JP4260625B2 - 衛星測位システムの改良型電力管理 - Google Patents
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Description
本出願は、アメリカ合衆国の仮特許出願No.60/322,329の利益を主張する。その出願は、”全地球的測位システム受信機の改良型電力管理(Advanced Power Management For Global Positioning System Receivers)”という名称で、2001年9月14日に出願されている。本出願において引用することによってその出願は本出願に組み込まれる。
1.発明の分野
本発明は、一般的に衛星測位システム(SPS:Satellite Positioning Systems)用デバイスに関し、特に電力消費に敏感でありながら(コンシャスでありながら)、高速更新レートを提供することができるSPSデバイスに関する。
双方向無線、ポケットベル、携帯用テレビ、パーソナルコミュニケーションシステム(PCS:Personal Communication System)、個人用情報端末装置(PDAs:Personal Digital Assistants)、携帯電話(移動電話としても知られている)、ブルートゥース、衛星ラジオ受信機、およびNAVSTARとしても知られている全地球的測位システム(GPS:Global Positioning Systems)といった衛星測位システム(SPS:Satellite Positioning Systems)等、無線デバイスの世界的な普及が急速に進んでいる。
SPS受信機、通信デバイスおよび電源を備える無線デバイスの電力を管理する電力管理システムと、電力管理が開示される。電力管理システムは、実時間クロック、入出力デバイス、無線周波数フロントエンドおよびSPSエンジンを備える。SPSエンジンは、実時間クロック、入出力デバイスおよび無線周波数フロントエンドとの信号通信を行う。SPSエンジンは、動作モードの決定に応じて、それ自身と、入出力デバイスと、無線周波数フロントエンドの電力消費を低減することができる。
図1に、電力管理システム(PMS:Power Management System)100の実施例のブロック図が示されている。PMSは、処理(CP:Communication Processing)ユニット102のような通信ユニット、電源104およびアンテナ106と、信号経路108、110、112、114、116および118を経由して、信号通信している。PMS100は、衛星測位システム(SPS:Satellite Positioning System)エンジン120、無線周波数(RF:Radio Frequency)フロントエンド122、実時間クロック(RTC:Real-Time Clock)124、および入出力(I/O:Input/Output)デバイス126を備える。SPSエンジン120は、RFフロントエンド122、RTC124、I/O126、電源104、およびCPユニット102と、それぞれ信号経路128、130、132、134、136、140、142および116を経由して信号通信している。RTC124は、バックアップメモリ144を備え、SPSエンジンにクロック信号130を供給する。電源104はバッテリーである。
Ton=T0であり、
Toff=Ton(1−duty cycle)/duty cycleである。
Toff=TTBF−Tonの関係から決定される。PMS100が電力を低減して再び電力を増加するにはTTBFがあまりに短い場合には(すなわち、TonがTTBF以上である)場合には、PMS100は最大電力モードにセットされる。
SPSエンジン706がトリクルステートのとき、SPSエンジン706はRTC割込み732、外部割込み730あるいはハードリセットによって起動させられ得る。ハードリセットは前記した初期ハードリセット後の最大電力ステートと同様である。ハードリセットの場合、SPSエンジン706メモリの内容は失われ、どのような付加的な情報についても再度提供する必要がある。SPSエンジン706が割込みを受信すると、PWRCTL/GPIO8信号線724はSPSエンジン706によってハイに駆動される。結果としてRFセクションレギュレータ712が起動する。そのときRFセクションレギュレータ712はRFフロントエンド708に電力を供給し、GPSCLK726は再度SPSエンジン706に供給され、インターフェースおよび他のコンポーネントの動作が許可される。安定したクロックがSPSエンジン706に確実に提供されるようにするため、FSMはPWRCTL/GPIO8信号線724がハイになってから、RTC710のクロック周期の一定の回数を待機して、FSMがSPSエンジン706のクロックを利用可能とする。そのボードが待機するクロックのデフォルトの回数は48であり、最大の回数は63である。この例では、PWRCTL/GPIO8信号線724が切り換えられたときと、SPSエンジン706のクロックが利用可能になったときとの間の遅延は、約1.5msである。割込みハンドラ(図示されない)のソフトウェアはGPIO3 728をハイに切り換え、PMS700を最大電力にする。
本発明は以下の図面を参照することによってより理解されやすいものとなるであろう。図面の構成要素は必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに本発明の原理を明示するために強調が用いられている。さらに、図面中では、同一参照番号は異なる図面を通して対応する部分を示す。
Claims (6)
- SPS受信機、通信デバイスおよび電源を備える無線デバイスの電力を管理する方法であり、
通信デバイスから動作モードについての指示を受信する工程と、
SPS受信機を用いて無線デバイスの位置を取得する工程と、
SPS受信機が位置の取得に要する時間を測定する工程と、
動作モードについての指示と位置の取得に要する時間に基づいて、電力増加時間と電力低減時間を決定する工程と、
電力増加時間と電力低減時間に基づいて、電源からSPS受信機に供給される電力量を調整する工程を備え、
前記動作モードが、デューティーサイクルを設定し、位置の取得に要する時間に基づいて電力増加時間を決定し、デューティーサイクルと電力増加時間に基づいて電力低減時間を決定するデューティー優先モードを含む動作モード群から選択される方法。 - 前記動作モード群が、連続する位置の取得の時間間隔であるフィックス時間間隔を設定し、位置の取得に要する時間に基づいて電力増加時間を決定し、フィックス時間間隔と電力増加時間に基づいて電力低減時間を決定するフィックス時間間隔優先モードをさらに含む請求項1の方法。
- SPS受信機、通信デバイスおよび電源を備える無線デバイスの電力を管理するシステムであって、
通信デバイスから動作モードについての指示を受信する手段と、
SPS受信機を用いて無線デバイスの位置を取得する手段と、
SPS受信機が位置の取得に要する時間を測定する手段と、
動作モードについての指示と位置の取得に要する時間に基づいて、電力増加時間と電力低減時間を決定する手段と、
電力増加時間と電力低減時間に基づいて、電源からSPS受信機に供給される電力量を調整する手段を備え、
前記動作モードが、デューティーサイクルを設定し、位置の取得に要する時間に基づいて電力増加時間を決定し、デューティーサイクルと電力増加時間に基づいて電力低減時間を決定するデューティー優先モードを含む動作モード群から選択されるシステム。 - 前記動作モード群が、連続する位置の取得の時間間隔であるフィックス時間間隔を設定し、位置の取得に要する時間に基づいて電力増加時間を決定し、フィックス時間間隔と電力増加時間に基づいて電力低減時間を決定するフィックス時間間隔優先モードをさらに含む請求項3のシステム。
- SPS受信機、通信デバイスおよび電源を備える無線デバイスの電力を管理するコンピュータのためのプログラムであって、
通信デバイスから動作モードについての指示を受信するステップと、
SPS受信機を用いて無線デバイスの位置を取得するステップと、
SPS受信機が位置の取得に要する時間を測定するステップと、
動作モードについての指示と位置の取得に要する時間に基づいて、電力増加時間と電力低減時間を決定するステップと、
電力増加時間と電力低減時間に基づいて、電源からSPS受信機に供給される電力量を調整するステップをコンピュータに実行させるものであり、
前記動作モードが、デューティーサイクルを設定し、位置の取得に要する時間に基づいて電力増加時間を決定し、デューティーサイクルと電力増加時間に基づいて電力低減時間を決定するデューティー優先モードを含む動作モード群から選択されるプログラム。 - 前記動作モード群が、連続する位置の取得の時間間隔であるフィックス時間間隔を設定し、位置の取得に要する時間に基づいて電力増加時間を決定し、フィックス時間間隔と電力増加時間に基づいて電力低減時間を決定するフィックス時間間隔優先モードをさらに含む請求項5のプログラム。
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