JP2007535839A

JP2007535839A - 無線周波信号のトラッキング方法

Info

Publication number: JP2007535839A
Application number: JP2007502241A
Authority: JP
Inventors: クリングフルト，グンナー; ハンソン，ビョルン; オー．キャンプ，ウィリアム
Original assignee: ソニーエリクソンモバイルコミュニケーションズ，エービー
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2007-12-06
Also published as: RU2006135396A; RU2377592C2

Abstract

本発明は、受信機が比較的高速で移動するときに、送信機のトラックを維持し、送信機に同調し続ける方法に関する。高速で移動する輸送手段に運ばれた電子装置（１０）は、ドップラー偏移によって周波数の偏移を受けうる。本発明は、電子装置（１０）の加速度測定手段によって、そのようなドップラー偏移を考慮した方法を提供する。本発明は、特に、衛星の再トラッキングのパワーと時間を消費する、ＧＰＳ受信機（２０）などを含む電子装置（１０）に利点がある。本発明は、更に、前記方法を実行するように構成された電子装置（１０）とプロセッサ（３０）に前記方法を実行させるように構成されたコンピュータプログラムに関する。

Description

発明の技術分野
本発明は、受信手段を備える電子装置によって無線周波信号をトラッキングする方法において、前記無線周波信号は、１つ以上の周波数を持つ周波数帯で送信手段から送信され、前記無線周波信号のトラッキングは、前記受信手段内で前記周波数帯に同調することによって初期化される方法に関する。本発明は、更に、周波数帯に同調することによって受信無線周波信号に対して動作可能な受信手段と、加速度測定デバイスと、プロセッサとを備える電子装置に関する。更に、本発明は、プロセッサに本発明に係る方法を実行させるコンピュータプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラムに関する。

関連技術の説明
電磁場の周波数と波長は、相対的な動きによって影響されることがよく知られている。これはドップラー効果として知られている。電磁信号の送信機と受信機が互いに関連して移動している場合には、ドップラー効果は、受信信号の振動数と波長における変動を引き起こす場合がある。従って、送信機に同調した受信機は、ドップラー効果によって引き起こされた周波数偏移によって周波数が合わなくなりうる。これが問題となるのは、送信機と受信機の相対的な動きが非常に高速である場合に限られる。送信機は、例えば、地面の上に配置されたり、例えば、軌道上の衛星に配置されたりして、静止状態となりうる。しかしながら、衛星の速度は、比較的緩やかに通常は変化するため、ドップラー効果によって衛星から送信される信号の周波数偏移は、実質的に一定である。これに対し、例えば、飛行機、車又は高速の列車では、周波数又は周波数帯での送信機から、すなわち同調された、受信機トラッキング信号は、ドップラー効果のために高速又は高加速度によって送信機のトラッキングを失う場合がある。これは、送信機の再トラッキング又は受信機の送信機への再同調が比較的時間を浪費し及び／又は電力を消費しうるという点で、受信機のユーザにとって不利である。

発明の概要
従って、本発明の目的は、送信機から送信されるトラッキング信号の改善された方法を提供し、この方法によって、受信機と送信機の相対的な動きにより再トラッキング又は受信機の再同調が必要とならないようにする。

本目的は、最初の段落（ｏｐｅｎｉｎｇｐａｒａｇｒａｐｈ）に係る方法が、前記電子装置内の加速度測定デバイスによって前記電子装置の加速度をモニタする工程と、前記モニタされた加速度に基づいて前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更する工程と、を更に含むことを特徴とする場合に達成される。これにより、受信手段を含む電子装置は、受信手段と送信手段との間で相対的な運動又は相対的な運動における変化によって発生する受信無線周波信号のドップラー偏移を補うことができる。典型的には、受信機は、信号状態が不十分であるときに、周波数耐性（周波数幅）を狭くすること及び／又は信号処理時間を増加させることによって、これに対処するように構成されうる。前者によって、より少ないデータを処理するようにし、後者によって、より長い時間を与えて受信したデータを処理する。いずれの場合でも、受信機は、受信手段と送信手段との間の相対的な動きにおける素早い変化に非常に敏感である。受信手段の加速度をモニタする加速度測定デバイスを用い、モニタされた加速度に基づいて前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更することは、信号状態が良くないときに、この感度の増加に特に有効である。なお、「加速度」という表現は、加速度がゼロの場合をも含むものとして用いられる。同様に、受信機が同調される周波数帯の変更が無くてもよい。例えば、加速度が実質的にゼロであるか又は所定の閾値以下である場合には、受信手段が同調される周波数帯が実質的に変化しないように、周波数帯の変更は同一（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）である。

好適には、本方法は、前記加速度測定デバイスでモニタされた前記電子装置の加速度に起因する前記周波数帯で受信した周波数における変化量を決定し、前記変化量が所定の閾値を超える場合だけ、前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更する工程を実行する工程を更に含む。これによって、受信手段は、電子装置の速度又は加速度が、送信手段のトラッキングから離れることを防止するために再同調を要求するときだけ、再同調される。閾値は、周波数又は絶対周波数値（ａｂｓｏｌｕｔｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｖａｌｕｅ）の割合として表すことができる。

好適には、本発明に係る方法は、前記電子装置内の前記受信手段は、ＵＨＦ帯で信号を受信するように構成されていることを特徴とする。ＵＨＦ帯は、衛星測位システムなどの特定の目的において非常に注目されている無線周波帯の一部である。

本発明の方法は、受信手段が、例えば、ＧＰＳ（全世界測位システム）、ＧＬＯＮＡＳＳ（全世界衛星測位システム）、ＧＮＳＳ（全地球的航法衛星システム）／ガリレオ又は任意の他の現在又は将来の衛星ナビゲーションシステムなどの衛星測位システムの衛星からの測位信号を受信するように構成されているときに、特に利点がある。典型的には、衛星測位システムからのそのような位置信号は、地球の周りの軌道を回る衛星から送られる.更に、本発明の実施形態は、ＧＰＳ衛星を参照して説明されるが、擬似衛星（ｐｓｅｕｄｏｌｉｔｅｓ）又は衛星と擬似衛星との組みあわせを用いた測位システムにも適用されることが分かる。擬似衛星は、一般的にはＧＰＳ時間と連動して、Ｌ−ｂａｎｄ帯の搬送波信号で変調される従来の衛星を発信源としたＧＰＳ信号と同様の信号を送信する地上の送信機である。擬似衛星は、周回ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が利用可能でない可能性がある、例えば、トンネル、鉱山、建物若しくは囲われた場所又はＤＧＰＳ（衛星利用測位システム）などの測位信号の修正として役立ちうる。ここでは、「衛星」という表現は、擬似衛星又は擬似衛星と同等のものを含み、「ＧＰＳ」という表現は、擬似衛星又は擬似衛星と同等のものからのＧＰＳと同等の信号を含むことを意図している。衛星から受信された位置信号は、好適には、プロセッサ又はそれと同様のものによって、電子装置で処理される必要があることが分かる。

好適には、本発明に係る方法において、前記受信手段が同調された前記周波数帯の前記変更は、前記周波数帯の周波数に係数を掛け算することである。これにより、簡単な方法で、受信手段が同調される周波数帯の変更を実行することができる。係数は、実験的に求めることができるが、計算によっても求めることができる。

好適には、前記係数はドップラー偏移係数である。この係数は、例えば、受信手段と送信手段との間の相対速度の関数として又は受信手段の速度の関数として、周知の方法で計算することができる。電子装置の速度がゼロの場合には、ドップラー偏移係数は１に等しい。受信機が送信機に接近している場合には、静止した受信手段での送信信号の受信と比べて、受信機で受けた受信信号の周波数が増加し、その結果、ドップラー偏移係数は１以上となる。同様に、受信機が送信機から遠ざかっている場合には、ドップラー偏移係数は１（ただし、０以上である）よりも小さい。

本発明の方法が、受信した測位信号によって前記電子装置の加速度を決定する工程と、前記受信した測位信号によって決定された前記加速度によって前記加速度測定デバイスの測定を較正する工程と、含む場合に、更に有利である。これにより、簡単な方法で加速度測定デバイスを較正する方法が具現される。

本発明の好適な実施の形態によれば、本方法は、前記受信手段で受信した測位信号によって前記電子装置の加速度を決定する工程を更に含み、受信した測位信号によって決定された前記加速度及び前記加速度測定デバイスによってモニタされた前記較正に基づいて、前記受信手段が同調された前記周波数帯の前記変更が行われる。前記モニタされた加速度が前記決定された加速度と異なる場合には、前記変更は、前記決定された加速度又は前記モニタされた加速度のいずれかに基づいて、実行されうる。そのような場合の一例は、受信機が、例えば、アップデートされた時間データが電子装置の位置の変化を示すことが可能な移動通信網から、アップデート時間データを受信し、その結果として、所定の加速度で変化させる場合である。従って、電子装置は、電子装置の加速が実際に行われたか否かを特定し、電子装置は、受信手段がそれに応じて従って同調される周波数帯の変更を行うことができる。

本発明は、更に、周波数帯に同調することによって受信無線周波信号に対して動作可能な受信手段と、加速度測定デバイスと、プロセッサとを備える電子装置であって、前記加速度測定デバイスは、前記電子装置の前記加速度をモニタするように構成され、前記プロセッサは、前記モニタされた加速度に基づいて前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更するように構成されていることを特徴とする電子装置に関する。これにより、電子装置は、受信手段と送信手段との間の相対的な動きにおいて、相対的な動き又は変化によって引き起こされる無線周波信号のドップラー偏移を補償することができる。

好適には、前記プロセッサは、前記加速度測定デバイスでモニタされた前記電子装置の加速度に起因する前記周波数帯で受信した周波数における変化量を決定するよう構成され、前記変化量が所定の閾値を超える場合だけ、前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更する。これによって、受信手段は、電子装置の速度又は加速度が、送信手段のトラッキングから離れることを防止するために再同調を要求するときだけ、再同調される。閾値は、周波数又は絶対周波数値（ａｂｓｏｌｕｔｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｖａｌｕｅ）の割合として表すことができる。

好適には、前記電子装置内の前記受信手段は、衛星測位システムなどの特定の目的において非常に注目されている無線周波帯の一部であるＵＨＦ帯で信号を受信するように構成されている。

本発明の電子装置の実施形態によれば、前記電子装置内の前記受信手段は、衛星からの測位信号を受信するように構成されている。好適には、前記電子装置内の受信手段は、ＧＰＳ受信機、ＧＬＯＮＡＳＳ受信機、ＧＮＳＳ／ガリレオ又受信機（以下「ＧＰＳ受信機」という表現は、上記のリストのいずれかの受信機を含むことを意味する。）からなるリストから選択される。携帯型ＧＰＳ受信機では、ＧＰＳ受信機の任意の加速度をモニタする一体化された加速度測定手段を使用することがよく知られている。これは、ＧＰＳ衛星からの信号が十分に得られない可能性がある、例えば、高い建物がある都市、山地などでＧＰＳ受信機の位置を決定するために用いられる。しかしながら、加速度測定手段と一体化されたこれらのＧＰＳ受信機は、加速度によってＧＰＳ衛星信号の受信周波数のドップラー偏移によって、ＧＰＳ衛星信号のトラッキングを失う場合があるとい問題がある。従って、本発明の上述の実施形態は、加速度によってＧＰＳ受信機のＧＰＳ衛星信号を失うという上記の問題を解決するものである。典型的には、ＧＰＳ受信機は、異なるいわゆるチャンネル、可能であれば異なる周波数で、一度に複数位置の衛星から信号を受信するように構成されている。従って、本発明の電子装置は、実質的に同時にそのような各チャンネルの周波数を変更するように構成されうる。

他の好適な実施形態では、前記受信手段が同調された前記周波数帯の前記変更は、前記周波数帯の周波数に係数を掛け算することである。これにより、簡単な方法で受信手段が同調される周波数帯の変更を実行することができる。係数は、実験的に求めることができるが、計算によっても求めることができる。

本発明の好適な実施形態では、前記受信手段で受信した測位信号によって前記電子装置の加速度を決定し、前記受信した測位信号によって決定された前記加速度及び前記加速度測定デバイスによってモニタされた前記加速度に基づいて前記周波数帯の前記変更を実行するように構成されている。これにより、簡単な方法で加速度測定デバイスを較正する方法を具現できる。

本発明の他の好適な実施形態では、前記電子装置は、前記受信手段で受信した測位信号によって前記電子装置の加速度を決定する手段と、前記受信した測位信号によって決定された前記加速度及び前記加速度測定デバイスによってモニタされた前記加速度に基づいて前記周波数帯の前記変更を実行する手段と、を更に備える。前記モニタされた加速度が前記決定された加速度と異なる場合には、前記変更は、前記決定された加速度又は前記モニタされた加速度のいずれかに基づいて、実行されうる。そのような場合の一例は、受信機が、例えば、アップデートされた時間データが電子装置の位置の変化を示すことが可能な移動通信網から、アップデート時間データを受信し、その結果として、所定の加速度で変化させる場合である。従って、電子装置は、電子装置の加速が実際に行われたか否かを特定し、電子装置は、受信手段がそれに応じて従って同調される周波数帯の変更を行うことができる。

本発明の他の好適な実施の形態では、前記電子装置は、携帯電話内に含まれている。これにより、拡張されたオプションを持つ携帯電話が具現できる。電子装置は、飛行機、車、ボートなどの乗り物に搭載可能な任意の電子装置、デバイス又は装置、高度自動機能電話、若しくは、携帯用ＧＰＳ受信機などの携帯用機器／ポータブル機器（ｈａｎｄｈｅｌｄ／ｐｏｒｔａｂｌｅ）、又は、移動無線端末、移動電話、ページャ、コミュニケータ（例えば、電子手帳、高度自動機能電話など）などのＧＰＳ受信機を備える任意の電子装置であってもよい。前記電子装置とコンピュータプログラムは、同じ理由で上述の方法と同じ利点を有する。更に、受信手段が１つの周波数帯に同調される場合、すなわち、一度に１つ以上のチャンネルに同行される場合には、これに本発明は限定されないが、前記方法は各周波数帯／チャンネルで実行されうる。

本説明と請求項において、「同調する」という表現は、受信機を周波数又は周波数帯に合わせる動作を含むことを意味し、「トラック（ｔｒａｃｋ）」という表現は、所望の周波数又は周波数帯で信号を実際に受信することを示すことを意味する。加速度測定デバイスは、加速度計、ｇ−検出変換器（ｇ−ｓｅｎｓｏｒ）又は加速度が正確に決定可能な任意の他の手段であってもよい。「周波数帯」という表現は、１つの特定の周波数に加えて、隣接した周波数帯域（ａｂａｎｄｏｆａｄｊａｃｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ）も含むことを意味する。「モニタされた加速度」という表現は、「電子装置の加速度測定デバイスによって決定された加速度」と同様の意味であり、「決定された加速度」という表現は、電子装置の受信手段によって受信された測位信号によって決定された電子装置の加速度と同様の意味である。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ／ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」という表現が本明細書で用いられる場合には、言及された特徴、整数、工程又は構成要素を特定するときに用いられるが、１つ又は複数の他の特徴、整数、工程若しくは構成要素又はその組合せの存在又は付加を排除しない。

本発明は、図面を参照して、好適な実施の形態と関連して以下に詳細に説明する。
実施形態の詳細な説明
図１は、本発明の実施形態に係る方法１００のフローチャートを示す図である。本方法は、ステップ１１０で始まる。ステップ１２０では、受信機は、ある周波数又は周波数帯域に同調される。これらの周波数又は周波数帯域は、予め定められたものであってもよいが、必ずしもその必要はない。従って、方法１００は、所定の周波数で信号をトラックすること、及び／又は、周波数帯の信号を探すこと、並びに、所望の信号が送信される周波数にロックすることに適用されうる。上記の周波数は、無線周波数帯（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂａｎｄ）内の任意の周波数、すなわち約１０^５〜約１０^１１Ｈｚの間の任意の周波数であってもよい。このような周波数の一例としては、８８〜１０８ＭＨｚの間の周波数のＦＭ無線信号（ＦＭｒａｄｉｏｓｉｇｎａｌｓ）、５３５〜１７００ｋＨｚの間の周波数のＡＭ無線信号（ＡＭｒａｄｉｏｓｉｇｎａｌｓ）、又は約１２２７ＭＨｚ及び約１５７５ＭＨｚの周波数で送信されたＧＰＳ信号が挙げられる。典型的には、方法１００のこのステップ１２０は、所望の周波数で信号がトラックされるまで、初めに１回又は数回行われるだけであり、その後、ステップ１２０は、受信機が同調される周波数又は周波数帯が変更されるごとに行われるだけある。

方法１００は、ステップ１３０に進む。ステップ１３０では、加速度測定デバイスが、受信機に接続されるか又は通信可能となっており、受信機の任意の加速度をモニタする。この受信機の加速のモニタリングは、受けた（ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ）ドップラー偏移の計算を可能とする。理論上、受信機が移動しているときはいつでも、このような受信周波数のドップラー偏移が発生するであろう。しかしながら、速度を超える受信機の速度になって初めて、ドップラー偏移は、受けた（ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ）受信周波数に影響を及ぼすだろう。それにもかかわらず、そのような速度は、飛行機（ｂｏａｒｄｏｆａｅｒｏｐｌａｎｅｓ）、高速列車及び高速で運転している車で受けることがある。好適には、ステップ１３０は、継続的に又は非常に短い時間間隔で実行されるため、受信機の任意の加速をとらえて、考慮に入れることができる。

方法１００のステップ１４０では、受信機が同調される周波数帯は、受信した周波数又は周波数帯で受けたドップラー偏移に対応して変更される。この変更は、好適には、ある周波数で送信される所望の信号をトラックするために変更された周波数に受信機が同調されるように、受信機が同調される１つ又は複数の周波数に掛け算される係数（ａｆａｃｔｏｒ）である。受信機が送信機に接近している場合には、受信機で受ける受信信号の周波数は、静止した受信機で受信した信号の受信状態（ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）と比べて増加され、その結果、上述の係数は１以上となる。同様に、受信機が送信機から遠ざかっている場合には、上述の係数は１よりも小さい。この係数は、例えば、相対論として周知の理論に従って計算されたドップラー偏移係数である。

ステップ１４０における周波数帯の変更に続いて、所望の信号のトラックを維持するように方法１００のステップ１２０が繰り返され、その後、好適には、受信機がＯＮされるか又は受信機の動作が可能である限り、ステップ１３０及び１４０が再び実行される。従って、方法１００は、受信機を備える電子装置の機能又はアプリケーションプログラムであってもよく、その機能はユーザの要求に応じてオン／オフされうる。しかしながら、受信機が移動することが予想されるときはいつでも、方法１００の使用はパワーと時間の節約になるだろう。これは、受信機が、信号がトラックされる可能性がある周波数にドップラー偏移が影響を及ぼすときでさえ、ある周波数で送信される信号をトラックし続けるからである。方法１００は、典型的には、受信機又はこの方法を実行する受信機の機能がオフされるときはいつでも、ステップ１５０で終了する。

図２は、本発明の他の実施形態に係る他の方法２００のフローチャートを示す図である。方法２００のステップの一部は、上述した方法１００のステップの一部と同じである。これらのステップは、ごく簡潔に説明する。

方法２００は、ステップ２１０で始まる。ステップ２２０では、受信機は、ある周波数又は周波数帯域に同調される。これらの周波数又は周波数帯域は、予め定められたものであってもよいが、必ずしもその必要はない。従って、方法２００は、所定の周波数で信号をトラックすること、及び／又は、周波数帯の信号を探すこと、並びに、所望の信号が送信される周波数にロックすることに適用されうる。上記の周波数は、無線周波数帯（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂａｎｄ）内の任意の周波数であってもよい。典型的には、方法２００のこのステップ２２０は、所望の周波数で信号がトラックされるまで、初めに１回又は数回行われるだけであり、その後、ステップ２２０は、受信機が同調される周波数又は周波数帯が変更されるごとに行われるだけある。

方法２００は、ステップ２３０に進む。ステップ２３０では、図１に関して上述したように、加速度測定デバイスが、受信機に接続されるか又は通信可能となっており、受信機の任意の加速度をモニタする。好適には、ステップ１３０は、継続的に又は非常に短い時間間隔で実行されるため、受信機の任意の加速をとらえて、考慮に入れることができる。

方法２００のステップ２４０では、受信機の加速度又は速度によって、受信機が同調される受信機からの送信信号の周波数の任意の変動が決定される。ステップ２５０では、ステップ２４０で決される周波数変動が閾値と比較される。周波数変動が上述の閾値と等しいか又はこれを超える場合には、方法２００のフローは、ステップ２６０に進み、そうでなければフローはステップ２３０に戻る。ステップ２６０では、受信機が同調される周波数帯は、方法１００のステップ１４０に関して上述したように、受信した周波数又は周波数帯で受けたドップラー偏移に対応して変更される。

ステップ２６０における周波数帯の変更に続いて、所望の信号のトラックを維持するように方法２００のステップ２２０が繰り返され、その後、好適には、受信機がＯＮされるか又は受信機の動作が可能である限り、その後のステップを継続する。従って、方法２００は、受信機を備える電子装置の機能又はアプリケーションプログラムであってもよく、その機能はユーザの要求に応じてオン／オフされうる。しかしながら、受信機が移動することが予想されるときはいつでも、方法２００の使用はパワーと時間の節約になるだろう。これは、受信機が、信号がトラックされる可能性がある周波数にドップラー偏移が影響を及ぼすときでさえ、ある周波数で送信される信号をトラックし続けるからである。方法１００は、典型的には、受信機又はこの方法を実行する受信機の機能がオフされるときはいつでも、ステップ２７０で終了する。

図３は、本発明に係る方法を実行するように構成された例示的な電子装置１０を示す図である。電子装置１０は、ＧＰＳ受信機２０と、プロセッサ３０と、加速度計４０と、ディスプレイ５０とを備える。本説明では、ＧＰＳ受信機が使用されたが、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＧＮＳＳ／ガリレオ（Ｇａｌｉｌｅｏ）又は任意の他の現在又は将来の衛星ナビゲーションシステムなどのナビゲーション衛星システムからの測位信号の任意の受信機を用いることができる。電子装置１０は、飛行機、車、ボートなどの乗り物に搭載可能な任意の電子装置、デバイス又は装置、高度自動機能電話、若しくは、携帯用ＧＰＳ受信機などの携帯用機器／ポータブル機器（ｈａｎｄｈｅｌｄ／ｐｏｒｔａｂｌｅ）、又は、移動無線端末、移動電話、ページャ、コミュニケータ（例えば、電子手帳、高度自動機能電話など）などのＧＰＳ受信機を備える移動局であってもよい。図３は、本発明を説明するために必要である電子装置１０の構成要素を示しているだけである。

ＧＰＳ受信機２０は、ＧＰＳの衛星からのＧＰＳ信号の受信を実行するように構成されている。衛星からの民間のＧＰＳ信号は、典型的には、１５７５.４２ＭＨｚの周波数で送信されるため、受信機は、ＧＰＳ信号を受信するためにこの周波数に同調される。しかしながら、ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ信号が送信される任意の周波数に同調されうる。

典型的なＧＰＳ信号は、３つの異なるタイプの情報を含む。すなわち、疑似乱数コード（ａｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍｃｏｄｅ）、衛星の軌道データ（ｅｐｈｅｍｅｒｉｓｄａｔａ）及び暦データ（ａｌｍａｎａｃｄａｔａ）である。擬似乱数コードは、信号を送信する衛星を特定する識別コードである。ＧＰＳで各衛星によって継続的に送信される衛星の軌道データは、衛星の状態（ｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅ）及び現在の日時を含む。信号のこの部分は、受信機の位置を決定するために必要とされる。最後に、暦データは、１日を通して任意の時間における各ＧＰＳ衛星の位置情報を含む。各衛星は、本システムにおけるその衛星と他の全ての衛星に対し、軌道の情報を示す暦データを送信する。

電子装置１０のブロック３０は、プロセッサである。プロセッサ３０の関数の一部が、ブロック３２、３４、３６及び３８に示されている。ブロック３２では、上述した異なるタイプのデータが取り出される（ｅｘｔｒａｃｔｅｄ）ように、受信したＧＰＳ信号が処理される。

ＧＰＳ信号の暦データがＧＰＳの衛星の軌道に関する情報を含むとき、プロセッサ３０は、ブロック３４内で、処理されたＧＰＳ信号を用いて、それがＧＰＳ送信を受ける衛星を自動トラックする。従って、ブロック３４で実行されるトラッキングはブロック３２で使用され、ＧＰＳ受信機２０内のＧＰＳ信号の実際の受信に再度影響を及ぼす。処理されたＧＰＳ信号とそのトラッキングは、電子装置１０の位置計算のためにブロック３６で使用される。３つ以上の衛星からの信号がＧＰＳ受信機によって受信されると、ＧＰＳ受信機の位置は、高精度に、典型的には、５−１５メートル以内に決定されうる。電子装置１０の位置が一旦決定されると、プロセッサ３０は、速度、加速、ベアリング、旅行距離（ｔｒｉｐｄｉｓｔａｎｃｅ）などに関する他の情報を計算することができる。ブロック３６で計算された位置は、緯度、経度、アドレス又は地図として、電子装置１０のディスプレイ５０上に表示されうる。

更に、電子装置１０は、加速度計４０、好適には、３軸加速度計を含む。ブロック３６で実行される位置計算を支援するために加速度計４０を使用することがよく知られている。この場合、ＧＰＳ信号の受信は、例えば、茂った葉や高い建物がある都会の環境において遮られる。これは、カルマンフィルター３８と関連付けて以下に詳細に説明される。従って、ＧＰＳ受信機２０が正確な位置計算を実行するための十分な信号を受信することができないときは、加速度計４０からの情報は、電子装置１０の位置で変更を計算するためにを使用されうる。本発明によれば、加速度計４０の測定値がブロック３４で実行されるトラッキングにも使用されることができ、その結果、従来のトラッキング方法は、ＧＰＳ信号が受信されうる１つ又は複数の周波数での任意のシフトを取るために、上述した方法１００又は２００によって補うことができるように考慮に入れられる。最終的には、加速度計４０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、図３のブロック３４から加速度計４０への矢印によって示された、電子装置１０の位置、速度及び／又は加速度の決定によって較正されうる。

ブロック３８は、上述したトラッキング及び位置計算を実行するための手法、すなわちカルマンフィルターによる手法を示す。カルマンフィルターは、１セットの数式、すなわち最適再帰データ処理アルゴリズム（ｏｐｔｉｍａｌｒｅｃｕｒｓｉｖｅｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ）である。カルマンフィルターは、システムの過去、現在および将来の状態の推定をサポートする。カルマンフィルター３８は、三次元の位置、三次元の速度及び三次元の加速度に対応する内部変数を有する。

三次元の位置だけがカルマンフィルターに入力されるＧＰＳ信号に基づいた従来の位置測定の解決策（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）では、カルマンフィルターが速度と加速に対する解決策を生み出している。次いで、カルマンフィルターは、時間に対する解決策を整える（ｓｍｏｏｔｈ）ために速度と加速度で統合される。

図３の電子装置１０のカルマンフィルター３８では、上述の値の１つに関する情報、すなわち加速度の値が、加速度計４０からの付加的な情報で補われうる。このように、加速度計４０からの付加的な情報は、ＧＰＳシステムからの入力がないときでも、カルマンフィルターの処理を継続させることができる。加速度の値は、以下のように変更されうる。

Ａ_ｘ＝Ａ_{ｘ,ｏｌｄ}・（１-λ）＋λ・ａ_ｘ
Ａ_ｙ＝Ａ_{ｙ,ｏｌｄ}・(１-λ)＋λ・ａ_ｙ
Ａ_ｚ＝Ａ_{ｚ,ｏｌｄ}・（１-λ）＋λ・ａ_ｚ

ここで、Ａ_ｘ、Ａ_ｙ、Ａ_ｚは、それぞれユークリッド座標系のｘ、ｙ、ｚ軸を示し、Ａ_{ｘ、ｏｌｄ}、Ａ_{ｙ、ｏｌｄ}、Ａ_{ｚ、ｏｌｄ}は、それぞれｘ、ｙ、ｚ軸の方向における加速度の値を示し、ａ_ｘ、ａ_ｙ、ａ_ｚは、それぞれ加速度計で測定されたｘ、ｙ、ｚ軸の方向における加速度を示し、λは、０と１の間の係数を示す。

上述したように、本発明の利点の１つは、トラッキング方法の信頼性及び帯域幅を改善するために、加速度計からのデータがトラッキング方法の入力として用いられうる、という点にある。必要に応じて、増加したトラッキング帯域幅は、結局は増加した信号感度（ｓｉｇｎａｌｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）との引換えになりうる。

更に図３を参照すると、衛星からの位置信号を受信するように構成された受信手段、例えば、移動電話に含まれるＧＰＳ受信機２０を備える電子装置が一例として示されている。電子装置はまた、電子装置の基準時間を決定する時計（不図示）を備える。この基準時間は、ブロック３２でのＧＰＳ信号の処理に用いられる。電子装置１０が移動電話調整（ｍｏｂｉｌｅｔｅｌｅｐｈｏｎｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓ）に含まれると、電子装置に関する時間情報及び／又は周波数情報が、例えば、基準時間及び／又は基準周波数のアップデートとして、移動通信ネットワークの上の電子装置に送信されうる。

このような調整は、ＧＰＳ信号によって決定される電子装置の位置が信号の受信時間に依存するという点において、電子装置１０の位置のアップデートを生じさせ、その結果、その速度と加速度の変動が示されうる。しかしながら、電子装置１０が加速度計４０を備えるため、速度／加速度のそのような調整は、加速度計によって実行される電子装置のモニタされた加速度と比較されうる。従って、電子装置は、２つの場合を区別することができる、すなわち、移動通信ネットワークを介して受信した時間情報のアップデートが電子装置１０の位置及び／又は速度及び／又は加速度の計算された変化を生じさせる場合と、加速度計が電子装置の加速度をモニタする場合である。衛星のトラッキングは以下に説明される２つの場合で異なった影響を及ぼすため、これは有利であるが、これまではこの２つの場合を互いに区別することができなかった。

前者の場合では、電子装置の基準時間又は基準周波数のアップデートによって、ＧＰＳ受信機２０は全ての衛星のとトラックを失うことになりうる。しかしながら、加速度計４０が、電子装置１０の特別な又は突然の変更又は変動が生じたことを何ら示さない場合には、アップデートのために電子装置１０が基準周波数又は基準時間の変更の対象となっていることが分かるであろう。この場合、全ての衛星からの信号は、未知であるが同じ量の変化があると強く推定される。従って、チャンネルを同調することによって、衛星の再トラッキングを最適化されることができる。ここでは、衛星からの信号が最も起こりそうな周波数偏移によって受信される。例えば、最初のチャンネルの周波数は３０Ｈｚ上げることができ、２番目のチャンネルは、３０Ｈｚ下げることができ、３番目のチャンネルは６０Ｈｚ上げることができる。これにより、受信機は、少なくとも１つのチャンネルで衛星を高速にトラックし、この周波数偏移の衛星が特定される可能性がある。この特定された周波数偏移は、全てのチャンネルに対して同じであるべきであるため（この場合、受信機は実質的には加速していない）、残りのＧＰＳ受信機２０は、特定された周波数偏移によって、ＧＰＳ受信機２０のチャンネルが同調された周波数に調整することによって再トラックすることができる。従って、衛星を再トラックするために費やされる時間とパワーは、実質的に減少されうる。２つの場合の後者では、周波数偏移が結果としてドップラー効果によって引き起こされるという点で、上述した周波数帯の調節が使用されうる。

上述した例は、記載した再トラッキングの間、すなわち受信手段が１番目のチャンネルが再トラックされるまで衛星のトラックを見失って、発生した加速度、そしてそのためにドップラー効果によって受信した周波数における対応する変化に対する残りのチャンネルの再トラックを補完する時間の間に、加速度のトラッキングを継続することによって強化されうる。更に、受信手段２０のチャンネルに再トラッキングは、Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓデータの情報を使用することによって、衛星の移動によるドップラー効果を考慮して含むことができる。

上述した例は一例に過ぎず、通信手段を備える任意の移動局が使用されうるのと同様に、ＧＰＳ受信機の他の適当な多重通信トラッキングデバイスが使用されうる点に注意されたい。

図１は、本発明の実施の形態に係る方法のフローチャートを示す図である。図２は、本発明の他の実施の形態に係る他の方法のフローチャートを示す図である。図３は、本発明の方法を実行するように構成された例示的な電子装置を示す図である。

Claims

受信手段を備える電子装置によって無線周波信号をトラッキングする方法において、前記無線周波信号は、１つ以上の周波数を持つ周波数帯で送信手段から送信され、前記無線周波信号のトラッキングは、前記受信手段内で前記周波数帯に同調することによって初期化されるトラッキング方法であって、
前記電子装置内の加速度測定デバイスによって前記電子装置の加速度をモニタする工程（１３０；２３０）と、
前記モニタされた加速度に基づいて前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更する工程（１４０；２６０）と、
を含むことを特徴とする方法。
前記加速度測定デバイスでモニタされた前記電子装置の加速度に起因する前記周波数帯で受信した周波数における変化量を決定し（２４０）、前記変化量が所定の閾値を超える場合だけ、前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更する工程を実行する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記電子装置内の前記受信手段は、ＵＨＦ帯で信号を受信するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
前記電子装置内の前記受信手段は、衛星からの測位信号を受信するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の方法。
前記受信手段が同調された前記周波数帯の前記変更は、前記周波数帯の周波数に係数を掛け算することであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の方法。
前記係数は、ドップラー偏移係数であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
受信した測位信号によって前記電子装置の加速度を決定する工程と、
前記受信した測位信号によって決定された前記加速度によって前記加速度測定デバイスの測定を較正する工程と、
を更に含むことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の方法。
前記受信手段で受信した測位信号によって前記電子装置の加速度を決定する工程を更に含み、
受信した測位信号によって決定された前記加速度及び前記加速度測定デバイスによってモニタされた前記較正に基づいて、前記受信手段が同調された前記周波数帯の前記変更が行われることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の方法。
周波数帯に同調することによって受信無線周波信号に対して動作可能な受信手段（２０）と、加速度測定デバイス（４０）と、プロセッサ（３０）とを備える電子装置（１０）であって、
前記加速度測定デバイス（４０）は、前記電子装置（１０）の前記加速度をモニタするように構成され、
前記プロセッサ（３０）は、前記モニタされた加速度に基づいて前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更するように構成されていることを特徴とする電子装置（１０）。
前記プロセッサ（３０）は、前記加速度測定デバイス（４０）でモニタされた前記電子装置（１０）の加速度に起因する前記周波数帯で受信した周波数における変化量を決定するよう構成され、前記変化量が所定の閾値を超える場合だけ、前記受信手段が同調された前記周波数帯を変更することを特徴とする請求項９に記載の電子装置（１０）。
前記電子装置（１０）内の前記受信手段（２０）は、ＵＨＦ帯で信号を受信するように構成されていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の電子装置（１０）。
前記電子装置（１０）内の前記受信手段（２０）は、衛星からの測位信号を受信するように構成されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の電子装置（１０）。
前記電子装置内の前記受信手段（２０）は、ＧＰＳ受信機、ＧＬＯＮＡＳＳ受信機及びＧＮＳＳ／ガリレオ受信機からなるリストから選択されることを特徴とする請求項１２に記載の電子装置（１０）。
前記受信手段（２０）が同調された前記周波数帯の前記変更は、前記周波数帯の周波数に係数を掛け算することであることを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記載の電子装置（１０）。
前記係数は、ドップラー偏移係数であることを特徴とする請求項１４に記載の電子装置（１０）。
前記受信手段で受信した測位信号によって前記電子装置の加速度を決定する手段と、
前記受信した測位信号によって決定された前記加速度及び前記加速度測定デバイスによってモニタされた前記加速度に基づいて前記周波数帯の前記変更を実行する手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項９乃至請求項１５のいずれか１項に記載の電子装置（１０）。
前記電子装置（１０）は、受信した測位信号によってその加速度を決定するように構成され、かつ、前記受信した測位信号によって決定された前記加速度に基づいて、前記加速度測定デバイスを較正するように構成されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１６のいずれか１項に記載の電子装置（１０）。
前記電子装置は、携帯電話内に含まれていることを特徴とする請求項９乃至請求項１７のいずれか１項に記載の電子装置（１０）。
プロセッサに請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム。