JP6317737B2 - 装置の位置を決定する方法、及びそのような方法を実施する装置 - Google Patents

Description

本発明は、衛星測位システムレシーバのようなレシーバを含むポータブル又はモバイル装置であって、レシーバからの測定値が装置の位置の測定を提供するために使用される装置に係る。

多くの高齢者は、現在、彼らが緊急支援を必要とする場合（例えば、彼らが落ちる場合）に作動させることができるパーソナルヘルプボタン（ＰＨＢ）又はパーソナルエマージェンシーレスポンスシステム（ＰＥＲＳ）を持ち運ぶ。自動落下検出器も利用可能であり、ユーザの動きをモニタリングし、落下が検出される場合に自動的にアラームをトリガする。

そのような装置（すなわち、ＰＨＢ、ＰＥＲＳ及び落下検出器）は、それらが作動される場合に専用のコールセンターへの、ユーザの近くにある（すなわち、通常は、ユーザの家の中にある）基地ユニットを介した地上通信線呼び出しを開始することができ、コールセンターにいる人員はユーザと話し、緊急の際にはユーザへ送られるべき支援を手配することができる。ユーザがＰＨＢ／ＰＥＲＳサービスに登録された加入者である場合に、彼らの家の所在（又は、基地局が見つけられる他の場所）は知られており、緊急支援は、コールセンターの人員によってその場所へ向けられ得る。

しかしながら、現在利用可能なシステムは、ＰＨＢ、ＰＥＲＳ又は落下検出器の各種装置がモバイル通信ネットワークを介したコールセンターへの呼び出しを開始することを可能にするために、ユーザによって持ち運ばれる携帯電話機又は他のモバイル通信可能な装置を使用する。そのような装置は、時々、モバイルＰＥＲＳ（ＭＰＥＲＳ）と呼ばれ、セルラーネットワークのサービス範囲であるならばどこでも使用可能である。そのようなＭＰＥＲＳ装置の典型的なユーザは高齢者又は何らかの身体的若しくは精神的障害を有する者であるから、装置が可能な限り簡単に操作可能であることが重要である。結果として、モバイル通信機能性は、好適に、ユーザによって装着され且つ通常は単一の作動ボタン又はごく少数の手動制御しか有さない専用のＰＨＢ又はＰＥＲＳペンダントに組み込まれる。ＭＰＥＲＳ装置の作動時に、呼び出しは、装置に予めセットされているコールセンター番号に自動的に通話を申し込む。

また、そのようなＭＰＥＲＳ装置は、支援を要求する落下又はユーザによるＰＨＢの押下のようなイベントが起こる場合に装置（よって、ユーザ）の場所を決定し、この場所をコールセンター又は救急サービスへ送って、ユーザが容易に所在確認され得るようにすることが望ましい。

現在、ＧＰＳのような衛星測位システムは、ＭＰＥＲＳ装置のようなポータブル又はモバイル電子装置に利用可能な最も正確な位置決めデータ源の１つである。しかしながら、衛星測位システムに付随する多数の欠点がある。例えば、位置決め測定（時々、‘定置（fix）’と呼ばれる。）を得ることを困難にするよう、装置が屋内にあるか、厚い枝葉の下にあるか、又は‘都市峡谷’（すなわち、多数の高い建物の間）にある場合に、衛星から信号を受信することが不可能であることがある。衛星測位システムはまた、衛星からの信号が衛星測位システムレシーバに到達する前に建物から反射され得る‘マルチパシング（multipathing）’を含む多種多様な理由に起因して、位置決め測定においてエラーを起こしやすい。そのようなエラーは、報告される位置を実際の位置から幾らか、時々、数街区の範囲まで離すことがある。衛星測位システムに伴う他の欠点は、レシーバが、位置決め測定を行っている間、比較的多くの電力を消費することである。

たとえ衛星測位システムレシーバが、電力消費量を減らすのを助けるよう装置のユーザによって手動により作動及び非作動にされ得るとして、ＭＰＥＲＳ装置の正確な場所を認識することが有用である何らかのイベントが起こる場合（例えば、装置のユーザが救急呼び出しに電話を掛けており、自身の正確な場所を提供する必要がある場合、又は装置のユーザが落下又は他のアクシデントに見舞われ、装置がユーザのために自動的に支援を要求するよう構成される場合）、衛星測位システムレシーバを作動させ、測定を試みることは、装置の現在の場所の測定値を得ることが可能でないかもしれないので、危険がないわけではない。

従って、そのような状況では、衛星信号が失われる前に衛星測位システムレシーバにより取得された装置の最後に認識された場所を使用することが有用であり得る（これは、時々、‘バックトラッキング’又は‘ブレッドクラム’と呼ばれる。）。これを行うよう、衛星測位システムレシーバは、連続的に位置決め測定を収集しなければならず（これは、レシーバが装置のバッテリを急速に使い果たすことを意味する。）、あるいは、‘ブレッドクラム’が使用され、このとき、衛星測位システムレシーバは、断続的に衛星測位システム信号を受信し、位置決め測定を行うよう、装置によって選択的に作動される。レシーバは連続的に給電又は作動されないので、装置の電力消費は幾らか削減される。レシーバが、それが作動される場合に装置の場所を決定することができない場合は、最後に取得された位置決め測定（‘ブレッドクラム’）が、装置の現在の場所の推定として使用される。

更なる懸案事項は、モバイル通信ネットワークからの補償範囲が貧弱であり、極めて低いデータレートでしかデータ転送が可能でなく、大量の位置データがＭＰＥＲＳ装置からコールセンター又は救急サービスへ迅速に送信され得ない場所に装置があり得ることである。従って、ＭＰＥＲＳ装置から大量の位置データを送信する必要性は最小限にされるべきである。

従って、装置が必要に応じて正確な場所又は位置測定を提供することができる機会を最大としながら、バッテリ寿命を最大限とし且つユーザがバッテリを再充電又は交換しなければならない頻度を減らすよう既存のブレッドクラム技術を改善する必要性が存在する。

本発明の第１の態様に従って、衛星測位システムにより装置の位置を決定する方法であって、
（ａ）複数組の信号を収集するよう前記装置において衛星測位システムレシーバを動作させるステップと、
前記装置の位置が決定されるべき場合に、
（ｂ）信号の組を処理して、該組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いかどうかを決定するステップと、
（ｃ）前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いとステップ（ｂ）において決定される場合に、前記信号の組を処理して、前記装置の位置を計算するステップと、
（ｄ）前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が低いとステップ（ｂ）において決定される場合に、他の組の信号によりステップ（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を繰り返すステップと
を有する方法が提供される。本発明に従って、信号の組を処理して、該組が衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いかどうかを決定することは、装置の位置を決定するための信号の完全な処理よりもずっと少ないプロセッシング及び電力しか必要としないので、装置は、装置のバッテリ寿命を最大限としながら、必要に応じて、有用な組のサンプリング信号を収集し評価することが可能である。

好適に、前記他の組の信号は、ステップ（ｂ）で処理される前記信号の組より前に収集された信号の組である。これは、装置の位置を決定するために使用され得る組が見つけられるまで、収集された組のサンプリング信号を‘バックトラッキング’する方法をもたらす。

好適に、ステップ（ｂ）は、前記衛星測位システムにおける１又はそれ以上の衛星によって使用されるコードを前記信号の組から検索するステップを含む。夫々のコードは、通常は、衛星測位システムにおける特定の衛星に固有である。方法がＧＰＳに適用される場合に、コードはＰＲＮコードである。

好適に、ステップ（ｂ）は、前記信号の組が収集された時点で前記装置の視野内にあると期待される前記衛星測位システムにおける１又はそれ以上の衛星と関連する前記コードを決定するステップを含む。これは、処理の電力及び時間が、装置の視野内にある可能性が低い衛星と関連するコード探して浪費されないようにすることを意味する。

前記コードを決定するステップは、ルックアップテーブルから前記コードを取得することを含んでよく、これは、コードを決定するために装置によって必要とされるプロセッシングを低減する。

好適な実施形態において、ステップ（ｂ）は
（ｉ）結合されたコードを形成するよう、前記衛星測位システムにおける前記１又はそれ以上の衛星についての前記決定されたコードを掛け合わせるステップと、
（ｉｉ）ウィンドウ内の前記信号の組のサブセットに前記結合されたコードを乗算するステップと、
（ｉｉｉ）前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記結合されたコードとの間に何らかの一致があるかどうかを決定するよう、ステップ（ｉｉ）の出力を解析するステップと
を更に含む。結合されたコードを形成するよう前記コードを組み合わせることは、別個の乗算動作の数が最小限にされ得ることを意味する。

代替の実施形態において、ステップ（ｂ）は、
（ｉ）ウィンドウ内の前記信号の組のサブセットに前記決定されたコードのうちの１つを乗算するステップと、
（ｉｉ）前記決定されたコードの夫々についてステップ（ｉ）を繰り返すステップと、
（ｉｉｉ）ステップ（ｉ）の夫々の繰り返しの出力を掛け合わせるステップと、
（ｉｖ）前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードのいずれかとの間に何らかの一致があるかどうかを決定するよう、ステップ（ｉｉｉ）の出力を解析するステップと
を含む。

いずれの実施形態でも、前記ウィンドウは、Ｎ＝１，２，３，・・・として、コードの存続期間の整数Ｎ倍に等しい存続期間の信号のサブセットに及ぶ。Ｎは、有利に１よりも大きく、これは、サンプリング信号の組のうちのより大きい部分がコードを検索されるので、当該方法の検出感度を改善するためである。

好適に、前記解析するステップは、
ローパスフィルタにより前記出力をフィルタリングするステップと、
前記ローパルフィルタリングされた出力の振幅、電力又はＲＭＳを決定するステップと、
前記決定された振幅、電力又はＲＭＳを閾値と比較するステップと、
前記決定された振幅、電力又はＲＭＳが前記閾値を超える場合に、前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードのうちの１つとの間に一致が存在すると決定するステップと
を含む。

幾つかの実施形態において、前記閾値は固定値である。しかしながら、好適な実施形態において、前記閾値は、前記信号の組におけるノイズのレベルに基づき調整される。

好適に、前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードとの間に一致が存在しないと前記解析するステップにおいて決定される場合は、ステップ（ｂ）は、前記信号の組に沿って第１の量だけ前記ウィンドウをシフトし、該シフトされたウィンドウ内の信号のサブセットについて前記乗算するステップを繰り返すステップを更に含む。好適に、前記第１の量は、最大で１ビットのコードを送信するために衛星によって費やされる時間に対応する。

前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードとの間に一致が存在すると前記解析するステップにおいて決定され、且つ、ステップ（ｂ）が２又はそれ以上の一致が見つけられることを求める場合は、ステップ（ｂ）は、前記信号の組に沿って第２の量だけ前記ウィンドウをシフトし、該シフトされたウィンドウ内の信号のサブセットについて前記乗算するステップを繰り返すステップを更に含む。好適に、前記第２の量は、コードを送信するために衛星によって費やされる時間に対応するか、又は実質的に対応する。

幾つかの実施形態において、ステップ（ｃ）は、前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高い前記信号の組を遠隔の端末へ送信するステップを含み、前記信号の組を処理して、前記装置の位置を計算することは、前記遠隔の端末によって実行される。代替的に、ステップ（ｃ）における処理は、前記装置によって実行され得る。

好適に、ステップ（ａ）は、所定の時間期間に前記装置において前記衛星測位システムレシーバを作動させ、受信された信号をサンプリングして信号の組を生成するステップを含む。好適に、前記装置において前記衛星測位システムレシーバを作動させることは、受信された高周波アナログ信号を中間周波数デジタル信号へ変換するよう前記レシーバ内の回路を作動させることを含む。

幾つかの実施形態において、ステップ（ａ）は、最後の組の信号の収集から所定の時間インターバルの経過後に信号の組を収集するよう前記装置において前記衛星測位システムレシーバを作動させるステップを含む。代替的に、ステップ（ａ）は、最も最近の組の信号が収集されたときから前記装置が動いた距離を推定し、該推定された距離が閾値を超える場合に更なる組の信号を収集するよう前記衛星測位システムレシーバを作動させるステップを含んでよい。

好適に、装置の位置は、イベントが起こる場合にステップ（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に従って決定されるべきである。幾つかの実施形態において、イベントは、装置のユーザによる落下、ユーザによる装置上のヘルプボタンの作動、アラームが装置によってトリガされるとき、及び／又は装置がさもなければ自身の位置を決定することができないとき、を含んでよい。

本発明の第２の態様に従って、適切なプロセッサ又はコンピュータによる実行において、該プロセッサ又はコンピュータが上記の方法を実行するよう構成されるように構成されるコンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラムが提供される。

本発明の第３の態様に従って、衛星測位システムレシーバと、プロセッサとを有する装置であって、
前記プロセッサは、
（ａ）複数組の信号を収集するよう前記衛星測位システムレシーバを動作させ、
当該装置の位置が決定されるべき場合に、
（ｂ）信号の組を処理して、該組が衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いかどうかを決定し、
（ｃ）前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いと（ｂ）において決定される場合に、前記信号の組を処理して、当該装置の位置を計算し、
（ｄ）前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が低いと（ｂ）において決定される場合に、他の組の信号により（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を繰り返す
よう構成される、装置が提供される。本発明に従って、前記プロセッサによって信号の組を処理して、該組が衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いかどうかを決定することは、装置の位置を決定するための信号の完全な処理よりもずっと少ないプロセッシング及び電力しか必要としないので、装置は、装置のバッテリ寿命を最大限としながら、必要に応じて、有用な組のサンプリング信号を収集し評価することが可能である。

好適に、前記他の組の信号は、（ｂ）で前記プロセッサによって処理される前記信号の組より前に収集された信号の組である。これは、装置の位置を決定するために使用され得る組が見つけられるまで、収集された組のサンプリング信号を‘バックトラッキング’する方法をもたらす。

好適に、前記プロセッサは、前記衛星測位システムにおける１又はそれ以上の衛星によって使用されるコードを前記信号の組から検索するよう構成される。夫々のコードは、通常は、衛星測位システムにおける特定の衛星に固有である。衛星測位システムレシーバがＧＰＳ信号を受信することを目的とする場合に、コードはＰＲＮコードである。

好適に、前記プロセッサは、前記信号の組が収集された時点で前記装置の視野内にあると期待される前記衛星測位システムにおける１又はそれ以上の衛星と関連する前記コードを決定するよう構成される。これは、処理の電力及び時間が、装置の視野内にある可能性が低い衛星と関連するコード探して浪費されないようにすることを意味する。

前記プロセッサは、メモリに記憶されているルックアップテーブルから前記コードを取得することによって前記コードを決定することができる。これは、コードを決定するために装置によって必要とされるプロセッシングを低減する。

好適な実施形態において、前記プロセッサは
（ｉ）結合されたコードを形成するよう、前記衛星測位システムにおける前記１又はそれ以上の衛星についての前記決定されたコードを掛け合わせることと、
（ｉｉ）ウィンドウ内の前記信号の組のサブセットに前記結合されたコードを乗算することと、
（ｉｉｉ）前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記結合されたコードとの間に何らかの一致があるかどうかを決定するよう、（ｉｉ）の出力を解析することと
によって、信号の組を処理して、該組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いかどうかを決定するよう構成される。結合されたコードを形成するよう前記コードを組み合わせることは、別個の乗算動作の数が最小限にされ得ることを意味する。

代替の実施形態において、前記プロセッサは、
（ｉ）ウィンドウ内の前記信号の組のサブセットに前記決定されたコードのうちの１つを乗算することと、
（ｉｉ）前記決定されたコードの夫々について（ｉ）を繰り返すことと、
（ｉｉｉ）（ｉ）の夫々の繰り返しの出力を掛け合わせることと、
（ｉｖ）前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードのいずれかとの間に何らかの一致があるかどうかを決定するよう、（ｉｉｉ）の出力を解析することと
によって、信号の組を処理して、該組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いかどうかを決定するよう構成される。

いずれの実施形態でも、前記ウィンドウは、Ｎ＝１，２，３，・・・として、コードの存続期間の整数Ｎ倍に等しい存続期間の信号のサブセットに及ぶ。Ｎは、有利に１よりも大きく、これは、サンプリング信号の組のうちのより大きい部分がコードを検索されるので、当該方法の検出感度を改善するためである。

好適に、前記プロセッサは、
ローパスフィルタにより前記出力をフィルタリングすることと、
前記ローパルフィルタリングされた出力の振幅、電力又はＲＭＳを決定することと、
前記決定された振幅、電力又はＲＭＳを閾値と比較することと、
前記決定された振幅、電力又はＲＭＳが前記閾値を超える場合に、前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードのうちの１つとの間に一致が存在すると決定することと
によって、（ｉｉｉ）の出力を解析するよう構成される。

幾つかの実施形態において、前記閾値は固定値である。しかしながら、好適な実施形態において、前記閾値は、前記信号の組におけるノイズのレベルに基づき調整される。

好適に、前記プロセッサが、（ｉｉｉ）の出力の解析から、前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードとの間に一致が存在しないと決定する場合は、前記プロセッサは、前記信号の組に沿って第１の量だけ前記ウィンドウをシフトし、該シフトされたウィンドウ内の信号のサブセットについて前記乗算を繰り返すよう構成される。好適に、前記第１の量は、最大で１ビットのコードを送信するために衛星によって費やされる時間に対応する。

前記プロセッサが、前記解析から、前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードとの間に一致が存在すると決定し、且つ、２又はそれ以上の一致が見つけられる必要がある場合は、前記プロセッサは更に、前記信号の組に沿って第２の量だけ前記ウィンドウをシフトし、該シフトされたウィンドウ内の信号のサブセットについて前記乗算を繰り返すよう構成される。好適に、前記第２の量は、コードを送信するために衛星によって費やされる時間に対応するか、又は実質的に対応する。

好適に、前記プロセッサは、所定の時間期間に前記装置において前記衛星測位システムレシーバを作動させるよう構成され得、それにより、レシーバは、信号の組を生成する。好適に、前記衛星測位システムレシーバは、受信された高周波アナログ信号を中間周波数デジタル信号へ変換するための回路を有し、前記プロセッサは、この回路を作動させるよう構成される。

幾つかの実施形態において、前記プロセッサは、最後の組の信号の収集から所定の時間インターバルの経過後に信号の組を収集するよう前記衛星測位システムレシーバを作動させるよう構成される。代替的に、前記プロセッサは、最も最近の組の信号が収集されたときから前記装置が動いた距離を推定し、該推定された距離が閾値を超える場合に更なる組の信号を収集するよう前記衛星測位システムレシーバを作動させるよう構成される。

好適に、装置の位置は、イベントが起こる場合に決定されるべきである。幾つかの実施形態において、イベントは、装置のユーザによる落下、ユーザによる装置上のヘルプボタンの作動、アラームが装置によってトリガされるとき、及び／又は装置がさもなければ自身の位置を決定することができないとき、を含んでよい。

幾つかの実施形態において、前記プロセッサは、前記信号の組を処理して、前記装置の位置を計算するよう構成される。代替の実施形態において、装置は、トランスミッタ又はトランシーバ回路を有し、前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いと前記プロセッサによって決定される場合は、前記プロセッサは、トランスミッタ又はトランシーバ回路を介して遠隔の端末へ信号の組を送信するよう構成され、それにより、遠隔の端末は、装置の位置を決定するために信号の組を処理することができる。

本発明の実施形態に従う装置のブロック図である。 本発明に従って、ブレッドクラムデータを収集する方法を表すフローチャートである。 本発明に従って、ブラッドクラムデータを処理する方法を表すフローチャートである。 本発明の実施形態に従って、図３のステップ１１７を実施する方法の例を表すフローチャートである。 図４の方法に従って実行される処理を表すブロック図である。

本発明のより良い理解のために、且つ、如何にしてそれが実行に移されるかをより明らかに示すよう、これより、単に一例として、添付の図面が参照される。

本発明は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）により装置の位置を決定することに関して以下で記載されるが、本発明があらゆる他のタイプのグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）又は衛星測位システム（ＳＰＳ）、例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ又はガリレオ衛星測位システムに適用可能であることは明らかである。

本発明の実施形態に従うＭＰＥＲＳ装置の例が、図１に示されている。なお、本発明が、衛星測位システム機能性を含むあらゆるタイプのポータブル又はモバイル電子装置、例えば、携帯電話機、スマートフォン、落下検出器又は車両用ナビゲーション装置において実施され得ることは明らかである。

ＭＰＥＲＳ装置２は、通常は、ユーザによって装着されるか又は持ち運ばれる装置の形をとる。装置２は、ユーザの首の周りの設置のためにネックコードを備えたペンダントの形で設けられ得る。なお、代替的に、装置２は、ユーザの身体の別の部分、例えば、手首、ウェスト、骨盤又は胸骨に又はその上に装着されるよう構成され得、身体のその部分にユーザ装置４を取り付けるための適切な配置（例えば、ベルト又はストラップ）を有してよい。

装置２は、ソフトウェア定義のＧＰＳレシーバを有する。ＧＰＳレシーバは、好適な実施形態において、ＧＰＳ衛星によって送信された信号を受信することができるアンテナ５と、受信された信号の処理を達成するようソフトウェアを実行するプロセッサ８へ結合されるＧＮＳＳレシーバフロントエンド回路６とを含むハードウェアレシーバフロントエンド４を有する。レシーバフロントエンド回路６は、ＧＰＳ又はＧＮＳＳベースバンド信号処理のソフトウェア実施のために低い中間周波数（ＩＤ）及び条件付きインターフェースを供給するよう、例えば、１又はそれ以上のバンドパスフィルタ、低ノイズフィルタ（ｌｎａ）、ミキサ及びアナログ−デジタルコンバータを組み込む高集積ＧＮＳＳ無線フロントエンドＩＣを有することができる。

無線フロントエンド回路６は、基本的に、変調信号構造を保ちながら、ＧＰＳ衛星から受信された高周波のＧＰＳ信号を、低い中間周波数の信号へ変換する。これは、周波数を、信号が操作され得る有効範囲に至らせることができる。

プロセッサ８は、加工されていないＩＦ ＧＮＳＳ信号をレシーバフロントエンド回路６から受信し、必要とされる時点で（例えば、装置２の位置を決定することが必要な場合）、ＧＰＳ衛星からの信号が存在するかどうかを決定するよう信号の処理を実行する。幾つかの実施形態において、プロセッサ８はまた、検出されたＧＰＳ衛星信号から装置２の位置及び／又は速度を決定することができる。

受信された衛星信号を処理することに加えて、プロセッサ８は、装置２の一般的な動作を制御する。

代替の実施形態では、装置２は、レシーバフロントエンド４に対応するハードウェアと、装置２の位置を決定するよう受信信号を処理するための対応するプロセッサとを有する専用のＧＰＳレシーバモジュールを有することができる。

表される実施形態では、装置２は、プロセッサ８へ結合されるトランシーバ回路１０と、モバイル通信ネットワークと無線により通信するための付随したアンテナ１２とを更に有する。トランシーバ回路１０は、装置２とコールセンター及び／又は救急サービスとの間で音声電話及び／又はデータセッションを確立するために使用され得る。

装置２は、以下でより詳細に記載されるように、プロセッサ８へ接続され、ＧＮＳＳレシーバモジュール４によって受信された加工されていないＩＦ ＧＮＳＳ信号を記憶するために使用されるメモリモジュール１４を更に有する。

表される実施形態では、装置２は、ユーザが支援又は助けを必要とするであろうイベントが発生する場合を決定するよう装置２のユーザ又は装置２自体をモニタリングするために使用され得る１又はそれ以上のセンサ１６を更に有する。適切なセンサ１６は、加速度計、磁力計、又はジャイロスコープのような、装置２の動き及び／又は方向付けを測定し、対応する信号をプロセッサ８へ出力するセンサと、心拍モニタ、血圧モニタ、等のような、ユーザの健康状態を測定するセンサとを含む。図１に図示されていないが、１又はそれ以上のセンサ１６は、センサ１６からの信号を処理し解析するために、プロセッサ８に付随する低電力プロセッサへ結合され得る。

表される実施形態では、ＭＰＥＲＳ装置２は、ユーザが直ちに助けを呼ぶために使用することができるパーソナルヘルプボタン（ＰＨＢ）１８を更に有する。なお、ＰＨＢ１８は、ボタンの形をとる必要はなく、それは、例えば、装置２のグラフィカルユーザインターフェースにおける選択肢であってよいことが認識されるであろう。

図１に図示されていないが、幾つかの実施形態において、ＭＰＥＲＳ装置２は、他のタイプの衛星測位システム（例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ又はガリレオ）から信号を受信するよう構成されてよく、且つ／あるいは、装置２の位置を決定するよう処理され得る他のソースから他のタイプの信号（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ信号）を受信するレシーバを有してよい。

背景技術の項目で記載されたように、‘死角問題’（すなわち、ＧＰＳレシーバが作動されて、装置の位置を決定する必要がある場合に、利用可能なＧＰＳ信号がないという問題）を軽減するのを助けるよう、装置は、少なくとも最も最近の位置測定値が記憶され、その測定値が、位置の現在の測定が利用可能でない場合に、装置の位置の推定として使用されるバックトラッキングアルゴリムを使用することができる。しかし、通常のＧＰＳレシーバモジュールでは、又はブレッドクラムアルゴリズムに従って動作するＧＰＳレシーバモジュールにおいてさえ、信号の各組がブレッドクラムアルゴリズムに従って収集される場合に装置の位置を計算する必要があることによって消費される電力は、現在利用可能な装置のバッテリが数週間持ちこたえることしかできないことを意味し、一方、そのような装置の典型的なユーザの性質に起因して、ＭＰＥＲＳ装置のバッテリは数ヶ月持ちこたえることが望ましい。従って、本発明は、既存のバックトラッキング及びブレッドクラム技術への改善を提供して、装置２の他の部分で必要とされる時間及び電流を増大させることなしに、夫々のブレッドクラムについてデータを収集するのに必要とされる時間及び電流の量を実質的に低減する。

図２のフローチャートは、本発明に従って、ブレッドクラムデータを収集する方法を説明する。

ステップ１０１で、‘ブレッドクラム’が収集されるべき場合に、プロセッサ８は、所定の時間期間にＧＮＳＳレシーバフロントエンド回路６を作動させ、受信された信号をサンプリングする。所定の時間期間が経過すると、ＧＮＳＳレシーバフロントエンド回路６は非作動とされる。所定の時間期間において受信されてサンプリングされた信号の組は、ここでは‘ブレッドクラム’と称される。

ＧＮＳＳレシーバフロントエンド回路６を作動させることは、回路６に生信号データを受信及びサンプリングさせるよう回路６へ電力を供給することを有することができ、このサンプリングされた信号データは、プロセッサ８へ及び／又はメモリモジュール１４へ供給される。代替的に、レシーバフロントエンド回路６は、ブレッドクラムが必要とされない場合に信号データをプロセッサ８又はメモリモジュール１４へコンバート又は供給しない低電力モードに保たれてよく、それは、ブレッドクラムが収集されるべき場合に‘オン’モードに切り替えられ得る。

ブレッドクラムは、適切なＧＮＳＳプロセッシングソフトウェアを実行するプロセッサ又は他のＧＮＳＳ若しくはＧＰＳレシーババックエンド回路が、ブレッドクラムを処理して、（ＧＰＳ衛星信号がブレッドクラムにおいて存在するという条件で）ブレッドクラムが取得された時点での装置２の位置を決定することを可能にするほど十分な長さを有するべきであることが認識されるであろう。ブレッドクラムの適切な長さは、１００ｍｓから２００ｍｓの範囲にあるが、より長い又はより短いブレッドクラムが収集され得ることが認識されるであろう。当然、より長くＧＮＳＳレシーバフロントエンド回路６がアクティブであるほど（そして、ブレッドクラムが長ければ長いほど）、消費される電力及びメモリはますます多くなるので、ブレッドクラムの長さは、電力消費を最小限とする必要性と、ＧＰＳ衛星信号が見つけられる可能性が高い十分に長い組のサンプリング信号を取得する必要性との間のトレードオフである。

受信された信号は、２ＭＨｚから８ＭＨｚの範囲にあるレートでサンプリングされてよく、夫々のサンプルは１乃至４ビット長である（なお、他のレート及び／又はビット長が使用されてよいことが認識されるであろう。）。このように、１００ｍｓから２００ｍｓの範囲にあるブレッドクラムの長さによれば、夫々のブレッドクラムは、サイズが２５ｋＢ乃至８００ｋＢである。メモリモジュール１４において数十又は数百のブレッドクラムを記憶することが望まれ得るので、メモリモジュール１４は、少なくとも２５００ｋＢ乃至８００００ｋＢのデータを記憶することが可能であるべきである。

サンプリングされた信号は、メモリモジュール１４において記憶される（ステップ１０３）。この段階で、更なる処理は、サンプリングされた信号に対して実行されない（すなわち、サンプリングされた信号は、ＧＰＳ衛星信号がサンプリングされた信号において存在するかどうかを決定するよう、又は装置２の位置を決定するよう、処理されない。）。これは、イベントが起こる場合にのみ位置測定が必要とされ、従って、ブレッドクラムデータを収集及び記憶するのに費やされる電力が最小限とされるので、ＭＰＥＲＳ装置にとって特に有利である。例となる実施形態において、アクティブ時に１００ｍＡを使用し、毎日約１００個の１００ｍｓブレッドクラムを収集するハードウェアレシーバフロントエンド４に関し、ハードウェアレシーバフロントエンド４の平均電力消費は約１２μＡである。これは、ｍＡ範囲において電力を使用する、通常動作する（すなわち、ブレッドクラムアルゴリズムを使用していない）ＧＮＳＳレシーバ、及び衛星から信号を受信しておらず、サーチモードにおいて動作している（故に、約３０ｍＡを絶えず使用している）レシーバより勝る。

ステップ１０３の後、プロセッサ８は、次のブレッドクラムが収集されるべきであるまで待機し（ステップ１０５）、次のブレッドクラムが収集されるべき場合に、方法はステップ１０１へ戻る。連続的なブレッドクラムの収集の間隔は、プロセッサ８によって実行されているブレッドクラムアルゴリズムによって決定される。幾つかの場合に、ブレッドクラムは、固定の時間インターバルの後に収集され得るが、他の好ましい場合では、ブレッドクラムアルゴリズムは動的であることができ、ブレッドクラム間のインターバルは、前のブレッドクラムの収集以後の装置による移動の量に基づき設定され得る（例えば、新しいブレッドクラムは、前のブレッドクラムが収集された場所から所定の距離よりも大きく装置２が動いたことを装置２の動きセンサ１６が示す場合にのみ、収集される。）。

図２の方法は、装置２が作動されるまで繰り返す。すなわち、例えば、装置２が、余分の位置情報が今すぐにも必要とされない在宅ユニットの範囲にある。これは、ユーザがＰＨＢ１８を作動する場合、ユーザが落下に苦しんでいると装置２が決定する場合、又は他の警報サブシステムが装置２を作動させる場合に、起こり得る。

本発明に従ってブレッドクラムデータを処理する方法は、図３に示される。ステップ１１１で、装置２の位置測定が必要とされるイベントが起きているかどうかが決定される。否である場合は、動作は起こらない（ステップ１１３）。

装置２の位置測定が、記憶されたブレッドクラムを用いて必要とされる場合は、最も最近のブレッドクラム（すなわち、メモリモジュール１４に最も最近に記憶されたサンプリングされた信号の組）がプロセッサ８によってメモリモジュール１４から取り出される（ステップ１１５）。

この時点で、装置２は、ブレッドクラムデータを遠隔の場所へ送信してよい。そこでは、ブレッドクラムデータは、装置２の位置を決定するために全ての利用可能な補助データ（例えば、最新バージョンのＧＰＳアルマナック及び他のデータ）を用いて複雑なプロセッシングアルゴリズムにより処理され得る。なお、ブレッドクラムデータはＧＰＳ衛星からの所要の信号を含まないことが起こり得るので、そのようなブレッドクラムを遠隔の場所へ送信することは、事実上装置２において電力を浪費する。従って、プロセッサ８は、サンプリングされた信号が１又はそれ以上のＧＰＳ衛星からの信号を含むかどうかを決定するよう、サンプリングされた信号の取り出された組を検索する。

好適に、プロセッサ８は、サンプリングされた信号の組の一部（例えば、ＧＰＳ衛星によって送信された１乃至１０の疑似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードに対応する１ｍｓ乃至１０ｍｓの時間をコンバートするサンプル）しか検索しない。これは、短時間の検索の後、ＧＰＳ衛星からの信号が見つけられない場合は、その組に含まれる残りのサンプリングされた信号において装置２の位置を決定するための有効なデータが存在する可能性は極めて低くなるためである。プロセッサ８によって検索されるサンプリングされた信号の組の部分は、ブレッドクラムの冒頭に、又はブレッドクラムの開始後のいずれかの位置にあってよい。サンプリングされた信号の組の一部しか検索しないことは、ブレッドクラムの実用性を評価するのに消費される電力が最小限とされることを意味する。

１又はそれ以上（望ましくは、２又はそれ以上）のＧＰＳ衛星からの信号が、サンプリングされた信号の取り出された組において存在することが決定される場合は（ステップ１１９）、サンプリングされた信号の組は、サンプリングされた信号のその組が収集された時点での装置２の位置を計算するために処理される（ステップ１２１）。

好適な実施形態において、ステップ１２１は、ＭＰＥＲＳ装置２から遠く離れて実行される。この場合に、サンプリングされた信号の組において１又はそれ以上のＧＰＳ衛星からの信号が存在するとステップ１１９で決定すると、ＭＰＥＲＳ装置２は、サンプリングされた信号の組を遠隔の位置（例えば、ユーザの家にあるＭＰＥＲＳ装置２のためのベースユニット、ＭＰＥＲＳ装置２に関連するコールセンター、又は救急サービス）へトランシーバ回路１０及びアンテナ１２を介して送信する。その場所にある、ソフトウェアを実行するプロセッサ又は専用のＧＮＳＳレシーババックエンド回路は、装置２の位置を計算するために、必要とされる処理をブレッドクラムデータに対して実行する。ブレッドクラムデータの遠隔処理は、より効果的内技術及び補助データがサンプリングされた信号の組を処理して装置２の位置を計算するために使用されることを可能にするので、好ましい。

代替的に、ステップ１２１は、ＭＰＥＲＳ装置２自体によって実行され得る。この場合に、プロセッサ８は、サンプリングされた信号の組を処理して、ＭＰＥＲＳ装置２の位置を計算することができる（あるいは、代替的に、装置２は、適切なバックエンド回路を設けられ得る。）。計算された位置は、次いで、ＭＰＥＲＳ装置２から所要の送り先へモバイル通信ネットワークトランシーバ回路１０及びアンテナ１２を介して送信され得る。

ステップ１１９へ戻って、ＧＰＳ衛星信号が、プロセッサ８によって検索されたサンプリングされた信号の取り出された組の部分において見つけられない場合は、方法はステップ１２３へ移り、サンプリングされた信号の組は廃棄され、次に最も最近の組のサンプリングされた信号がメモリモジュール１４から取り出される。方法は次いでステップ１１７へ戻り、新たに取り出された組のサンプリングされた信号は、１又はそれ以上の衛星からの信号が存在するかどうかを決定するよう検索される。

このように、ステップ１２３は、有効なＧＰＳ衛星信号を含む最も最近の組のサンプリングされた信号を見つけるために使用される‘バックトラッキング’プロシージャを実施する。

ステップ１１７でプロセッサ８によって実行される検索は、ブレッドクラムデータが直ちに評価され、効率よく、装置２の位置を計算するためにそのデータを送信又は更に処理する価値があるかどうかを決定することを可能にする。代替案は、プロセッサ８又はＧＰＳモジュール４が、最も最近の組のサンプリングされた信号から装置２の位置の完全な計算を試みること（これは、計算が完了されるためにコールセンターからＧＰＳアルマナックデータのような補助データが送信されることを必要とし、より一層多くの電力を消費する。）、又はＭＰＥＲＳ装置２が複数のブレッドクラムについてのデータを遠隔の場所へ送信すること（これは、モバイル通信ネットワークとの良好なデータリンクを有することをＭＰＥＲＳ装置２に求め、よって、やはり多くの電力を消費する。）である。

本発明の更なる実施形態では、イベントが起きた後に、ステップ１１５を実行して、最も最近の組のサンプリングされた信号をメモリモジュール１４から取り出すより前に、装置２は、ＧＮＳＳレシーバフロントエンド回路６及びプロセッサ８で実行されるソフトウェアにより現在位置の測定値を取得しようと試みることができる。ＧＮＳＳレシーバにより装置２の位置を決定することが可能でない場合（例えば、装置２が屋内又は‘都市峡谷’にあり、衛星が装置２の視野内にない場合）は、装置２は、その位置を代替の測定技術を用いて、例えば、近くのＷｉ−Ｆｉネットワークを特定するためにＷｉ−Ｆｉトランシーバを用いて、又はモバイルセル三角測量を使用することによって、決定しようと試みることができる。装置２がＧＰＳ又はそれらの他の技術により位置を決定することができない場合にのみ、装置２は図３の方法を実行し、本発明に従ってブレッドクラムを処理する。この実施形態は、装置２が、ブレッドクラムデータを使用する前に現在位置の測定値を取得しようと試みることができるという利点を有する。

ステップ１１７を実行する方法の例は、図４及び図５を参照して以下で記載される。図４は、サンプリングされた信号からＧＰＳ衛星からの信号を検索するために使用される方法のフローチャートであり、図５は、処理ステップを説明するブロック図である。図４の最初のステップであるステップ１３１で、パラメータｉ（ＧＰＳ衛星からの信号に対するサンプリングされた信号において見つけられる一致／アライメントの数を表すために使用される。）は０に初期化され、パラメータｊ（ブレッドクラムデータに対して実行される乗算及びシフト動作の数を表す。）も０に初期化される。

ＧＰＳ衛星は、自身の信号を拡散コード（ＰＲＮコード）を用いて送信する。これは、信号がノイズ信号に広がり、通常の電力測定によっては検出不可能であることを意味する。従って、サンプリングされた信号の組においてＧＰＳ衛星信号が存在するかどうかを簡単で且つ低電力の方法において検出するために、代替のアプローチが必要とされる。特に、サンプリングされた信号の逐次検索は、装置２の視野内にあると予測されるＧＰＳ衛星に関して実行される。

知られているように、夫々のＧＰＳ衛星からの信号は、１ｍｓごとに繰り返される、夫々の衛星に固有の疑似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードを用いて拡散される。ＧＰＳ衛星の夫々についてのＰＲＮコードは互いに直交する。従って、図４の第２のステップ（ステップ１３３）で、装置２の視野内にあると予測される１又はそれ以上のＧＰＳ衛星についてのＰＲＮコードが決定される。

好適に、装置２は、メモリモジュール１４に記憶されたＧＰＳ衛星の位置、時間及び軌道（及び対応するＰＲＮコード）をリストアップするテーブルを有する。それにより、プロセッサ８は、装置２の位置のおおよその推定を用いて、あらゆる特定の時点で、装置２の視野内にある可能性が最も高い衛星を決定することができる。テーブルは、ＧＰＳアルマナックデータに対応するか、又はそれから導出され得る。装置２の位置の大まかな推定は、最も最近に計算された位置測定（ＧＰＳ、Ｗｉ−Ｆｉ、セル三角測量又はその他により取得されたかどうかによらない。）、又はユーザの位置の場所（知られている場合）に対応してよい。夫々の衛星は、広い面積内で可視的であり、装置２の位置の推定は、特に正確である必要はない（例えば、直近の１００ｋｍまでが許容範囲である。）。

次いで、ＰＲＮコードが決定されると、それらは、好適に、単一の（結合された）ＰＲＮコードを生成するよう掛け合わされる（ステップ１３５）。これはまた図５においても見られ、視野内にあると予測されるＧＰＳ衛星についてのＰＲＮコード５０が乗算器５２によって結合される。通常は、最大６個の衛星が装置２の視野内にあると期待され、従って、好適な実施形態では、３から６個のＰＲＮコードが、単一の（結合された）ＰＲＮコードを生成するようステップ１３５で掛け合わされる。掛け合わされるべきコードの数を決定することは、続くステップで衛星信号を検出するのに必要とされる処理時間と、それらの信号に対する感度との間のトレードオフである。考慮される衛星が多ければ多いほど（すなわち、掛け合わされるＰＲＮコードが多ければ多いほど）、衛星信号を検出するのに十分な感度があるようプロセスに必要とされる積分時間はますます長くなる。３つのＰＲＮコードを掛け合わせることは、処理時間と感度との良好なバランスを提供することが知られている。６より少ない衛星についてのＰＲＮコードが掛け合わされるべき場合に、６個の衛星の中のサブセットについてのＰＲＮコードはランダムに選択されてよく、あるいは、それらは、ブレッドクラムが収集された時点で上空において最も高いと期待される衛星に基づき選択されてよい（そのような衛星は、建物又は他の障害物によって覆い隠される可能性が低いため。）。

ステップ１３３及び１３５は、オフラインで実行可能であり（すなわち、それらは、装置２がその位置を決定する必要があるイベントが発生している場合に必ずしも実行あれる必要はない。）、結合されたＰＲＮコードは、後の使用のために、メモリモジュール１４に記憶されることが認識されるであろう。

結合されたＰＲＮコードが決定された後、ブレッドクラムを形成するサンプリングされた信号の組は、結合されたＰＲＮコードを形成するＰＲＮコードを有する衛星の１又はそれ以上からの信号が存在するかどうかを決定するために、結合されたＰＲＮコードを用いて検索される。特定の実施形態において、この検索は、結合されたＰＲＮコードの各ビットに、サンプリングされた信号の組に含まれる各サンプルを乗じることによって、実行される（ステップ１３７）。この乗算は、信号の拡散（dispreading）において実行されるものと同様である（なお、‘逆拡散（despreading）’は結合されたＰＲＮコードを用いて行われるので、完全にそうとは言えない。）。

特に、結合されたＰＲＮコードの各ビットは、存続期間Ｔの時間ウィンドウにおいてサンプリングされた信号の組のサブセットに含まれる各サンプルを乗じられる。ここで、Ｔは、結合されたＰＲＮコードの存続期間の整数Ｎ倍に等しい。Ｔは、通常は１である。すなわち、時間ウィンドウの存続期間は、結合されたＰＲＮコードの存続期間と同じである。なお、より高い値のＴは、ブレッドクラムのより大きい部分が１回の乗算動作において結合されたＰＲＮコードを検索されるので、アルゴリズムの感度を改善する。最初に、ウィンドウは、そのウィンドウ内の最初のサンプルがブレッドクラム内の最初のサンプルであるように“位置付け”られ得る。しかし、サンプリングされた信号の組の前の検索からの情報が利用可能である場合に、ＰＲＮコードがアライメントする可能性が高い位置を予測することが可能であるから、続く乗算の間のサンプリングされた信号の組に対するウィンドウの最初の位置は、この情報に基づき設定され得ることが認識されるであろう。乗算はまた、図５において、サンプリングされた信号の組５４が、乗算器５２によって出力された結合されたＰＲＮコードと並んで乗算器５６へ供給されることとして表されている。

サンプリングされた信号の組５４が結合されたＰＲＮコードを乗じられ得るために、サンプリングされた信号の組のサンプリングレートは、結合されたＰＲＮコードのレートと一致しなければならないことが認識されるであろう。これは、レシーバフロントエンド回路６が、原のキャリア周波数信号を低ＩＦ周波数へダウンコンバートし、次いでＩＦ周波数信号を、ＰＲＮコードの送信レートと一致するレートでサンプリングすることによって、ステップ１０１で達成されます。

ステップ１３７での乗算の後、乗算の結果は、ウィンドウ内でサンプリングされた信号と結合されたＰＲＮコードとの間に一致が存在するかどうかを決定するよう評価される（ステップ１３９）。乗算の結果は、結合されたＰＲＮコードを形成するために使用されているＰＲＮコードを有する衛星の夫々からのキャリア信号を含む逆拡散信号の低周波ＩＦ正弦波信号を表す。結合されたＰＲＮコードのかなりの部分が、ウィンドウ内のサンプリングされた信号の組と一致するか、又は時間においてアライメントする場合は、より大きい振幅を有する、理想的には１つ（非零）の周波数（衛星からの信号を表す。）が残る。信号の振幅は、衛星信号がサンプリングされた信号において存在する場合に増大する。

ドップラー効果のために、この正弦波信号の周波数は、動いている装置２においては１０ｋＨｚだけ、静止している装置２については５ｋＨｚだけ、シフトされ得る。最大振幅は、サンプリングされた信号に対する乗算ウィンドウが信号に含まれるＰＲＮコードと完全にアライメントする場合に起こる。しかし、実際には、サンプリングされた信号は部分的にしか、結合されたＰＲＮコードの異なる部分とアライメントしない。よって、（５又は１０ｋＨｚでのローパスフィルタリング後に）行われる電力又は振幅測定は、大きい及び／又は複数の部分がアライメントする場合に著しい増大を示す。

従って、一致の範囲を決定するよう、乗算ステップの結果は、この低周波信号を取り出すようローパスフィルタリングされ（図５において、ローパスフィルタブロック５８によって示される。）、低周波信号の振幅、電力又は二乗平均平方根（ＲＭＳ）のうちの一又はそれ以上が計算される（図５におけるブロック６０）。振幅、電力又はＲＭＳ測定の結果は、比較ブロック６４で閾値６２と比較される。振幅、電力又はＲＭＳの大きさが閾値６２を超える場合は、結合されたＰＲＮコードを構成するＰＲＮコードのうちの１又はそれ以上とサンプリングされた信号との間の一致又はアライメントが見つけられている。

幾つかの実施形態において、閾値６２は固定値である。特定の装置２によって使用される閾値は、少なくとも部分的に、装置２におけるハードウェアの特性（例えば、フロントエンド回路６のゲイン）によって決定される。閾値はまた、サンプリングされた信号において存在するノイズレベルに依存してよい。よって、代替の実施形態では、閾値６２は、受信された信号におけるノイズのレベルに基づき、装置２の使用の間に調整され得る。これは、ＧＰＳ衛星から受信される信号に関し、‘信号’レベル（すなわち、受信された信号の有用な部分の強さ）がノイズレベル（受信された信号における他の全ての強さ）と比較して極めて小さいためであり、このことは、ノイズの増大がレシーバ４の感度に影響を与えることを意味する。通常のノイズと衛星信号が含まれるノイズとを区別するために可能な限り感度のよいレシーバを提供するよう、閾値６２は、サンプリングされた信号において存在するノイズレベルに従って適応されるべきである。ノイズレベルの平均振幅が決定され、閾値の基準／零点として使用され得る。

比較ブロック６４の出力は、決定ブロック６６へ送られる。振幅、電力又はＲＭＳの大きさが閾値６２を超えない場合は、ウィンドウ内で現在の組のサンプリングされた信号と結合されたＰＲＮコードとについて一致は見つけられない。

ステップ１４１で、パラメータｊ（ブレッドクラムデータに対して実行される蒸散及びシフト動作の数を表す。）が１だけインクリメントされ、ｊの値が閾値ｊ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}と比較される（ステップ１４３）。ｊの値が閾値よりも小さい場合は、方法はステップ１４５へ進み、決定ブロック６６は、サンプリングされた信号に対するウィンドウを所定の量だけブレッドクラムデータ５４に沿ってシフトさせる。ウィンドウがシフトされた後、方法はステップ１３７へ戻り、シフトされたウィンドウにおけるサンプリングされた信号の組は、結合されたＰＲＮコードを乗じられる。

ｊの値が閾値ｊ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}と等しいか又はそれより大きい場合は、所定の回数の蒸散及びシフト動作（すなわち、ステップ１３７、１３９及び１４５のサイクル）が、ブレッドクラムを形成するサンプリングされた信号と結合されたＰＲＮコードとの間に一致を見つけることなしに完了されており、現在のブレッドクラムは有用なＧＰＳ衛星信号を含む可能性がないと決定される（ステップ１４７）。その場合に、図３のフローチャートへ戻り、ステップ１１９における決定の出力は否であり、次に最も最近のブレッドクラムがメモリモジュール１４から取り出される（ステップ１２３）。ステップ１１７に関して上述されたように、好適に、１乃至１０ｍｓのブレッドクラムデータしか検索されず、その場合に、閾値ｊ_{ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ}は然るべく決定される。このようにブレッドクラムデータの検索を制限することは、短時間の検索（例えば、１乃至１０ｍｓのブレッドクラムデータ）の後に、ＧＰＳ衛星からの信号が見つけられない場合に、その組に含まれる残りのサンプリングされた信号において装置２の位置を決定するための有効なデータが存在する可能性は極めて低くなるため、望ましい。

ステップ１４５に戻って、好適な実施形態において、ウィンドウは、ＰＲＮコードの１ビットの半分だけブレッドクラムデータに沿ってシフトされる。ＰＲＮコードが、１ｍｓごとに完全に送信される１０２３ビットシーケンスであるとして、ＰＲＮコードビットの２分の１だけウィンドウをシフトすることは、約４８８ｎｓだけブレッドクラム内のサンプリングされた信号に沿ってウィンドウをシフトすることを意味する。なお、ウィンドウは、代替の量、例えば、ＰＲＮコードビットの４分の１、又はＰＲＮコードビット全体によってシフトされてよいことが認識されるであろう。代替的に、ウィンドウは、整数個のサンプリングされた信号に沿ってシフトされてよく、この整数は、ウィンドウがシフトされるべき時間の量と、サンプリングされた信号を生成するのに使用されたサンプリングレートとに従って決定される。

振幅、電力又はＲＭＳの大きさが閾値６２を超える場合は、結合されたＰＲＮコードを形成するＰＲＮコードを有するＧＰＳ衛星の１又はそれ以上からの信号がブレッドクラムデータにおいて見つけられている可能性が高い。従って、ステップ１４９で、パラメータｉが１だけインクリメントされ（パラメータｉは、サンプリングされた信号と結合されたＰＲＮコードとの間に見つけられた一致の数を示す。）、ステップ１５１で、十分な数の一致が、ブレッドクラムが有効又は有用なＧＰＳ衛星信号を含むとプロセッサ８が決定するために、ブレッドクラムにおいて見つけられているかどうかが決定される。

表される実施形態では、必要とされる一致の数は２であるから、ｉが２よりも小さい場合は、方法はステップ１５３へ進み、サンプリングされた信号に対するウィンドウは、おおよそ１つの全ＰＲＮコード長（例えば、１ｍｓ）だけブレッドクラムデータに沿ってシフトされる。方法は次いでステップ１３７へ戻り、シフトされたウィンドウにおけるサンプリングされた信号の組は、結合されたＰＲＮコードとそれらのサンプリングされた信号との間で更なる一致を見つけようと試みるために、結合されたＰＲＮコードを乗じられる。

もし２又はそれ以上の一致がブレッドクラムデータに見つけられるときは（すなわち、ｉは、ステップ１５１で、２以上である。）、現在のブレッドクラムは有効な又は有用なＧＰＳ衛星信号を含む可能性が高いと決定することができ（ステップ１５５）、図３のステップ１２１がブレッドクラムに対して実行され得る。

なお、代替の実施形態では、結合されたＰＲＮコードとサンプリングされた信号との間で唯１つの一致を特定すれば十分であることがあり、その場合に、ステップ１４９、１５１及び１５３は省略可能であることが認識されるであろう。また、ブレッドクラムが有効な又は有用なＧＰＳ衛星信号を含むと結論づける前に、サンプリングされた信号との２よりも多い一致を見つけることが望ましいことがあることも認識されるであろう。

上述されたように、ステップ１３５で、複数のＰＲＮコードは、結合されたＰＲＮコードを生成するよう結合される。これは、ＰＲＮコードのうちの１つの部分が乗算ウィンドウにおけるサンプリングされた信号の部分と一致する機会を増やすように、検索される必要があるブレッドクラム内のサンプリングされた信号の数を減らすために行われる。

代替の実施形態では、ステップ１３５は省略可能である。この実施形態では、ステップ１３３で特定されたＰＲＮコードの夫々は個々に、乗算ウィンドウにおけるサンプリングされた信号を乗じられ（ステップ１３７と同様）、夫々の乗算の結果は、それ自体が掛け合わされる。次いで、結果は、図５に示されるように処理される（すなわち、振幅、電力又はＲＭＳ測定が行われる前にローパスフィルタリングされる。）。この実施形態はステップ１３５の必要性を除くが、ウィンドウ内のサンプリングされた信号にＰＲＮコードの夫々を乗じることは、必要とされる処理の全体量を増大させ、よって、表される実施形態よりもわずかに高い電力消費をもたらす。

表される実施形態又は前の段落で記載される代替の実施形態のいずれにおいても、好適に、必要とされる処理、ひいては消費される電力を最小限するために、方法のステップの夫々の間、簡単な関数しかし要されない。例えば、乗算ステップにおいて、結合されたＰＲＮコードの各ビットは、サンプリングされた信号における夫々の１〜４ビットサンプルを乗じられる。追加的に、又は代替的に、ローパスフィルタリングブロック５８は、基本的な２ｅ次のローパルフィルタであることができ、且つ／あるいは、ＲＭＳ測定関数（ブロック６０）は有限であることができる。

外乱信号が、ＧＰＳ衛星からのＰＲＮコードと同期して、受信された信号において存在する可能性は極めて低いので、上記の簡単なアルゴリズムは、ＧＰＳ衛星信号を検出する際に十分に信頼できることが知られている。アルゴリズムは、大きい組のブレッドクラムから有効なＧＰＳデータを選択するよう非常に高速で、低電力で且つ複雑でない方法を提供し、ブレッドクラムデータが完全な測位処理のために遠隔の場所へ送信されるべき場合に、アルゴリズムは、装置２によって送信されるデータの量を少数のブレッドクラムへと減らして、装置２の電力消費を更に改善する。

従って、装置が必要に応じて正確な又は適度に最近の場所又は位置の測定を提供することができる機会を最大としながら、バッテリ寿命を最大限とし且つユーザがバッテリを再充電又は交換しなければならない頻度を減らす改善されたブレッドクラム技術が提供される。

本発明は、図面及び上記の説明において詳細に図示及び記載されてきたが、そのような図示及び記載は、限定ではなく実例又は例示と考えられるべきであり、本発明は、開示されている実施形態に制限されない。

開示されている実施形態に対する変更は、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求されている発明を実施する際に当業者によって理解及び達成され得る。特許請求の範囲において、語“有する（comprising）”は、他の要素又はステップを除外せず、単称（a又はan）は、複数個を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲で挙げられている複数の事項の機能を満たしてよい。特定の手段が相互に異なる請求項において挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すわけではない。コンピュータプログラムは、適切な媒体、例えば、他のハードウェアとともに又はその部分として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体において記憶／分配されてよいが、他の形態においても、例えば、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して、分配されてよい。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、適用範囲を制限するよう解されるべきではない。

Claims (15)

1. 衛星測位システムにより装置の位置を決定する方法であって、
   （ａ）複数組の信号を収集するよう前記装置において衛星測位システムレシーバを動作させるステップと、
   前記装置の位置が決定されるべき場合に、
   （ｂ）信号の組の一部のみを検索することにより前記信号の組を処理して、該組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いかどうかを決定するステップと、
   （ｃ）前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いとステップ（ｂ）において決定される場合に、前記信号の組を処理して、前記装置の位置を計算するステップと、
   （ｄ）前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が低いとステップ（ｂ）において決定される場合に、他の組の信号によりステップ（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を繰り返すステップと
   を有する方法。
2. 前記他の組の信号は、ステップ（ｂ）で処理される前記信号の組より前に収集された信号の組である、
   請求項１に記載の方法。
3. ステップ（ｂ）は、前記衛星測位システムにおける１又はそれ以上の衛星によって使用されるコードを前記信号の組から検索するステップを含む、
   請求項１又は２に記載の方法。
4. ステップ（ｂ）は、前記信号の組が収集された時点で前記装置の視野内にあると期待される前記衛星測位システムにおける１又はそれ以上の衛星と関連するコードを決定するステップを含む、
   請求項３に記載の方法。
5. ステップ（ｂ）は
   （ｉ）結合されたコードを形成するよう、前記衛星測位システムにおける複数の衛星についての前記決定されたコードを掛け合わせるステップと、
   （ｉｉ）ウィンドウ内の前記信号の組のサブセットに前記結合されたコードを乗算するステップと、
   （ｉｉｉ）前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記結合されたコードとの間に何らかの一致があるかどうかを決定するよう、ステップ（ｉｉ）の出力を解析するステップと
   を更に含む、請求項４に記載の方法。
6. ステップ（ｂ）は、
   （ｉ）ウィンドウ内の前記信号の組のサブセットに前記決定されたコードのうちの１つを乗算するステップと、
   （ｉｉ）前記決定されたコードの夫々についてステップ（ｉ）を繰り返すステップと、
   （ｉｉｉ）ステップ（ｉ）の夫々の繰り返しの出力を掛け合わせるステップと、
   （ｉｖ）前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードのいずれかとの間に何らかの一致があるかどうかを決定するよう、ステップ（ｉｉｉ）の出力を解析するステップと
   を含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記ウィンドウは、Ｎ＝１，２，３，・・・として、コードの存続期間の整数Ｎ倍に等しい存続期間の信号のサブセットに及ぶ、
   請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記解析するステップは、
   ローパスフィルタにより前記出力をフィルタリングするステップと、
   前記ローパスフィルタリングされた出力の振幅、電力又はＲＭＳを決定するステップと、
   前記決定された振幅、電力又はＲＭＳを閾値と比較するステップと、
   前記決定された振幅、電力又はＲＭＳが前記閾値を超える場合に、前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードのうちの１つとの間に一致が存在すると決定するステップと
   を含む、請求項５乃至７のうちいずれか一項に記載の方法。
9. 前記閾値は、前記信号の組におけるノイズのレベルに基づき調整される、
   請求項８に記載の方法。
10. 前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードとの間に一致が存在しないと前記解析するステップにおいて決定される場合は、ステップ（ｂ）は、
    前記信号の組に沿って第１の量だけ前記ウィンドウをシフトし、該シフトされたウィンドウ内の信号のサブセットについて前記乗算するステップを繰り返すステップ
    を更に含む、請求項５乃至９のうちいずれか一項に記載の方法。
11. 前記第１の量は、最大で１ビットのコードを送信するために衛星によって費やされる時間に対応する、
    請求項１０に記載の方法。
12. 前記ウィンドウ内で前記信号の組と前記決定されたコードとの間に一致が存在すると前記解析するステップにおいて決定され、且つ、ステップ（ｂ）が２又はそれ以上の一致が見つけられることを求める場合は、ステップ（ｂ）は、
    前記信号の組に沿って第２の量だけ前記ウィンドウをシフトし、該シフトされたウィンドウ内の信号のサブセットについて前記乗算するステップを繰り返すステップ
    を更に含む、請求項５乃至１１のうちいずれか一項に記載の方法。
13. 前記第２の量は、コードを送信するために衛星によって費やされる時間に対応するか、又は実質的に対応する、
    請求項１２に記載の方法。
14. 適切なプロセッサ又はコンピュータによる実行において、該プロセッサ又はコンピュータが請求項１乃至１３のうちいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成されるように構成されるコンピュータ可読コードを有するコンピュータプログラム。
15. 衛星測位システムレシーバと、プロセッサとを有する装置であって、
    前記プロセッサは、
    （ａ）複数組の信号を収集するよう前記衛星測位システムレシーバを動作させ、
    当該装置の位置が決定されるべき場合に、
    （ｂ）信号の組の一部のみを検索することにより前記信号の組を処理して、該組が衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いかどうかを決定し、
    （ｃ）前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が高いと（ｂ）において決定される場合に、前記信号の組を処理して、当該装置の位置を計算し、
    （ｄ）前記信号の組が前記衛星測位システムにおける衛星からの信号を含む可能性が低いと（ｂ）において決定される場合に、他の組の信号により（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を繰り返す
    よう構成される、装置。

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