各个GPS信号的到达时间。这些到达时间会在时间上向前投射以便在时间上的较晚采样上估计这些信号的到达时间。这些轨迹减少了确定GPS信号的准确到达时间所需的处理，准确的到达时间对于准确的地理位置是需要的。还应该注意到，执行GPS处理的时间段(在上例中为T5—T6和T9—T11)或者能预先确定，或者在性质上是自适应的。简单的程序会以能保证成功的GPS处理的方式来利用固定或预定的时间段。更为复杂的程序是其中GPS处理间隔可取决于多种调节而自适应。一旦完成，话音传输就恢复。控制间隔长度的调节会包括接收SPS信号的接收信号强度以及有关这种信号参数的先验信息，所述参数例如多普勒频率的不确定性范围以及这种信号的到达时间。如上所述，前面的SPS信号处理操作会导致后续处理所需的间隔长度的减少。或者，如上所述，话音停止会确定间隔长度。
移动设备的通信部分会在话音数据传输被停止的期间内进入半双工模式。因此可能接收话音数据并使发音的扬声器产生音频信号，所述扬声器是移动设备的一部分。如图4所示，因此当话音数据传输被停止时，可能在从T5开始并在T6结束的间隔内接收话音数据。在其它实施例中，话音数据的发送和接收在该间隔内都会被阻止。
图5说明了移动设备可运行的另一种方法。假定一个人从时间T1到T9连续地向麦克风说话。话音数据传输在时间T1开始，并继续通过时间T2。
此人在时间T2按下一个按钮，或者在另一实施例中，此人会对移动设备仅需某些其它行为。按钮从时间T2被按下，在时间T3被释放。在时间T3，在按钮释放后，话音数据传输被停止。发送一控制信号来启用GPS数据处理。
然后，话音数据传输以交替的基于时间的方式被交替地禁用和启用。话音数据在一帧的7/8内被禁用，在一帧的1/8内被启用。每次禁用话音数据传输时，就发送一控制信号，其启用GPS数据处理，而每次启用话音数据传输时，就发送一控制信号，其禁用GPS数据处理。在给出的示例中，话音数据传输在时间T3、T5和T7被禁用，在时间T4、T6和T8被启用。GPS数据在时间T3到T4、时间T5到T6、时间T7到T8被处理。从时间T3释放按钮直到时间T8所累积并处理的GPS数据量足以对移动设备的位置进行三角测量。除了再次按下按钮以外，自时间T8后不再禁用话音数据传输。这样，移动设备用户按需要使GPS处理开始并随后结束。
每次禁用话音数据传输时，移动设备也会进入半双工模式，使得能接收、处理话音数据，并产生音频信号。音频信号一般被发送到移动设备内的扬声器，后者产生音频声音。
图6说明了按照本发明的基本操作。在步骤600中，通过通信链路建立通信。在步骤602中，确定是否规定了一行为。行为可以是例如缺乏移动设备的麦克风所检测到的语音，如参照图4所述，或者参照图5所述按下按钮。其它行为也是可能的。
如果在步骤602中检测到行为，则执行步骤604。在步骤604中，(i)在一段时间禁用话音数据传输，以及(ii)发送一控制信号以启用卫星定位系统信号数据的处理。在图4中，步骤604出现在图5中的时间T5和T9，在图5中，步骤604出现在时间T3。当这段时间过去时，执行步骤606。在步骤606中，(iii)启用话音数据的传输，以及(iv)禁用卫星定位系统信号数据的处理。图4中，步骤606出现在时间T6和T11，图5中，步骤606出现在时间T4。如前所述，时间段604可以是预定的或是自适应的，这取决于所采用的处理策略。
在图2的移动设备150中，GPS部分和通信部分内的电路被说明为专用的并且分开在两个部分之间。然而应该注意到，本发明的实施例可用于移动设备中，其中在两个部分间共享一个或多个元件。例如，微处理器104和115的功能可以组合为能在GPS和通信部分间共享的单个处理器或可编程数字电路。同样，频率转换器、交换机或天线单元中的一个或多个可以在两个部分间共享。
在前面的讨论中，讨论了一控制信号，它被发送到GPS接收机和/或处理元件以激活或禁用GPS操作。控制信号被示出为流经不同的路径，比如路径110、117和116。应该理解，在某些GPS实现中，GPS信号处理电路和蜂窝电话处理电路都能被置于同一集成电路内。在该情况下，门控控制信号完全存在于同一集成电路内，并且不可被观察为外部物理线。而且，这种控制信号可以通过被多个电路元件共享的公共微处理器而发送，所述电路元件比如存储器、键盘等等。本发明应被理解为包括这些形式的控制信号。此外，如刚才所述，蜂窝电话或其它通信单元不会与SPS接收机完全不同，这也是因为它们可能共享公共的电路，例如RF前端组件、微处理器等等。然而，通信功能和SPS功能会有某些不同部分的硬件元件和/或软件。因此，当称之为“通信单元”和“SPS接收机”时，并非限制为完全不同或主要方面都不相同。
蜂窝电话/GPS网络
如上所述，本发明的一个实施例用在移动设备中，其中通信收发机是蜂窝网络中使用的蜂窝电话。图3说明了在蜂窝电话网的环境中使用移动设备150以形成组合的GPS和蜂窝系统300。区域306代表由小区站点304所服务的蜂窝电话小区。小区站点304把蜂窝电话信号发送到小区306内的蜂窝电话和接收机，例如移动设备302，或从那里接收蜂窝电话信号。移动设备302包含一移动设备，比如图1中的移动设备150。移动设备302通过通信天线100把蜂窝信号传送到小区站点304，并通过GPS天线111从GPS卫星接收GPS信号。小区站点304通过蜂窝交换中心308把蜂窝传输从小区306内的移动设备发送到基于陆地的电话网310。蜂窝交换中心308把从移动设备302接收到的通信信号发送到适当的目的地。除了小区306以外，蜂窝交换中心308还可以服务于几个其它小区。如果移动设备302所发送的信号的目的地是另一移动设备，则作出到小区站点的连接，其覆盖了所述移动设备位于其中的区域。如果目的地是基于陆地的，蜂窝交换中心308就连到基于陆地的电话网310。
应该注意到，基于蜂窝的通信系统是具有不止一个发射机的通信系统，每个发射机都服务一个不同的地理区域，所述地理区域上在时间上的任何瞬间预先定义的。一般而言，每个发射机都是服务一小区的无线发射机，该小区的地理半径小于20英里，然而所覆盖的区域取决于特定的蜂窝系统。有许多类蜂窝通信系统，比如蜂窝电话、PCS(个人通信系统)、SMR(专用移动无线电)、单向和双向寻呼系统、RAM、ARDIS以及无线分组数据系统。一般而言，预先定义的不同地理区域被称为小区，多个小区被组合在一起形成一蜂窝服务区，这些多个小区被耦合到一个或多个蜂窝交换中心，蜂窝交换中心提供到基于陆地的电话系统和/或网络的连接。服务区通常用于记账目的。因此，不止一个服务区内的小区可能连到一个交换中心。或者，有时一个服务区内的小区会连到不同的交换中心，尤其在人口密集区。通常，服务区被定义为小区地理位置彼此接近的小区集合。符合上述描述的另一类蜂窝系统是基于卫星的，其中蜂窝基站是通常绕地球轨道运行的卫星。在这些系统中，小区扇区和服务区以时间为函数而移动。这种系统的例子包括Iridium、Globalstar、Orbcomm和Odyssey系统。
在图3所述的系统中，移动设备302所发送的GPS位置信息通过基于陆地的电话网310被发送到GPS服务器基站160。GPS基站160充当用于计算远程单元302中GPS接收机的位置的处理站点。GPS基站160也可从GPS接收机312内接收到的卫星信号接收GPS信息(例如向移动GPS信息提供有差别的连接)。GPS基站160可以通过有线或无线链路直接连到小区站点304，以便接收相应的蜂窝通信信号。或者，GPS基站160可以从一蜂窝电话314接收相应的蜂窝通信信号，所述蜂窝电话314把信号发送到GPS基站160内的蜂窝接收机。
应该注意到，图3的蜂窝网络系统300表示本发明使用情况的一个实施例，除了蜂窝电话网以外，其它通信系统也可用于把GPS信号从移动设备发送到GPS基站。
蜂窝通信系统
本发明的实施例可用于几个不同的蜂窝电话系统中。特定的蜂窝系统或标准取决于采用该系统的地区，因为蜂窝标准会在不同的国家和地区间变化。
在本发明一实施例中，组合通信设备150用于GSM蜂窝系统中。GSM是使用时分多址(TDMA)方法的全欧洲数字蜂窝系统。在发送话音信息时，手机在等于15/26毫秒的时隙内发送一数据突发。每个TDMA帧有8个时隙，手机仅在这些帧之一内发送，处在主要运行模式。因此，发射机仅在12.5％的时间内被激活。因而，该系统的控制线(即图2中的门控信号110)会表明12.5％的时间内的活动传输。这使GPS接收机130在这段时间内门控关闭和/或忽略输入的GPS数据。“关闭”周期很短，小于一个GPS编码周期(977.5微秒)，仅仅约为一个GPS数据比特持续期的1/20。有效的敏感度损失为因子0.875或-0.58dB。
本发明的另一实施例可用于IS-136北美TDMA系统中。IS-136系统使用每40毫秒帧周期内的六个时隙。对于全速率的信令，话音话务信道占据了两个这样的时隙，即13.33毫秒。因此，对于全速率信令而言，与传输门控一起接收GPS数据消息不总是实际的；然而，仍可能执行GPS PN时期的测量(为了确定所谓的“伪范围”)。该情况下，所产生的敏感度损失为0.667或-1.76dB。如果使用半速率的信令，所产生的敏感度损失被降低为0.833或-0.76dB。
本发明的进一步实施例可用于IS-95北美码分多址(CDMA)系统中。在IS-95系统中，通过每个信号使用一个不同的扩频扩展码，从而阻止信号彼此间干扰。数据被组织在20毫秒帧内。然而，在以低数据速率发送信号时(例如非连续的语音)，数据以仅占据帧的一部分的突发被发送。例如，在1200波特下，数据突发仅占据一帧的1/8，在该帧的其余时间内，发送信号以减少的功率电平被发送。在这些发射减少的时间内，能激活GPS接收机130。同样，在正常传输期间，会禁用GPS接收机130，也就是，关闭接收机前端以及/或者处理电路忽略输入的GPS数据。对于1200波特传输情况到GPS接收机的有效灵敏度损失等于积分时间减少为7/8，这等价于-0.58dB。对于这个1200波特的情况，数据突发周期的传输时间仅为1.25毫秒，这是一个GPS数据比特的一小部分(20毫秒)。这样，常规的GPS接收机仍能在门控信号110存在时解调卫星数据消息。
上面已经描述了一种用于减少组合的GPS接收机和通信收发机单元中交叉干扰的系统。尽管已经参照特定的示例性实施例描述了本发明，然而显而易见的是，可以对这些实施例作出各种修改和改变而不背离权利要求中提出的本发明最宽泛的精神和范围。因而，说明书和附图应被视为是说明性的，而不是限制性的。

Claims (15)

1.一种运行移动设备的方法，包括：
检测移动设备的第一行为，其中所述第一行为是由于移动设备的用户所实现的操作而引起的，其中所述操作是缺乏通信单元的麦克风所接收到的语音；
在检测到第一行为时：
(i)禁用通过无线数据链路来自移动设备的通信单元的无线数据传输；以及
(ii)把第一控制信号从所述通信单元发送到所述移动设备的卫星定位系统接收机，所述第一控制信号启动在一时间段内处理接收机接收到的卫星定位系统信号，在所述时间段内，即使在人向移动设备的麦克风说话时也保持禁用所述数据传输。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作是按下移动设备上的按钮。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线数据传输被交替地禁用和启用。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据传输的禁用和启用是基于时间的。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数据传输的禁用和启用是周期性的。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
(iii)在接收到足够数量的卫星定位系统数据后，启用无线数据链路上来自通信单元的无线数据传输。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于还包括：
(iv)在启用无线传输时把第二控制信号从通信单元发送到卫星定位系统接收机，所述第二控制信号禁止处理接收机所接收到的卫星定位系统信号。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，(i)和(ii)周期性地与(iii)和(iv)交替。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间段是预定的。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间段是自适应的，所述时间段的结尾是在卫星定位系统信号的所述处理期间确定的。
11.一种运行移动设备的方法，包括：
检测移动设备的第一行为，其中所述第一行为是由于移动设备的用户所实现的操作而引起的，其中所述操作是按下移动设备上的按钮；
在检测到第一行为时：
(i)禁用通过无线数据链路来自移动设备的通信单元的无线数据传输；以及
(ii)把第一控制信号从所述通信单元发送到所述移动设备的卫星定位系统接收机，所述第一控制信号启动在一时间段内处理接收机接收到的卫星定位系统信号，在所述时间段内，即使在人向移动设备的麦克风说话时也保持禁用所述数据传输。
12.一种移动设备，包括：
卫星定位系统天线，用于从多个卫星定位系统卫星接收卫星定位系统信号；
与所述卫星定位系统天线耦合的接收机电路，用于处理所述卫星定位系统信号；
检测器，用于检测移动设备的行为，其中所述行为是由于移动设备的用户所实现的操作而引起的，其中所述操作是按下移动设备上的按钮；
麦克风，用于把语音转换成话音数据；
无线发射机，可用于通过无线数据链路无线地发送所述话音数据；
输出放大器，与所述无线发射机耦合；以及
通信单元电路，可用于控制所述输出放大器从无线发射机无线地发出一信号，并且当检测器检测到所述行为时：
(i)禁用输出放大器的无线传输；以及
(ii)把第一控制信号发送到接收机电路，使得接收机电路开始在一时间段内处理卫星定位系统天线所接收到的卫星定位系统信号，在所述时间段内，即使在人向麦克风说话时也保持禁用输出放大器；
其中所述时间段是自适应的，所述时间段的结尾是在卫星定位系统信号的所述处理期间确定的。
13.如权利要求12所述的移动设备，其特征在于，所述无线传输被交替地禁用和启用。
14.如权利要求12所述的移动设备，其特征在于，所述时间段是预定的。
15.一种移动设备，包括：
卫星定位系统天线，用于从多个卫星定位系统卫星接收卫星定位系统信号；
与所述卫星定位系统天线耦合的接收机电路，用于处理所述卫星定位系统信号；
检测器，用于检测移动设备的行为，其中所述行为是由于移动设备的用户所实现的操作而引起的，其中所述操作是缺乏麦克风所接收到的语音；
麦克风，用于把语音转换成话音数据；
无线发射机，可用于通过无线数据链路无线地发送所述话音数据；
输出放大器，与所述无线发射机耦合；以及
通信单元电路，可用于控制所述输出放大器从无线发射机无线地发出一信号，并且当检测器检测到所述行为时：
(i)禁用输出放大器的无线传输；以及
(ii)把第一控制信号发送到接收机电路，使得接收机电路开始在一时间段内处理卫星定位系统天线所接收到的卫星定位系统信号，在所述时间段内，即使在人向麦克风说话时也保持禁用输出放大器。
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