JP2011220945A

JP2011220945A - 携帯端末

Info

Publication number: JP2011220945A
Application number: JP2010092704A
Authority: JP
Inventors: Uen O; ウェン王
Original assignee: Fujitsu Toshiba Mobile Communication Ltd
Current assignee: Fujitsu Mobile Communications Ltd
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-11-04

Abstract

【課題】Ａ−ＧＰＳでの携帯端末に比べて構成要素をそれ程増やすことなく、Ｓｔａｎｄａｌｏｎｅでの初回測位と２回目以降測位とを切替え、ＧＰＳ以外の機能も並行に実行可能な携帯端末を提供する。
【解決手段】携帯端末の制御部２０は、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳを開始すると、まず、ＧＰＳ優先モードに入る（ステップＳ１０）。そこでは、Ｓｔａｎｄａｌｏｎｅでの比較的ノイズに弱い初回測位の成功を優先させるために、ＧＰＳ以外の機能でＥＭＩノイズを発生する機能を数分間停止させるＥＭＩ遮断処理（Ｓ１２）とＧＰＳアンテナダイバーシティ受信処理（Ｓ１３）を行わせる。初回測位に成功すると、通常モード（Ｓ２０）に入り、比較的ノイズに強い２回目以降測位に備えて、ＥＭＩ遮断処理を通常モードに戻し（Ｓ２１）、ＧＰＳアンテナを通常モードに戻し（Ｓ２２）、ＧＰＳ以外の機能が並行に実行できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ａ−ＧＰＳ（ＡｓｓｉｓｔｅｄＧＰＳ）機能を使わずに、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ位置計測を行う携帯端末に関する。

携帯電話機のＧＰＳ機能の多くはＡ−ＧＰＳ、つまり、衛星を捕捉するための補助情報を携帯電話網のサーバからアシストされて入手することを前提としている。これにより、携帯電話機自体のＧＰＳ受信性能をＳｔａｎｄａｌｏｎｅほど高性能にする必要がなくて済み、携帯電話機の小型化や省電力に寄与している。

ところで、携帯電話通信の通信事業者がＡ−ＧＰＳをサポートしていない場合や、サポートしている通信事業者であっても近くに基地局がないためサーバからサポートを受けられない場合もあり、このような場合、携帯電話機がＳｔａｎｄａｌｏｎｅでＧＰＳ受信を行ってもＧＰＳ受信性能がそれほど高性能ではないため、受信失敗することが多いという問題がある。

このような問題に対し、特許文献１は、ＧＰＳ受信性能を向上するＧＰＳ対応無線通信の一例を開示している。この特許文献１の図１Ａ、段落００３２〜００３６には、アンテナ１１０とアンテナ１２０とをダイバーシティスイッチ１７５で切替えて最良のＧＰＳ受信特性を得られるアンテナに切替えることが開示されている。また、図１Ａ、段落００３９には、一方のアンテナ１１０をセルラー通信用に接続し、同時に、他方のアンテナ１２０をＧＰＳ受信用に接続することが開示されている。

また、特許文献２は、デジタルノイズによる影響を低減してＧＰＳ受信性能を向上するＧＰＳ受信装置の一例を開示している。この特許文献２では、ＧＰＳ衛星信号の検波出力が閾値を超えた場合はノイズ大と判定して、ＣＰＵ３１の動作を一旦停止させてＣＰＵ３１が発するノイズを低減させて、その間に受信したＧＰＳ衛星信号から測位情報を求め、ノイズ小と判定したときには、ＣＰＵ３１の動作を継続したまま、ＧＰＳ衛星信号から測位情報を求めている。

また、特許文献３は、バックライトによる影響を低減してＧＰＳ受信性能を向上する携帯端末の一例を開示している。この特許文献３では、ＧＰＳ測位のイベントが発生すると、バックライトを所定時間消灯してバックライトが発するノイズを低減させて、その間にＧＰＳの受信処理を行っている。

特表２００５−５１８７０８号公報（段落番号００３２〜００３６、００３９、図１Ａ）特開２００３−１３９８３９号公報（頁３〜４、図１、図２）特開２００２−７７３３２号公報（頁３、図２）

特許文献１では、ダイバーシティスイッチにより２つのアンテナで最良のＧＰＳ受信特性が得られるＧＰＳ受信の実施例と、一方のアンテナをセルラー通信用とし同時に他方のアンテナをＧＰＳ受信用にしてセルラー通信とＧＰＳ受信を同時に行える実施例の記載があるが、両実施例をどのような条件で切替えるかの記載はない。
特許文献２では、ノイズが大きい場合には、ＧＰＳ測位を行うたびに、ＣＰＵ動作を必ず一旦停止、すなわちＣＰＵによるＧＰＳ以外の機能が必ず一旦停止してしまうという問題がある。
特許文献３では、ＧＰＳ測位を行うたびに、バックライトを必ず所定時間消灯、すなわち表示部を使う機能を実行できないという問題がある。

本発明は、Ａ−ＧＰＳでの携帯端末に対して構成要素をそれ程増やすことなく、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ測位を行い、またＧＰＳ以外の他の機能も並行に実行することができる携帯端末を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の携帯端末は、ＧＰＳ受信処理を行うＧＰＳ受信部と、ＧＰＳ受信処理以外の機能を行う１乃至複数の処理部と、前記処理部の１又は複数を停止させて、ＧＰＳ衛星からのアルマナックデータとエフェメリスデータを受信して最適な４個以上のＧＰＳ衛星を特定する初回測位を前記ＧＰＳ受信部に実行させ、この初回測位が成功後には、前記停止させた処理部を起動させて、２回目以降測位は通常通りの設定で前記ＧＰＳ受信部に実行させる制御部とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、Ａ−ＧＰＳでの携帯端末に対して構成要素をそれ程増やすことなく、Ｓｔａｎｄａｌｏｎｅでの初回測位と２回目以降測位とを切替え、２回目以降測位では、ＧＰＳ以外の他の機能も並行に実行することが可能となる。

本発明の実施例に係る携帯端末１００のブロック図。本発明の実施例に係る携帯端末１００の制御部２０の動作フローチャート。

最初にＧＰＳ測位の一般的な事項について説明する。ＧＰＳ衛星は、静止衛星ではなく、地球に対して常時移動している。ＧＰＳ衛星は、アルマナックデータとエフェメリスデータを発信している。アルマナックデータは軌道上における全ての衛星に関する軌道情報で全衛星が情報を共有している。エフェメリスデータは各衛星の正確な位置情報と信号を発射した時刻情報である。

ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでＧＰＳ測位を行う一般のＧＰＳ受信機は、初回の測位では、まず衛星を探して、そこからアルマナックデータを受信し、全衛星の位置を把握し、それから他の衛星を探してエフェメリスデータを取得し、これを複数回繰り返して、最適な４個以上の衛星を特定する。ＧＰＳ受信器が衛星の軌道情報を把握していないため、ＰＮ符号で構成された衛星信号を捕捉するために、通常相関器の感度を落として捕捉する必要があるので、分単位の時間がかかる。

次に、２回目以降の測位では、前記特定した４個以上の衛星から受信したエフェメリスデータには衛星の軌道情報が含まれているため、受信器が衛星の軌道情報等を把握している状態になる。そのため、衛星のＰＮ符号をサーチする相関器の受信感度を最大限にすることができるので、初回よりも受信感度が高く、ＧＰＳアンテナ、ノイズに関する要求は低くなる。

この初回の測位は、数分程度の時間がかかり、微弱な電波でもありノイズに弱い。２回目以降の測位は、４個以上の衛星からのエフェメリスデータを受信して、エフェメリスデータの信号が届くまでの時間を計るのみでよく、比較的ノイズに強い。

Ａ−ＧＰＳでＧＰＳ測位を行う携帯電話機等は、Ｓｔａｎｄａｌｏｎｅでの初回測位に相当することを行う必要がなく、携帯電話網のサーバが携帯電話機の概略位置を常に把握しているので、サーバが最適な４個以上の衛星を確認して、補助情報として、アルマナックデータと４個以上の衛星エフェメリスデータを予め携帯端末にアシストして通知する。したがって、携帯電話機は、Ｓｔａｎｄａｌｏｎｅでの２回目以降測位と同様の処理である４個以上の衛星からのエフェメリスデータを受信して、エフェメリスデータの信号が届くまでの時間を計るのみでよく、比較的ノイズに強い。

したがって、Ａ−ＧＰＳを前提とした従来の携帯電話機では、それほどノイズを意識せずに、ＧＰＳ用アンテナは専用の１個で受信しても十分である。また、ＧＰＳ受信処理しながら、ＧＰＳ以外の機能も並列に動作させて、ＧＰＳ以外の機能が発するＥＭＩノイズもそれほど意識しなくても、問題なくＧＰＳ衛星からの受信処理を行うことができている。

この携帯電話機（携帯端末）において、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ測位を行うためには、ＧＰＳ受信感度を高感度にする必要があるが、本発明は、Ａ−ＧＰＳでの携帯端末に対して構成要素をそれ程増やすことなく、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ測位を行い、またＧＰＳ以外の他の機能も並行に実行することができる。

その構成などについて以下に説明する。
図１は、本発明の実施例に係る携帯端末１００のブロック図である。携帯端末１００は、携帯電話網用アンテナ１、ＧＰＳ用アンテナ２、スイッチ３、携帯電話網無線部４、ＧＰＳ受信部５、電源回路１１、電源制御回路１２、ＬＣＤバックライト１３、ＬＣＤドライバ１４、カメラ１５、制御部２０などから構成される。

スイッチ３は、制御部２０からの指示を受けて、携帯電話網用アンテナ１を、携帯電話網無線部４とＧＰＳ受信部５のどちらに接続するかを切替えるためである。携帯電話網無線部４は、携帯電話網における無線信号の送信受信、増幅、変調復調などの処理を行う。携帯端末１００が携帯電話網の圏内にいる場合で、Ａ−ＧＰＳ機能を実行するときには、携帯電話網無線部４は、携帯電話網のサーバ（不図示）から基地局（不図示）を経由して携帯電話網用アンテナ１で受信してＧＰＳ補助情報を入手して、ＧＰＳ受信部５へ通知し、ＧＰＳ受信部５がＡ−ＧＰＳ機能を実行する。

ＧＰＳ受信部５は、ＧＰＳ用アンテナ２単独でＧＰＳ衛星からの微弱な信号を受信して、携帯端末１００の現在位置の測定である測位を行い、測位が成功すれば測位情報を制御部２０へ通知する。ＧＰＳ受信部５は、また、携帯電話網用アンテナ１とＧＰＳ用アンテナ２の両方を用いてダイバーシティ受信処理により、ＧＰＳ衛星からの微弱な信号を受信して、携帯端末１００の現在位置の測定である測位を行い、測位が成功すれば測位情報を制御部２０へ通知する。ダイバーシティ受信処理により、ＧＰＳ受信感度を高感度で行うことができる。

電源回路１１は、携帯端末１００全体に電源供給を行う。電源制御回路１２は、制御部２０からの指示を受けて、携帯端末１００内の各ブロックに対して個別に電源供給のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

電源供給のＯＮ／ＯＦＦ制御の対象となる各ブロックとして、表示部のＬＣＤバックライト１３、表示部のＬＣＤドライバ１４、カメラ１５、携帯電話網無線部４、ＧＰＳ受信部５、ＣＰＵ（不図示）等がある。なお、電源供給のＯＮ／ＯＦＦ制御の対象となる各ブロックは上記に限らず、ＧＰＳ以外の機能で、かなりのＥＭＩノイズを発生するブロックであれば何でもよい。

これらのブロックは、動作中にＥＭＩノイズが発生してしまい、ＧＰＳ衛星からの微弱な信号に対して悪影響を及ぼすおそれがある。なお、電源ＯＮ／ＯＦＦだけではなく、ウェイクアップ／スリープの切替えや周波数の切替え等で各ブロックのＥＭＩノイズが変わるものであれば、何でもよい。

制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有して、他の構成要素部分を制御し、携帯端末１００の主な機能を実行する。特に、本発明に関連して、ＧＰＳ測位に関する処理を行う。

Ａ−ＧＰＳでの測位を行う場合には、制御部２０は、スイッチ３を切替えて、携帯電話網用アンテナ１を携帯電話網無線部４に接続し、携帯電話網無線部４は、携帯電話網のサーバから携帯電話網用アンテナ１を介して補助情報を入手してＧＰＳ受信部５へ供給する。ＧＰＳ受信部５は、補助情報を基に、ＧＰＳ用アンテナ２で３個以上のＧＰＳ衛星からエフェメリスデータを受信して、エフェメリスデータの信号が届くまでの時間を計り、それにより各衛星までの距離を求めて、三角交差法により携帯端末１００自身の位置である緯度・経度を求めて、測位情報を制御部２０へ送る。

また、制御部２０は、ＧＰＳ受信中も、ＧＰＳ以外の機能も並行に実行し、状況に応じて、電源制御回路１２を制御して、その他の機能であるＬＣＤバックライト１３、ＬＣＤドライバ１４、カメラ１５などの１乃至複数の電源供給をＯＮにする。これらのＧＰＳ以外の機能は、ＥＭＩノイズを発生するが、３個以上の衛星からのエフェメリスデータの信号が届くまでの時間を計る処理は、比較的ノイズに強いので問題なく処理できる。

ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ測位ついては、次に説明する。
図２は、本発明の実施例に係る携帯端末１００の制御部２０の動作フローチャートである。携帯電話通信の通信事業者がＡ−ＧＰＳをサポートしていない場合や、サポートしている通信事業者であっても近くに基地局がなくて圏外のためサーバからサポートを受けられない場合もあり、そのような場合、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでＧＰＳ測位を行う。ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ測位の開始指示は、ユーザ操作であってもよいし、自動開始であってもよい。

制御部２０は、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ測位が開始すると、まず、ＧＰＳ優先モードに入る（ステップＳ１０）。
［ＧＰＳ優先モード］
ＧＰＳ優先モードは、Ｓｔａｎｄａｌｏｎｅでの比較的ノイズに弱い初回測位の成功を優先させるために、ＧＰＳ以外の機能を数分間停止させるモードである。

制御部２０は、ＧＰＳ優先モードに入ると、ｎ分タイマーを起動する（ステップＳ１１）。ｎ分は、初回測位に必要な時間より少し長い時間である。
そして、制御部２０は、ＥＭＩ遮断処理を行う（ステップＳ１２）。これは、ＧＰＳ以外の機能で特にＥＭＩノイズを発生しやすい機能を停止する処理であり、電源制御回路１２に指示して、ＬＣＤバックライト１３、ＬＣＤドライバ１４、カメラ１５などの１乃至複数への電源供給をＯＦＦにする。これにより、ＥＭＩノイズが低減して、初回測位が成功しやすくなる。しかし、反面、ＧＰＳ以外の機能で停止した機能は並行して使えなくなる。

また、制御部２０は、スイッチ３を切替えて、携帯電話網用アンテナ１をＧＰＳ受信部５に接続し、ＧＰＳ受信部５は、ＧＰＳ用アンテナ２に加えて携帯電話網用アンテナ１も使ってＧＰＳ衛星からの電波をダイバシティ受信する（ステップＳ１３）。これにより、ＧＰＳ受信感度が向上し、初回測位が成功しやすくなる。しかし、反面、ＧＰＳ機能と並行して携帯電話網通信を行うことはできなくなる。

制御部２０は、これらの設定を行った後、ｎ分タイマーの満了チェック（ステップＳ１４）を行いながら、ＧＰＳ受信部５に初回測位を実施させ（ステップＳ１５）、最適な３個以上のＧＰＳ衛星を特定する測位成功を待つ(ステップＳ１６)。

制御部２０は、ＧＰＳ受信部５から測位成功イベントを受信すると、通常モードに移行する（ステップＳ２０）。また、測位が成功しないままｎ分タイマーが満了した場合も、通常モードに移行する（ステップＳ２０）。なお、測位が成功しないままｎ分タイマーが満了した場合は、終了処理に入ってもよい。

［通常モード］
通常モードは、Ｓｔａｎｄａｌｏｎｅでの比較的ノイズに強い２回目以降測位を行うモードであり、ＧＰＳ以外の機能も並行に実行できるモードである。これは、従来のＡ−ＧＰＳと同様である。

制御部２０は、通常モードに入ると、前のステップＳ１２で行ったＥＭＩ遮断処理を通常モードに戻す（ステップＳ２１）。これによりＥＭＩノイズが増えるが、従来のＡ−ＧＰＳでの処理と同じであり、問題なくＧＰＳ測位を行うことができる。ＧＰＳ以外の機能も並行して実行することができる。

また、制御部２０は、スイッチ３を切替えて、携帯電話網用アンテナ１を携帯電話網無線部４に接続し、ＧＰＳ受信部５は、ＧＰＳ用アンテナ２のみでＧＰＳ衛星からの電波を受信する（ステップＳ２２）。受信感度が下がるが従来のＡ−ＧＰＳでの処理と同じであり、問題なくＧＰＳ測位を行うことができる。携帯電話網通信も並行して行うことができる。

制御部２０は、これらの設定を行った後、ＧＰＳ受信部５に２回目移行測位を実施させる（ステップＳ２３）。ＧＰＳ受信部５は、２回目移行測位では、３個以上の衛星からのエフェメリスデータの信号が届くまでの時間を計り、それを基に、携帯端末１００自身の位置を算出する。

なお、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ測位が開始すると、まず、ＧＰＳ優先モード（ステップＳ１０）に入ったが、その前に、通常モードでの初回測位を行って、失敗したら、ＧＰＳ優先モードでの初回測位に入るようにしてもよい。

また、ＧＰＳ受信高感度化のために、ＥＭＩ遮断処理（ステップＳ１２）とＧＰＳアンテナダイバーシティ受信処理（ステップＳ１３）の両方を行ったが、一方のみでもよい。

本発明の実施例によれば、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳ測位が必要とされるような状況においても、Ａ−ＧＰＳを前提とした従来の携帯端末に対して構成要素をそれ程増やすことなく、ＳｔａｎｄａｌｏｎｅでのＧＰＳの初回測位の数分間を、他の機能が一旦停止するＧＰＳ優先モードで行い、２回目以降測位では、他の機能も並行処理できる通常モードに戻すことができる。

１携帯電話網用アンテナ
２ＧＰＳ用アンテナ
３スイッチ
４携帯電話網無線部
５ＧＰＳ受信部
１１電源回路
１２電源制御回路
１３ＬＣＤバックライト
１４ＬＣＤドライバ
１５カメラ
２０制御部
１００携帯端末

Claims

ＧＰＳ受信処理を行うＧＰＳ受信部と、
ＧＰＳ受信処理以外の機能を行う１乃至複数の処理部と、
前記処理部の１又は複数を停止させて、ＧＰＳ衛星からのアルマナックデータとエフェメリスデータを受信して最適な４個以上のＧＰＳ衛星を特定する初回測位を前記ＧＰＳ受信部に実行させ、この初回測位が成功後には、前記停止させた処理部を起動させて、２回目以降測位は通常通りの設定で前記ＧＰＳ受信部に実行させる制御部と
を具備することを特徴とする携帯端末。
ＧＰＳ受信処理を行うＧＰＳ受信部と、
携帯電話網用の携帯電話網無線部と、
携帯電話網用の第１のアンテナと、
ＧＰＳ受信用の第２のアンテナと、
前記第１のアンテナと第２のアンテナを前記ＧＰＳ受信部に接続してダイバーシティ受信により、ＧＰＳ衛星からのアルマナックデータとエフェメリスデータを受信して最適な４個以上のＧＰＳ衛星を特定する初回測位を前記ＧＰＳ受信部に実行させ、この初回測位が成功後には、前記第１のアンテナを前記携帯電話網無線部に接続させ、前記第２のアンテナを前記ＧＰＳ受信部に接続させて、２回目以降測位を前記ＧＰＳ受信部に実行させる制御部と
を具備することを特徴とする携帯端末。
前記処理部は、
表示部のＬＣＤバックライトを点灯するバックライト点灯部、表示部のＬＣＤを駆動するＬＣＤ駆動部、撮影を実行するカメラ部、携帯電話網用の携帯電話網無線部のいずれか１乃至複数であることを特徴とする請求項１記載の携帯端末。