CN101999083A - 使用低功率传感器进行gps功率节省 - Google Patents

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Abstract

公开了一种定位系统、装置和方法。无线设备包括卫星定位系统(SPS)接收机和定位处理器。SPS接收机检测定位信号的可用性，且定位处理器基于定位信号确定无线设备的初始位置。当定位信号被检测为可用时，控制器生成功率节省事件。控制器确定功率节省事件的时基和持续时间。在功率节省事件期间，SPS接收机被去激活和/或定位信号的处理被挂起以降低无线设备的功耗。在功率节省事件期间基于来自一个或多个传感器的相对定位信息来更新初始位置。控制器在功率节省事件之后激活SPS接收机并恢复对定位信号的处理。

Description

使用低功率传感器进行GPS功率节省
公开领域
本公开一般涉及电子通信，尤其涉及无线定位系统。
公开背景
在许多应用中，具备确定无线设备的位置的能力是有益的。定位能力可能有助于导航、跟踪或者在紧急情况下有用。
便携式电子设备的性能的进步，尤其是处理器的性能的进步加剧了随各种无线设备使用定位的需求。
然而，定位功能会消耗相当的功率量，并且在一些情形中，会显著降低无线设备基于电池功率可工作的时间量。这是因为通常由同一电池为定位功能以及为诸如语音和数据通信等其他功能供电。
由于无线设备的位置会随时间而改变，因此其必须被更新以便保持准确。例如，在开车旅行或骑摩托车时，位置会快速地改变。不频繁的更新可能导致较大的定位误差。这对于导航或对于紧急情况下的定位会特别不利。
因此，期望具有可降低定位功能所消耗的功率同时维持定位准确度水平的定位系统、方法和装置。
发明概述
公开了一种定位系统、装置和方法的各个实施例。在一个实施例中，公开了一种降低具有卫星定位系统(SPS)接收机的移动设备中的功耗的方法。该方法包括：用SPS接收机检测定位信号的可用性；以及基于定位信号确定移动设备的位置。该方法还包括当定位信号被检测为可用时，响应于功率节省事件挂起对定位信号的处理。该方法包括在对定位信号的处理被挂起时基于来自一个或多个传感器的数据更新移动设备的位置，以及在功率节省事件之后恢复对定位信号的处理。
在一个实施例中，该方法包括确定定位信号的质量以使得在质量没有超过预定阈值的情况下将定位信号当作不可用来对待。该方法还可包括估计使用定位信号确定的位置的准确度，并基于这些估计的一者或两者调节功率节省事件的频率和/或持续时间。在一些实施例中，功率节省事件的持续时间是根据一个或多个传感器的准确度来确立的，且还可反映SPS接收机检测定位信号的可用性所需的时间。功率节省事件的持续时间还可被确定成使得更新位置的定位误差不超过预定值。
在一个实施例中，该方法包括：从一个或多个传感器采集数据；以及基于传感器数据确定位置偏移量。该方法还包括使用位置偏移量调节移动设备的上次位置。在一些实施例中，该方法包括：使用来自一个或多个传感器的数据确定移动设备的速度并基于该速度调节移动设备的上次位置。传感器可包括加速计、陀螺仪和高度计。在一些实施例中，传感器是微机电(MEMS)器件。
在一个实施例中，公开了一种无线设备。无线设备包括检测一个或多个定位信号的可用性的卫星定位系统(SPS)接收机。无线设备还可包括生成用于确定无线设备的位置的相对变化的数据的一个或多个传感器。定位处理器被耦合至SPS接收机和一个或多个传感器并使用定位信号确定无线设备的当前位置。控制器在定位信号被检测为可用时去激活SPS接收机，以及使定位处理器在SPS接收机被禁用时基于来自一个或多个传感器的数据更新无线设备的位置。控制器在睡眠区间之后重新激活SPS接收机并使定位处理器确定无线设备的当前位置。
在一个实施例中，公开了一种降低具有卫星定位系统(SPS)接收机的无线设备中的功耗的方法。该方法包括：用SPS接收机检测定位信号的可用性；以及基于定位信号确定移动设备的当前位置。该方法包括：估计当前位置的误差；以及如果当前位置的误差没有超过预定阈值，则去激活SPS接收机。在SPS接收机被去激活时，基于来自一个或多个模拟传感器的数据不时地调节当前位置以获得更新位置。基于更新位置的累积误差激活SPS接收机。
在一个实施例中，公开了一种无线设备。该无线设备包括：用于用SPS接收机检测定位信号的可用性的装置；以及用于处理定位信号以确定移动设备的位置的装置。该无线设备包括用于当定位信号被检测为可用时响应于功率节省事件挂起对定位信号的处理的装置。该无线设备还包括在对定位信号的处理被挂起时基于来自一个或多个传感器的数据更新移动设备的位置的装置，以及用于在功率节省事件之后恢复对定位信号的处理的装置。
在一个实施例中，公开了一种承载用于确定无线设备的位置的一条或多条指令的一个或多个序列的计算机可读介质。这一条或多条指令的一个或多个序列包括在由一个或多个处理器执行时致使一个或多个处理器执行以下步骤的指令：确定一个或多个定位信号的可用性；以及基于定位信号确定无线设备的当前位置。指令还使一个或多个处理器执行以下步骤：确定功率节省事件的时基和持续时间；如果定位信号被检测为可用且获得了当前位置，则响应于功率节省事件去激活SPS接收机并挂起对定位信号的处理。指令还使一个或多个处理器执行以下步骤：获得表示无线设备的位置的相对变化的传感器数据；在功率节省事件期间基于传感器数据不时地更新无线设备的位置；以及在功率节省事件之后激活SPS接收机并恢复对定位信号的处理。
附图简述
图1是描绘定位系统的一个实施例的简化框图。
图2是示出了诸如可用在定位系统中的无线设备的一个实施例的框图。
图3描绘了定位处理器的一个实施例的各个功能块。
图4示出了诸如可用于向定位处理器提供输入的定位传感器的实施例。
图5是根据定位方法的一个实施例执行的处理操作的流程图。
图6是根据定位方法的附加实施例的处理步骤的流程图。
图7是图解根据示例性定位方法的定位处理的附加方面的流程图。
结合附图理解以下阐述的具体说明，本公开的实施例的特征、目标和优势将变得更加显而易见，在附图中，相似的要素具有相似的附图标记。
具体实施方式
公开了一种定位系统、装置和方法。无线设备包括卫星定位系统(SPS)接收机和定位处理器。SPS接收机检测定位信号的可用性，以及定位处理器基于定位信号确定无线设备的初始位置。当定位信号被检测为可用时，控制器生成功率节省事件。控制器确定功率节省事件的时基和持续时间。在功率节省事件期间，SPS接收机被去激活和/或定位信号的处理被挂起以降低无线设备的功耗。在功率节省事件期间基于来自一个或多个传感器的相对定位信息来更新初始位置。控制器在功率节省事件之后激活SPS接收机并恢复对定位信号的处理。
图1是描绘定位系统100的一个示例性实施例的简化框图。定位或地理定位指的是确定对象在地球表面上或其附近的坐标的过程。在定位系统100中，移动站110在一个或多个卫星120或基站130的帮助下获得位置锁定并使用来自一个或多个传感器的相对定位数据来更新其位置。
移动站(MS)110是具有定位能力的无线设备。例如，MS 110可包括蜂窝电话、导航系统、个人计算设备、个人数字助理、资产跟踪器或其他无线通信设备。MS 110还可使用任何数目的通信标准(例如，GSM、CDMA、TDMA、WCDMA、OFDM、GPRS、EV-DO、WiFi、WiMAX、802.xx、UWB、卫星等)或其组合与其他设备交换语音和数据信号。移动站110的功率通常由电池来提供。
移动站110以一种或多种不同方式确定其位置。例如，如图所示，移动站110可接收来自卫星120的定位信号并可通过处理卫星定位信号中所包含的信息来获得位置。卫星120可以是诸如全球定位系统(GPS)、Galileo、GLOSNASS、EGNOS等卫星定位系统(SPS)的部分。使用SPS卫星的已知位置及其相应信号的时基，MS 110可确定其自身的位置。
除基于卫星的定位之外，MS 110还可使用地面系统或通过使用基于地球和基于卫星的定位的组合来确定其位置。如图所示，移动站110与一个或多个基站130通信。基站130可对接收自MS 110的信号例如使用到达时间(TOA)、到达角(AOA)、到达时间差(TDOA)和相关技术来形成距离估计。通过将其已知位置与这些距离估计相组合，基站130可锁定移动站110的位置。基站130还可通过定位卫星或使用移动站110所获得的数据执行定位处理来帮助移动站110。
移动站110包括从其获得相对定位数据的一个或多个传感器。诸如速度和加速度等传感器数据可被用来确定位置偏移量。可将位置偏移量与最近已知位置相组合以便得出已更新位置。在一些实施例中，移动站110首先获得位置锁定，并在随后挂起对卫星定位信号的处理以便功率节省。虽然对定位信号的处理被挂起，但是移动站110基于传感器数据本机地更新其位置。
移动站110包括硬件和软件元件，这些硬件和软件元件用于基于现行条件关于对SPS信号的处理应当被保持挂起多久或者是否根本应当被挂起作出智能确定。类似地，移动站110可确定应当使用来自其卫星或其他外部定位系统的新信息来替换已更新位置的频繁程度。例如，当以自主连续模式工作时，常规GPS启用设备可每秒更新其位置一次。为了延长电池寿命，移动站110可生成功率节省事件并将其SPS位置更新的频率降至每5秒一次。在每个功率节省事件期间，移动站可去激活其SPS接收机和/或定位处理模块并基于传感器数据调节其当前位置。在一些实施例中，基于传感器数据的位置更新可在与被挂起SPS更新相同的速率下执行。在其他实施例中，传感器数据更新可被更频繁地执行以达成改进的定位准确度。这样，移动站110可高效地降低其功率同时维持定位控制。
图2是示出了诸如可用在定位系统100中的无线设备200的一个实施例的框图。在一些实施例中，无线设备200以类似结合移动站110描述的方式起作用。如图所示，无线设备200包括RF收发机210。RF收发机210使得无线设备200能够与通信网络交换语音和数据信号。在接收路径上，其解调传入信号并向处理器230提供数据，而在发射路径上，其调制接收自处理器230的数据并产生传出信号。另外，RF收发机210还可传送和接收定位数据，如在辅助GPS(A-GPS)或其他基于网络的定位的情形中那样。
定位接收机220接收定位信号并向处理器230提供定位数据。例如，在GPS实施例中，定位接收机220可接收来自一个或多个GPS卫星的导航帧。例如，导航帧可包括时间和日期信息、星历数据、以及卫星历书的诸部分。定位接收机220将来自定位信号的数据输送给处理器230。取决于其操作模式，定位接收机220可连续跟踪定位信号或者可在处理器230和/或控制器250的控制下不时地捕获定位数据。
处理器230接收来自定位接收机220以及可能来自RF收发机210的定位数据。通过使用定位数据，处理器230锁定无线设备200的位置并将当前位置存储到存储器240中。结合获得位置锁定，处理器230还可确定定位信号的质量和/或位置测量中不定性的量并且也可将此信息存储到存储器240中。例如，在诸因素当中，质量和不定性可基于定位信号的信噪比、特定时刻可见卫星的数目、以及基于定位信号的时钟偏移量估计的准确度。
当已检测到定位信号且无线设备200已捕获初始位置锁定时，处理器230可关于何时以及如何用新数据更新当前位置作出确定。在一些实施例中，无线设备200支持掌控此确定的各种操作模式。例如，如果无线设备200是由诸如汽车电池等外部源供电，则处理器230可确定将来更新将基于来自定位接收机220的定位数据并可设置相对短的更新间隔。替换地，如果无线设备200由外部源供电且其位置在指定间隔上几乎不变(诸如可能是在连接到壁式充电器的情况下)，则处理器230可基于来自定位接收机220的数据来更新无线设备200的位置，尽管这是较不频繁的。
无线设备200还包括电池270。尽管出于简洁起见省去连接，但是电池270向无线设备200的一些或所有组件供电。具体地，电池270可向RF收发机210、定位接收机220、处理器230和控制器250供电。结果，在使用电池270时，无线设备200的工作时间受到限制。例如，典型蜂窝电话电池可额定为约800mA/H。这意味着电池在其完全放电之前能够承载800mA负载一个小时。消耗功率的定位处理加重施于电池270上的负载，由此减少无线设备200的工作时间。
在一些实施例中，处理器230生成功率节省事件，后者发信号通知控制器250定位处理的一些元件可被挂起以便功率节省。响应于功率节省事件，控制器250可去激活定位接收机220或显著降低其功耗。另外，控制器250还可挂起被处理器用来处理来自定位接收机220的定位数据的一个或多个模块。例如，控制器250可在功率节省事件的持续时间内挂起处理器230的GPS引擎。在功率节省事件之后，控制器250根据需要通过激活定位接收机220并启用处理器230的一个或多个模块恢复定位处理。应当认识到，处理器230和控制器250可以是如图所示的分开的元件，或者控制器250(或其逻辑的部分)可被整合到处理器230。
在功率节省事件期间，处理器230基于来自传感器260的数据更新无线设备200的位置。传感器260提供相对定位数据并且可以是模拟或数字设备。在一些实施例中，传感器260包括个体传感元件的阵列以提供诸如速度或加速度等可形成用来更新无线设备200的位置的基础的信息。处理器230接收传感器数据并在可能需要产生位置偏移量时处理它。之后，无线设备200的新位置可通过用位置偏移量更新其存储在存储器240中的上次位置来确定。替换地，传感器260可直接确定位置偏移量，以使得处理器230可在很少或没有附加处理的情况下使用偏移量信息。在一些实施例中，控制器250接收传感器数据并执行位置更新。
功率节省事件可由处理器230任意决定，且其频率和持续时间被智能地确定以在维持对定位功能的控制的同时降低对电池270的需求。处理器230由此在可为定位接收机220所用的定位信号与来自传感器260的数据之间交替以便执行定位处理。在功率节省事件期间，无线设备的当前位置可在与基于SPS信号的更新相同的速率下使用传感器数据来更新，或者其可被更频繁地更新。在一些实施例中，更新速率可匹配于传感器硬件，以使测量误差最小化。例如，如果传感器数据中的测量误差以非线性方式随时间递增，则每个功率节省事件期间更新的次数和频率可被选择成使总测量误差最小化。这使得处理器230能够维持定位准确度水平，同时又节省功率并由此延长无线设备200的工作时间。
图3描绘了诸如可与无线设备200联用的定位处理器的一个实施例的各个功能块，因此以下描述是在继续参照图2的情况下给出的。SPS引擎300控制定位接收机的操作以及捕获位置锁定的过程。这可包括例如处理A-GPS信息、解码导航消息、同步时钟、以及计算位置锁定。在一些实施例中，SPS引擎300所执行的处理可独立于处理器230的其他元件被激活或去激活。例如，SPS引擎300可在诸如控制器250等控制器设备的指示下被启用/禁用。
质量/不定性模块310可确定关于SPS引擎300所获得的定位数据的信息。此信息可包括SPS信号的质量并且可基于该信号反映定位中的不定性。例如，可测得质量处在以定位信号的信噪比计的一个水平上。在另一水平上，质量可基于可见卫星的数目以及由此可供用于确立时钟和位置偏移量的数据量。在一些实施例中，质量可基于加权所已知的影响特定SPS内的测量准确度的数个因素的估计算法。
事件发生器320是负责确定功率节省事件的时基和持续时间的模块。在一些情形中，功率节省事件的时基是基于来自SPS引擎300和/或质量/不定性模块310的信息的。例如，如果SPS引擎300指示定位信号不可用，则事件发生器320可能不发出功率节省事件直至与SPS的通信成为可能。这样，处理器320在生成功率节省事件之前判断SPS定位信号以及来自机载传感器的数据这两个定位数据源都可用。
在一个实施例中，事件发生器320以规律间隔发出功率节省事件。功率节省事件可具有相同或不同持续时间。例如，处理器230可能检测到电池270的功率水平已达到期望功率节省事件以延长无线设备200的工作时间的点。在已获得可靠的位置锁定之后，事件发生器320可开始发出功率节省事件。在功率节省事件期间，控制元件(诸如控制器250)可去激活定位接收机并挂起SPS引擎300和质量/不定性模块310的操作。
虽然这些元件被挂起或去激活，但是位置更新模块330基于来自传感器260的输入更新无线设备200的位置。参照图4，现在讨论可向位置更新模块330提供数据的示例性传感器260。在本实施例中，传感器260包括用于确定相对位置的微机电(MEMS)器件的阵列。MEMS传感器400-420提供数据供位置更新模块330处理。基于传感器数据，可确定无线设备200的位置的相对变化。尽管被示为个体传感器器件的阵列，但是应当理解，传感器中的一个或多个可被组合或者可添加附加传感器而不背离本公开的范围。而且，如先前提及的，传感器260可向传感器230提供代表不同类型传感器数据的个体信号，或者传感器数据可被预处理以使得传感器260向处理器230提供位置偏移量信息而非原始数据。
加速计400确定无线设备200在工作区间上的加速度。这可通过测量电容变化、使用压阻特性、或通过其他方法来完成。在一些情形中，加速计的输出仅代表加速度的量值而不包括其方向。陀螺仪410提供行进的方向。类似地，高度计420提供代表海拔变化的信号。例如，传感器260可按固定测量间隔更新其值。在每次测量间隔之后，加速计400可指示在测量间隔期间体验到的加速度的量值，而陀螺仪410和高度计420可提供方向分量。因此，位置更新模块330可对加速度求积分以确定速度并使用方向分量形成位移向量。可用位移向量来更新无线设备200的上次位置以确定新位置。因此，传感器400-420的组合准许确定三维位置的相对变化。
位置更新模块330接收来自传感器260的数据并确定位置偏移量。在所示的实施例中，例如，位置更新模块330可包括用于使用来自陀螺仪410和高度计420的附加信息将来自加速计400的数据转换成速度向量的积分功能。一旦传感器数据已被转换，位置更新模块330就可将位置偏移量与无线设备的上次位置相组合以确定已更新位置。位置更新模块330可在功率节省事件期间反复地接收传感器数据，确定位置偏移量，并调节无线设备200的上次位置。在一些实施例中，位置更新模块330可在与SPS位置更新相同的速率下执行其更新，而在其他实施例中，更新的速率与传感器260的特性相匹配。在其他实施例中，更新的速率是根据临时定位的期望准确度来确定的。由于传感器260通常消耗比定位接收机220、SPS引擎300和质量/不定性模块310的组合少很多倍的功率，因此在维持定位能力的同时电池寿命得以延长。
在一些实施例中，每个功率节省事件具有预定持续时间。此持续时间可基于若干因素，包括期望的定位准确度水平。例如，事件发生器320可基于传感器260的准确度和在重新激活定位接收机220之际捕获位置锁定所需的时间来确定功率节省事件的持续时间(也称为“睡眠区间”)。假定例如定位准确度在70米内是合意的。还假定质量/不定性模块310估计上次SPS位置锁定准确度在30米内。如果在最差情形环境中，传感器260每秒引入约5米的定位误差，则理论上睡眠区间至多持续达8秒。然而，如果其在现行条件下花费3秒来捕获新位置锁定，则最大睡眠区间被减至5秒。因此，事件发生器320可发出各自相隔足以捕获新锁定以及确定其质量/不定性的区间且持续5秒的功率节省事件。
事件发生器320还可基于若干因素改变功率节省事件的时基和持续时间。在一些实施例中，事件发生器320部分地基于质量/不定性模块310确立的阈值来确定睡眠区间。质量/不定性模块310可实现指示使用定位信号所确定的位置的准确度的误差估计算法。事件发生器320可使用此算法的结果来确立捕获外部定位数据的频率、睡眠区间的持续时间，或者这两者。
例如，在误差估计指示准确度差劣之时，事件发生器320可提高从卫星或其他定位系统捕获定位数据的频率。另一方面，当误差估计指示准确度良好时，可降低捕获定位数据的频率以延长电池寿命。通过类似方式，事件发生器320可基于准确度差劣的估计缩短睡眠区间的长度并在预期准确度良好时增加长度。在一个实施例中，事件发生器320对预定区间上的误差估计取平均，并基于平均误差估计调节功率节省事件的频率或睡眠区间的长度。
图5是根据定位方法的一个实施例执行的处理操作500的流程图。该方法可由诸如移动站110或无线设备200等无线设备来执行。
在框510，确定一个或多个定位信号的可用性。例如，在GPS启用的设备中，这可涉及接收来自一个或多个卫星的导航消息和/或来自蜂窝基站、伪卫星、或其他地面源的定位信号。如果确定足够的定位信号可用，则处理继续至框520。
接着，在框520，基于定位信号获得位置锁定。这可涉及使用来自定位信号的数据来确定无线设备的两维或三维坐标。在一个实施例中，SPS引擎将来自SPS接收机的定位数据与可从非卫星源得到的信息相组合以确定无线设备的当前位置。关于GPS示例继续进行，框520可由工作于自治或独立模式的无线设备执行。
在框530，当已获得位置锁定时，SPS接收机被去激活且SPS引擎被禁用达睡眠区间长度。这可能例如响应于功率节省事件而发生，或者其可由可编程定时器控制。在一些实施例中，可在已获得位置锁定之后使其他元件掉电，以进一步降低功耗。例如，取决于现行条件，RF发射机也可被去激活。
在框540，从一个或多个传感器获得相对定位数据。传感器数据可包括来自诸如陀螺仪或加速计等一个或多个低功率MEMS器件的信号。在一些实施例中，传感器数据遵循使得定位处理器能够解释其意义的协议。在此情形中，传感器的数目和类型可随负责将可用数据转换成位置偏移量的定位处理器的不同而不同。替换地，无线设备可包括在其处将位置偏移量提供给定位处理器的接口。在其他实施例中，传感器的数目和类型是固定的。
接着，在框550，相对定位数据被用于更新无线设备的当前位置。这可涉及从存储器检索上次位置并基于传感器数据对其进行调节。在一些实施例中，在执行位置更新之前将传感器数据滤波以降低测量噪声。判决框560确定睡眠区间是否已期满。例如，睡眠区间可具有固定持续时间，且它的结束可由可编程定时器的期满或来自控制器或其他处理元件的信号来通知。如果睡眠区间已期满，则在框570继续处理。否则，获得新传感器数据并重复框540-560。
在框570，SPS接收机和SPS引擎被激活且使其准备好捕获无线设备的新位置。框570的处理可与框540-560交迭，以使得继续基于传感器数据进行位置更新，直至确定所有SPS子系统都在工作且已检测到定位信号。在框580，定位方法完成。
图6是根据示例性定位方法执行的处理600的流程图。该方法可由诸如移动站110或无线设备200等无线设备来执行。
在当前描述的方法中，在框610处关于无线设备的功率源作出初始确定。在一些境况中，无线设备可从汽车电池接收电能，或者其可被连接到电网以使得功率节省并非重要的考虑因素。例如，无线设备可包括电流传感器等硬件用以指示其是否是从外部电源工作的。如果无线设备是由外部源供电，则处理从判决框620行进至终止框670，并且不生成功率节省事件。
在判决框620，如果确定无线设备是由其电池供电的，则在框630继续处理。这时，确定一个或多个定位信号的可用性。定位信号被用来获得位置锁定。如果没有足够的定位信号可用，则处理从判决框640行进至终止框670，并且不生成功率节省事件。
如果检测到足够的定位信号可用，则在框650处关于信号质量是否超过预定阈值作出进一步确定。低信号质量例如可指示因环境状况而难以捕获定位数据或用于可靠定位的定位数据不足。在此类情形中，不尝试功率节省而是等待直至可靠的定位数据可用可能是更可取的。因此，在差劣信号质量的状况下，处理从判决框650行进至终止框670，并且不生成功率节省事件。在框655，获得位置锁定，并且在框660，当满足所有前述条件时生成功率节省事件。如前所述的，功率节省事件可包括去激活SPS接收机以及用于处理SPS信号的一个或多个模块。在一些实施例中，与基于网络的定位有关的功能在功率节省期间也可被挂起。
图7是根据定位方法的一个实施例的定位处理700的流程图。定位处理700可由诸如移动站110或无线设备200的无线设备执行以在功率节省事件期间更新其位置并确定何时应当终止功率节省事件。
在框710，接收传感器数据以进行处理。如本文所讨论的，传感器数据提供关于在特定时间区间内无线设备位置的相对变化的信息。数据可以是接收自一个或多个预定传感器的，或者其可以是接收自具有不同能力的任意数目的传感器的，例如当数据可通过用于与定位处理器交换传感器数据的协议传达时。
接着，在框720，基于收到传感器数据计算位置偏移量。在一个实施例中，从在测量间隔期间获得的加速度数据确定位移向量。例如，加速度数据可被转换成速度，且该速度可被用来偏移为无线设备确定的上次位置。在此类情形中，根据需要，陀螺仪和高度计可提供速度的方向分量。因此，传感器数据被用来产生反映无线设备在测量间隔期间的位置的相对变化的偏移量。在框730，使用在框720处计算出的偏移量来调节无线设备的上次位置以产生更新位置。
在功率节省事件期间跟踪累积定位误差。在一些实施例中，每当基于传感器数据调节无线设备的位置时更新误差估计。例如，最初，误差估计可基于用于获得充当定位更新的基础的位置锁定的定位信号中的不定性。接着，可基于传感器的定位准确度来修正它以使得误差估计随时间递增且每次位置更新反映累积定位误差。
在框750，关于误差估计是否超过预定阈值作出判决。阈值尤其可基于诸如导航等特定应用来设置，或者可遵从紧急服务要求。不同的应用可能要求不同程度的定位准确度，后者又在其相应误差阈值中得到反映。例如，定位误差不大于30米可能是导航用途所必需的，而准确度落在75米内对于紧急位置用途可能是足够的。替换地，用户可设置通过以较不频繁的更新(更长的睡眠区间)的形式用准确度换取延长的电池寿命这一折衷所需的定位准确度水平。
如果确定已超过误差阈值，则处理从判决框750行进至终止框760。在框760，终止功率节省事件，且可获得新外部定位数据。如果没有超过误差阈值，则在框770继续更新过程。如图所示，获得新传感器数据且从框710起重复该方法。
结合本文所公开的实施例描述的各个说明性逻辑框、模块、以及电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文中描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或更多个微处理器、或任何其他此类配置。
软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、非易失性存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。
结合本文所公开的实施例描述的方法、过程或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。方法或过程中的各个步骤或动作可以所示次序执行，或者可以另一次序执行。此外，一个或以上过程或方法步骤可被省略，或者一个或以上过程或方法步骤可被添加到这些方法和过程中。加入的步骤、框、或动作可被添加在这些方法和过程的开始、结束、或居于现有要素之间。
提供了以上对所公开的实施例的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对这些实施例的各种修改容易为本领域普通技术人员所显见，并且在此所定义的普适原理可被应用于其它实施例而不会脱离本公开的精神或范围。因而，本公开并非意在被限定于本文中所示出的实施例，而是应当被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

Claims (44)

1.一种降低具有卫星定位系统(SPS)接收机的移动设备中的功耗的方法，所述方法包括：
用所述SPS接收机检测定位信号的可用性；
处理所述定位信号以确定所述移动设备的位置；
当所述定位信号被检测为可用时，响应于功率节省事件挂起对所述定位信号的处理；
在对所述定位信号的处理被挂起的时候基于来自至少一个传感器的数据更新所述移动设备的所述位置；以及
在所述功率节省事件之后恢复对所述定位信号的处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所述定位信号的可用性还包括确定所述定位信号的质量。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，如果所述定位信号的质量没有超过预定阈值，则所述定位信号被检测为不可用。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括估计使用所述定位信号确定的所述位置的准确度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括基于所估计的所述位置的准确度来调节所述功率节省事件的频率。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括基于所估计的所述位置的准确度来调节所述功率节省事件的持续时间。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，挂起对所述定位信号的处理包括在所述功率节省事件期间禁用所述移动设备的SPS处理引擎以及去激活所述SPS接收机。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率节省事件以规律间隔发生。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率节省事件的持续时间是根据所述至少一个传感器的准确度来确立的。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率节省事件的持续时间被确定成使得已更新位置的定位误差不超过预定值。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述移动设备的功率源；以及
在所述功率源被检测为被包括作为所述移动设备的一部分的电池时生成功率节省事件。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率节省事件的持续时间基于所述一个或多个传感器的准确度和所述SPS接收机检测所述定位信号的可用性所需时间。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，更新所述移动设备的所述位置还包括：
从所述至少一个传感器采集数据；
基于所述传感器数据确定位置偏移量；以及
使用所述位置偏移量调节所述移动设备的上次位置。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，更新所述移动设备的所述位置还包括：
使用来自所述至少一个传感器的所述数据确定所述移动设备的速度，所述速度包括量值和行进方向；以及
基于所述速度调节所述移动设备的上次位置。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括继续基于来自所述至少一个传感器的数据更新所述移动设备的所述位置直至所述SPS接收机在所述功率节省事件之后检测到所述定位信号的可用性。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个传感器是从包括加速计、陀螺仪和高度计的组中选取的。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个传感器包括微机电系统(MEMS)器件。
18.一种无线设备，包括：
卫星定位系统(SPS)接收机，配置成检测一个或多个定位信号的可用性；
一个或多个传感器，配置成生成用于确定所述无线设备的位置的相对变化的数据；以及
定位处理器，其被耦合至所述SPS接收机和所述一个或多个传感器并被配置成使用所述定位信号确定所述无线设备的当前位置；以及
控制器，配置成在所述定位数据被检测为可用时去激活所述SPS接收机，以及使定位处理器在所述SPS接收机被禁用的时候基于来自所述一个或多个传感器的所述数据更新所述无线设备的所述位置，且
所述控制器被配置成在睡眠区间之后重新激活所述SPS接收机且使所述定位处理器确定所述无线设备的当前位置。
19.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，所述控制器使所述定位处理器在所述睡眠区间的持续时间内挂起对所述定位信号的处理。
20.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，在所述定位信号被检测为可用时，所述控制器周期性地去激活所述SPS接收机。
21.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，所述定位处理器确定所述定位信号的质量。
22.如权利要求21所述的无线设备，其特征在于，如果所述质量没有超过预定阈值，则所述定位信号被检测为不可用。
23.如权利要求21所述的无线设备，其特征在于，所述控制器基于所述定位信号的质量调节所述睡眠区间的长度。
24.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，所述定位处理器估计使用所述定位信号估计确定的所述位置的准确度。
25.如权利要求24所述的无线设备，其特征在于，所述控制器基于使用所述定位信号确定的所述位置的估计准确度来调节所述睡眠区间的长度。
26.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，所述睡眠区间的持续时间是基于来自所述一个或多个传感器的所述数据的准确度。
27.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，所述睡眠区间的长度被确定成使得已更新位置的定位误差不超过预定值。
28.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，还包括电池，并且其中所述控制器基于所述电池的功率水平去激活所述SPS接收机。
29.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，所述睡眠区间的长度是根据所述一个或多个传感器的准确度和所述SPS接收机检测所述定位信号的可用性所需的时间来确定的。
30.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，在所述睡眠区间期间所述控制器反复地使所述定位处理器基于来自所述至少一个传感器的所述数据更新所述无线设备的所述位置。
31.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，来自所述至少一个传感器的所述数据包括所述无线设备的加速度，并且其中所述定位处理器将所述加速度转换成所述无线设备的速度并使用所述速度来更新所述无线设备的所述位置。
32.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，所述至少一个传感器是从包括加速计、陀螺仪和高度计的组中选取的。
33.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，所述至少一个传感器包括微机电系统(MEMS)器件。
34.如权利要求18所述的无线设备，其特征在于，还包括发射机，并且其中所述无线设备向通信服务提供商传送已更新位置。
35.一种降低具有卫星定位系统(SPS)接收机的无线设备中的功耗的方法，所述方法包括：
用所述SPS接收机检测定位信号的可用性；
基于所述定位信号确定所述移动设备的当前位置；
估计所述当前位置的误差；
如果所述当前位置的误差没有超过预定阈值，则去激活所述SPS接收机；
在所述SPS接收机被去激活的时候，基于来自至少一个模拟传感器的数据不时地调节所述当前位置以获得更新位置；以及
基于所述更新位置的累积误差激活所述SPS接收机。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述累积误差是基于来自所述至少一个模拟传感器的所述数据的准确度和所述SPS接收机被去激活的时间。
37.如权利要求35所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述无线设备的功率源；以及
仅当所述功率源被检测为所述无线设备的电池时去激活所述SPS接收机。
38.如权利要求35所述的方法，其特征在于，还包括将来自所述至少一个模拟传感器的所述数据转换成位置偏移量，并且其中所述更新位置是通过将所述位置偏移量与所述无线设备的上次位置相组合来获得的。
39.如权利要求35所述的方法，其特征在于，还包括只要所述定位信号被检测为可用且所述误差估计没有超过所述预定阈值就以规律间隔激活和去激活所述SPS接收机。
40.一种无线设备，包括：
用于用所述SPS接收机检测定位信号的可用性的装置；
用于处理所述定位信号以确定所述移动设备的位置的装置；
用于当所述定位信号被检测为可用时响应于功率节省事件挂起对所述定位信号的处理的装置；
用于在对所述定位信号的处理被挂起的时候基于来自至少一个传感器的数据更新所述移动设备的所述位置的装置；以及
用于在所述功率节省事件之后恢复对所述定位信号的处理的装置。
41.如权利要求40所述的无线设备，其特征在于，还包括用于确定所述定位信号的质量的装置，并且其中如果所述定位信号的质量没有超过预定阈值，则所述定位信号被检测为不可用。
42.如权利要求40所述的无线设备，其特征在于，还包括用于将所述功率节省事件的持续时间确定成使得更新位置的定位误差不超过预定值的装置。
43.如权利要求40所述的无线设备，其特征在于，还包括：
用于从所述至少一个传感器采集数据的装置；
用于基于所述传感器数据确定位置偏移量的装置；以及
用于使用所述位置偏移量调节所述移动设备的上次位置的装置。
44.一种承载用于确定无线设备的位置的一条或多条指令的一个或多个序列的计算机可读介质，所述一条或多条指令的一个或多个序列包括在由一个或多个处理器执行时导致所述一个或多个处理器执行以下步骤的指令：
确定一个或多个定位信号的可用性；
基于所述定位信号确定所述无线设备的当前位置；
确定功率节省事件的时基和持续时间；
如果所述定位信号被检测为可用且获得了所述当前位置，则响应于所述功率节省事件去激活SPS接收机并挂起对所述定位信号的处理；
获得表示所述无线设备的位置的相对变化的传感器数据；
在所述功率节省事件期间基于所述传感器数据不时地更新所述无线设备的所述位置；以及
在所述功率节省事件之后激活所述SPS接收机并恢复对所述定位信号的处理。
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