KR20060026900A - 위치 결정 디바이스에서 전력 소모를 감소시키기 위한 장치및 방법 - Google Patents

위치 결정 디바이스에서 전력 소모를 감소시키기 위한 장치및 방법 Download PDF

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Abstract

무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템은, 제 1 레벨의 전력 소모를 가지고, 제 1 레벨의 정확성으로 제 1 시간 신호를 발생시키는, 선택적으로 활성화되는 제 1 타이머를 포함한다. 선택적으로 활성화되는 제 2 타이머는, 제 1 레벨의 전력 소모보다 더 작은 제 2 레벨의 전력 소모를 가지고, 제 1 레벨의 정확성보다 더 작은 제 2 레벨의 정확성으로 제 2 시간 신호를 발생시킨다. 선택적으로 활성화되는 위치 결정 수신기는, 제 3 레벨의 전력 소모를 가지고, 수신 신호들과 제 1 신호 또는 제 2 신호 중의 어느 한 신호를 사용하여 위치 결정을 허용하는 신호들을 수신한다. 선택 프로세서는, 위치 결정 수신기와의 사용을 위해 제 1 또는 제 2 타이머 중의 어느 하나의 타이머를 선택적으로 활성화시켜, 무선 통신 디바이스의 전력 소모를 최적화한다.
무선 통신 디바이스, 글로벌 위치측정 시스템, 전력 소모, 위치 결정 수신기.

Description

위치 결정 디바이스에서 전력 소모를 감소시키기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING POWER CONSUMPTION IN A POSITION-DETERMINATION DEVICE}
발명의 배경
배경기술
본 발명은 일반적으로 위치 결정 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치 결정 디바이스에서 전력소모를 감소시키기 위한 기술에 관한 것이다.
관련 기술
위치 결정 디바이스들은 광범위한 사용을 향유하고 있다. 하나의 위치 결정 시스템은 글로벌 위치측정 시스템 (GPS : Global Positioning System) 이다. GPS 는 궤도에서의 위치들이 알려진 인공위성의 배열을 사용한다. 인공위성들은 GPS 수신기에 의해 검출되는 타이밍 신호들을 송신한다. GPS 수신기가 몇 개의 인공위성 비클 (SV : Satellite Vehicle) 로부터 신호들을 검출할 수 있다면, GPS 수신기의 위치를 정확하게 결정하는 것이 가능하다.
많은 애플리케이션들에서, GPS 수신기는 배터리 전원의 핸드헬드 (hand-held) 디바이스이다. 이러한 디바이스들에서, 배터리 전력을 보존하기 위해 전력 소모를 최소화시키는 것이 바람직하다. 일부 애플리케이션들에서, GPS 수신기는 전력 소모를 감소시키기 위해 "슬리프 (sleep)" 모드에 놓인다. 그러나, GPS 수신기가 슬리프 모드에 오래 있을수록 충분한 수의 SV 를 획득하고 정확한 위치 결정 (position fix) 을 판단하는데 더 오랜 시간이 소요될 수도 있다.
따라서, 원하는 레벨의 위치 결정 정확성을 제공하면서도 동시에 위치 결정 디바이스에서 전력 소모를 감소시키는 개선된 장치 및 방법아 필요하다.
요약
예시적인 실시형태에서, 전력을 최적화하는 시스템은, 선택적으로 활성화되는 경우 제 1 레벨의 전력 소모를 가지고 제 1 레벨의 정확성으로 제 1 시간 신호를 발생시키는 선택적으로 활성화되는 제 1 타이머를 가진다. 선택적으로 활성화되는 타이머는 그것이 선택적으로 활성화되는 경우, 제 1 레벨의 전력 소모보다 더 적은 제 2 레벨의 전력 소모를 가지고, 제 1 레벨의 정확성보다 더 작은 제 2 레벨의 정확성으로 제 2 시간 신호를 발생시킨다. 선택적으로 활성화되는 위치 결정 수신기는, 선택적으로 활성화되는 경우, 3 레벨의 전력 소모를 가지며 위치 결정을 허용하는 신호들을 수신하고, 그 수신된 신호 및 제 1 또는 제 2 시간 신호를 사용하여 무선 디바이스의 위치를 결정한다. 선택 프로세서는, 무선 디바이스에서의 전력 소모를 최적화하기 위해, 위치 결정 수신기와의 사용을 위해 제 1 또는 제 2 타이머를 선택적으로 활성화시킨다. 위치 결정 수신기는 예를 들면, 글로벌 위치측정 시스템 (GPS) 수신기일 수도 있다.
다른 실시형태에서, 선택 프로세서는, 위치 결정 수신기가 제 1 타이머를 사용하여 위치를 결정하는 시간 및 위치 결정 프로세서가 제 2 타이머를 사용하여 위치를 결정하는 시간을 추정하고, 그 추정값들과 연관된 전력 소모에 기초하여 제 1 또는 제 2 타이머를 선택한다. 또한, 선택 프로세서는, 어느 타이머가 선택적으로 활성화되어야 하는지를 선택하는 경우, 그 다음 위치 결정시까지의 시간을 고려할 수도 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 위치 결정 디바이스에서 전력 소모를 감소시키기 위한 시스템의 예시적인 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도 2 는 도 1 의 시스템의 동작예를 나타내는 흐름도이다.
상세한 설명
통상적인 GPS 수신기는 정확한 타임 베이스 (time base) 를 포함한다. GPS 수신기의 위치가 결정될 수도 있는 상대적 속도는 부분적으로 타임 베이스의 정확성에 의존한다. 고정밀 타임 베이스의 단점은 그것이 일반적으로 GPS 수신기내의 다른 타이머들보다 더 많은 전력을 소모한다는 점이다. 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 명세서의 기재내용은 다양한 인자들에 기초하여 GPS 수신기에 대한 클럭 소스를 선택하는 기술에 맞춰져 있다. 본 명세서에서의 참조들이 "GPS 수신기"에 대해 이루어진 것이지만, 본 명세서에서 설명된 원리는 일반적으로 임의의 위치 결정 시스템에 적용된다. 미국 글로벌 위치측정 시스템 (GPS) 에 더하여, 예를 들어, 다른 시스템들은 러시아의 글로스나스 (Glosnass) 시스템, 계획된 유럽의 갈릴레오 시스템, 또는 임의의 다른 인공위성 위치측정 시스템 (SPS) 을 포함한다.
GPS 수신기와 같은 위치 결정 시스템이 도 1 에서 시스템 (100) 으로 구현된 다. 시스템 (100) 은 시스템의 동작을 제어하는 중앙 처리 유닛 (CPU; 102) 을 포함한다. CPU (102) 는 통신 시스템을 동작시킬 수 있는 임의의 프로세싱 디바이스를 포함한다. 이것은 마이크로프로세서, 임베디드 제어기, 응용 주문형 집적회로 (ASIC), 디지털 신호 프로세서 (DSP), 상태 머신, 전용의 별도 하드웨어 등을 포함한다. CPU (102) 가 임의의 특정 타입의 하드웨어 컴포넌트 구현으로 한정되는 것으로 의도되지 않는다.
또한 시스템은 메모리 (104) 를 포함한다. 메모리 (104) 는 읽기 전용 메모리 (ROM), 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 또는 이들 양자를 포함할 수도 있는 임의의 적당한 메모리 타입을 포함한다. 또한, 메모리 (104) 의 일부는 비휘발성 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수도 있다. 메모리 (104) 는 명령들과 데이터를 CPU (102) 에 제공한다.
시스템 (100) 은 자립형 (stand-alone) GPS 수신기로서 구현될 수 있고, 또는 셀룰러 전화기와 같은 무선 통신 디바이스의 일부로서 구현될 수 있다. 무선 통신 디바이스의 일부로서 구현되는 경우, 시스템 (100) 은 시스템 (100) 과 원격지간에 오디오 통신과 같이 데이터의 송수신을 가능하게 하는 송신기 (108) 및 수신기 (110) 를 포함한다. 송신기 (108) 및 수신기 (110) 는 송수신기 (112) 로 결합될 수도 있다. 안테나 (114) 는 송수신기 (112) 에 커플링된다. 송신기 (108), 수신기 (110) 및 안테나 (114) 는 기지의 방식으로 동작한다.
또한 시스템 (100) 은 도시된 GPS 수신기와 같은 위치 결정 디바이스 수신기 (120) 를 구비한다. GPS 수신기 (120) 는 종래의 방식으로 GPS 안테나 (122) 에 커플링된다. 안테나 (114) 및 GPS 안테나 (122) 는 별도로 구현될 수도 있거나 또는 종래의 기술을 사용하여 단일 안테나로 통합될 수도 있다.
GPS 수신기 (120) 의 동작은 알려져 있다. 간단히 말하면, 궤도에서의 위치들이 고정밀도로 알려져 있는 인공위성 비클 (SV) 의 배열과 연계하여 GPS 수신기 (120) 는 사용된다. SV 는 타이밍 데이터를 송신한다. GPS 수신기 (120) 는 복수의 인공위성으로부터 타이밍 데이터를 검출하고, 그 데이터를 GPS 수신기의 위도, 경도 및 고도를 결정하는데 사용한다. GPS 수신기는 충분한 개수의 SV 가 검출되는 경우 고정밀도로 위치를 결정할 수 있다.
일반적으로, GPS 수신기에 의해 사용되는 정확한 시간 신호는 SV 로부터 타이밍 신호들을 획득하는데 요구되는 시간량을 감소시킨다. 시스템 (100) 은 GPS 수신기 (120) 에 정확한 타임 베이스를 제공하는 온도-보상 수정 발진기 (TCXO; 214) 를 포함한다. 그러나, GPS 수신기 (120) 및 TCXO (124) 에 대한 전력 공급 요건들은 중요할 수도 있다. 시스템 (100) 은, TCXO (124) 로 계측되는 (clocked) 경우, 높은 전력 소모를 가진다. 따라서, GPS 수신기 (120) 및 TCXO (124) 는 전력이 필요하지 않은 경우 전력 다운된다. 또한 시스템 (100) 은 GPS 수신기 (120) 가 SV 로부터 타이밍 신호들을 활발하게 획득하지 못하는 경우 타이밍 신호들을 제공하는 슬리프 클럭 (126) 을 포함한다.
또한 시스템 (100) 은 입력 디바이스 (128) 및 디스플레이 (미도시) 와 같은 I/O 장치들을 포함한다. 입력 디바이스 (128) 는 키패드일 수도 있고 디스플레이는 액정 디스플레이 등에 의해 구현될 수도 있다.
선택 프로세서 (130) 는, GPS 수신기 (120) 에 의해 수행되는 그 다음 후속 위치 결정에 대해, TCXO (124) 또는 슬리프 클럭 (126) 중의 어느 하나를 사용하여 시스템의 전력 소모를 추정하는데 사용된다. 선택 프로세서 (130) 는 전력 소모를 최소화하기 위해 TCXO (124) 또는 슬리프 클럭 (126) 중의 어느 하나를 선택적으로 활성화시킨다. 이하, 선택 프로세서 (130) 의 동작 설명이 제공된다.
전술한 다양한 컴포넌트들이 배터리 (132) 에 의해 전력공급되고 또한 전력 조정 회로 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 자동차에서, 또는 외부 전원이 이용가능한 다른 장소에서, 전력 소모는 문제가 되지 않을 수도 있다. 그러나, 많은 애플리케이션들에서, 시스템 (100) 에 대한 유일한 전원은 배터리 (132) 이다. 이러한 예들에서, 전력 소모를 가능한 많이 최소화하는 것이 바람직하다.
전술한 다양한 컴포넌트들이 버스 시스템 (134) 에 의해 상호 연결된다. 버스 시스템 (134) 은 데이터 버스, 전력 버스, 제어 버스 등을 포함할 수도 있다. 그러나, 명확성을 위해, 다양한 버스들이 버스 시스템 (134) 으로서 도 1 에 나타내진다.
도 1 의 블록도는 시스템 (100) 을 기능성 레벨에서 나타내기 위한 것이다. 따라서, 일부 기능성 블록들 또는 그것의 일부는 메모리 (104) 에 저장된 일련의 소프트웨어 명령들에 의해 구현되고 CPU (102) 에 의해 실행될 수도 있다. 예를 들어, 선택 프로세서 (130) 는 메모리 (104) 에 저장된 프로그램 단계들에 의해 구현되고 CPU (102) 에 의해 실행될 수도 있다. 그러나, 선택 프로세서 (130) 는, 그것이 별개의 기능을 하므로, 도 1 의 기능성 블록도에서 나타내진다.
시스템 (100) 은 TCXO (124) 내의 정확한 시간 소스와 저 전력 슬리프 클럭 (126) 을 포함한다. 슬리프 클럭 (126) 이 TCXO (124) 대신에 사용되면, 시간 불확실성이 보다 빠르게 증가한다. 이것은 정확한 위치 결정을 하기 위해 더 긴 후속 GPS 세션을 발생시킨다. 이 더 긴 GPS 세션은 더 많은 에너지를 소모한다. 시스템 (100) 은 전류 소모를 최소화하도록 설계된다. 따라서, GPS 수신기 (120) 의 전류 소모를 고려하여, TCXO (124) 또는 슬리프 클럭 (126) 중의 어느 하나의 클럭 전류 소모가 고려된다.
시스템 (100) 은 배터리 (132) 의 전력 고갈을 최소화하기 위해 최적 루틴을 수행한다. GPS 수신기 (120), TCX0 (124) 및 슬리프 클럭 (126) 에 의한 전류 소모는 GPS 위치 결정 레이트 (GPS fix rate) (즉, GPS 위치 결정 절차의 주파수),신호 상태, 미리 계산된 전류 소모 추정값들에 기초하여 추정된다. 위치 결정 의 결론에서, 시스템 (100) 은 GPS 수신기 (120) 에 의한 위치 결정의 추정된 지속기간과 위치 결정들간에 소모된 전류를 포함하여, 그 다음 후속 위치 결정의 종료까지 전류 소모를 추정한다. 제 1 전류 소모 추정값은 TCXO (124) 의 동작이 위치 결정들 사이에 있다고 가정하여 계산되며, 별개의 제 2 전류 추정값은 위치 결정들 사이에 슬리프 클럭 (126) 의 사용을 가정하여 계산된다. 위치 결정을 수행하는데 GPS 수신기 (120) 에 의해 요구되는 시간은 부분적으로 시간 불확실성에 기초한다. 슬리프 클럭 (126) 의 사용은 점차적으로 시간 불확실성을 증가시켜서 위치 결정을 수행하는데 GPS 수신기 (120) 의 더 긴 동작 주기를 요구한다. 다른 방법으로, 더 정확하지만 더 높은 전력 공급의 TCXO (124) 의 사용은 클럭 회 로에 의한 전력 소모를 증가시키지만, 더 적은 위치 결정 시간과 이에 의한 GPS 수신기 (120) 의 더 단축된 활성 주기를 발생시킨다. 전류 소모를 최소화하는 옵션은 선택적이다.
(예를 들어, CPU (102) 에 의해 구현될 수도 있는) 선택 프로세서 (130) 는 TCXO (124) 또는 슬리프 클럭 (126) 중의 어느 하나를 선택적으로 활성화시킨다. 선택 프로세서 (130) 는 전류 소모를 추정하는데 많은 인자들을 고려한다. 이들은 GPS 수신기 (120), TCXO (124) 및 슬리프 클럭 (126) 에 대한 전류 소모의 추정값을 포함한다. 또한, 선택 프로세서 (130) 는 위치 결정들 사이의 시간과 GPS 위치 결정에 대한 추정 지속기간을 고려한다.
맨 처음의 3 개의 양이 시스템 내에 사전-프로그램되고 예를 들어, 메모리 (104) 에 저장된다. 통상적인 GPS 수신기 (예를 들어, GPS 수신기 (120)) 에서의 전류 소모는 대략 120 밀리 암페어 (mA) 이다. 통상적인 온도 보상 수정 발진기 (예를 들어, TCXO (124)) 에서의 전류 소모는 대략 27mA 이다. 통상적인 타이머 (예를 들어, 슬리프 클럭 (126)) 에 대한 전류 소모는 대략 2.75mA 이다. 물론, 이들 전류 소모는 단지 통상적인 회로 컴포넌트들의 예들이고, 위치 결정 디바이스를 구현하기 위해 선택된 특정 회로 컴포넌트들 및 회로 설계에 기초하여 변할 수도 있다. 그러나, TCXO (124) 에서의 전류 소모는 슬리프 클럭 (126) 에서의 전류 소모보다 상당히 크고 GPS 수신기 (120) 에서의 전류 소모가 클럭 소스들 중의 어느 하나에서의 전력 소모보다 상당히 크다라고 일반적으로 말할 수 있다. 본 명세서에서는 TCXO (124) 와 슬리프 클럭 양자를 종종 "타이머"로 칭한다.
위치 결정 사이의 시간은 애플리케이션 프로그램에 기초하여 통상적으로 고정된다. 예를 들어, 시스템 (100) 은 매분마다 위치 결정을 수행하도록 구성될 수도 있다. 전술한 인자들 외에도, 시스템 (100) 은 GPS 검색 지속기간을 추정해야만한다. 시스템 (100) 은 "로우 모드"에서 검색된 SV 의 개수와 획득 어시스트 (AA) 데이터에서의 SV 의 개수를 포함하여, 현재 검색으로부터의 정보를 포함한다. AA 데이터는 GPS 수신기 (120) 에 의해 검출될 것으로 예상되는 SV 의 리스트이다.
통상적인 GPS 수신기 (예를 들어, GPS 수신기 (120)) 는 "하이 모드" 와 "로우 모드" 에서 동작한다. GPS 수신기 (120) 는 초기에 AA 데이터에 리스트된 모든 SV 를 검출하는 시도에서 하이 모드로 동작한다. GPS 수신기 (120) 는 하이 모드에서 검출되지 않았던 AA 데이터에 리스트된 SV 로부터 신호들을 검출하기 위해 로우 모드에서 후속 검색을 한다. 기지된 바와 같이, 하이 모드 검색은 로우 모드에서의 검색보다 시간이 훨씬 적게 소요된다. 따라서, 시스템 (100) 은 그 다음 후속 위치 결정에 대한 GPS 검색 지속기간을 추정하기 위해, 로우 모드에서 검색되었던 SV 의 개수뿐만 아니라 AA 데이터와 SV 의 개수를 이용한다.
GPS 검색 시간을 추정하는데 시스템 (100) 에 의해 고려되는 또 다른 인자는 검색 윈도우의 사이즈이다. 윈도우 사이즈는 GPS 수신기 (120) 의 위치 불확실성과 시간 불확실성에 기초하며, AA 데이터에서의 인공위성 비클의 개수 및 로우 모드에서 검출된 인공위성 비클의 개수와 무관하다. 예시적인 실시형태에서, 시스템 (100) 은 SV 각각에 대해 시간 불확실성과 위치 불확실성이 동일하다고 가정한다. 따라서, GPS 검색 시간을 추정하기 위해, 시스템 (100) 은 동일한 윈도우 사이즈가 각각의 SV 에 대해 사용된다고 가정한다.
GPS 검색 시간의 추정 예로서, GPS 수신기 (120) 의 컴포넌트는 대략 32 칩의 세그멘트들로 SV 로부터 타이밍 신호를 검색한다. 윈도우 사이즈가 100 칩인 것으로 가정하면, 하이 모드 또는 로우 모드 중의 어느 하나의 모드에서의 각각의 SV 에 대한 세그멘트들을 검색하는 것이 필요하다. 본 예에서, 8 개의 인공위성이 하이모드에서 검출되었다면, 각각의 인공위성은 검색의 4 세그멘트를 필요로 하고 전체 32 세그멘트가 검색될 필요가 있다. 하이 모드에서의 세그멘트 검색은 대략 80 밀리초 (msec) 로, 전체적으로는 대략 2.56초 걸린다. 5 개의 인공위성이 로우 모드에서 검출되는 경우, 각 검색 세그멘트는 대략 2초를 필요로 하고, 전체 20 개의 세그멘트는 전체 40초 동안 검색될 필요가 있다. 따라서, 이 예의 경우 전체 추정 검색 시간은 대략 42.5 초이다.
많은 디바이스들이 동시에 복수의 세그멘트들을 검색할 수 있어, 전체 획득시간을 감소시킨다. 예를 들어, GPS 수신기 (120) 는 8 개의 세그멘트들이 동시에 검색되도록 구성될 수 있다. 이 구성에서, 하이 모드에서 8 개의 인공위성을 검색하는 것은 대략 320 밀리초 걸리고 로우 모드에서 5 개의 인공위성을 검색하는 것은 대략 6 초 걸린다. 이 방식으로, 시스템 (100) 은 GPS 검색 시간을 추정한다. 시스템 (100) 은 TCXO (124) 에 의해 제공되는 상대적으로 낮은 시간 불확실성과 슬리프 클럭 (126) 의 더 높은 시간 불확실성을 사용하여 GPS 검 색 시간을 추정한다. 따라서, GPS 검색 시간은 각각의 시간 소스들을 사용하여 추정된다.
시스템 (100) 은 현재의 검색에 대한 다양한 결과를 분석하고, 위치 결정들 사이의 시간 뿐만 아니라, 전술한 것들과 같은 불확실성 특징들을 이용하여 그 다음 검색에 대한 GPS 검색 지속 기간을 추정한다. 예를 들어, 일반적으로, 시스템 (100) 은 다음의,
Itot = Tfix * Isleep + Tgps * Igps
를 사용하여 GPS 검색 시간을 결정하고 전류 소모를 추정하며, 여기서 Itot 전체 전류 소모이고, Tfix 는 위치 결정들 사이의 시간이고, Isleep 는 TCX0 (124) 또는 슬리프 클럭 (126) 중의 어느 하나에 의해 사용된 전류 소모이며, Tgps 는 위치 결정들 사이의 클럭 소스로서 TCXO (124) 또는 슬리프 클럭 (126) 을 사용하여 그 다음 위치 결정을 수행하는데 요구될 추정된 GPS 시간이고, Igps 는 GPS 수신기 (120) 의 전류 소모이다.
선택 프로세서 (130) 는 TCXO (124) 에 대한 전류 소모값을 사용하여 상기 식을 계산하고 슬리프 클럭 (126) 에 대한 전류 소모값을 사용하여 동일 식을 계산한다. 또한, 선택 프로세서 (130) 는, GPS 수신기 (120) 와 함께 TCXO (124) 를 사용하여 그리고 GPS 수신기와 슬리프 클럭 (126) 을 사용하여 그 다음 위치 결정에 대한 예상 전체 전력 소모를 결정하기 위해, 각각의 시간 소스들을 이용하여 GPS 검색 시간을 고려한다. 결과가 Itot 에 대한 가장 낮은 값을 생성하는 어는 것이든 선택된다.
예를 들어, 선택 프로세서 (130) 가, TCXO (124) 를 사용함으로써 전력 소모가 더 최적화된다고 결정하는 경우, 시스템 (100) 은 후속 위치 결정동안에 GPS 수신기 (120) 와의 동작을 위해 TCXO (124) 를 선택적으로 활성화시키고, 전력 소모를 감소시키기 위해 슬리프 클럭 (126) 을 선택적으로 비활성화시킨다. 이 예에서, 선택 프로세서 (130) 는, TCXO (124) 가 충분한 개수의 인공위성을 획득하는데 GPS 수신기 (120) 에 의해 요구되는 시간량을 감소시키는지를 결정하였다. 따라서, 전체 전력 소모는 최소화된다.
한편, 선택 프로세서 (130) 가 전체 전력 소모가 슬리프 클럭 (126) 을 사용하여 더 작아진다라고 결정하는 경우, 시스템 (100) 은 후속 위치 결정에서 GPS 수신기 (120) 와의 사용을 위해 슬리프 클럭 (126) 을 선택적으로 활성화시키고 전력 소모를 감소시키기 위해 TCXO (124) 를 선택적으로 비활성화시킨다. 따라서, 시스템 (100) 은, TCXO (124) 또는 슬리프 클럭 (126) 중의 어느 하나를 선택적으로 활성화시킴으로써 전체 전력 소모를 최적화한다.
또한, GPS 수신기 (120) 는 위치 결정동안에만 선택적으로 활성화된다. 이들 다양한 컴포넌트들 (예를 들어, GPS 수신기 (120), TCXO (124) 및 슬리프 클럭 (126)) 의 선택적 활성은 CPU (102) 로부터의 제어 라인들 또는 CPU (102) 에 의해 선택된 컴포넌트들에 송신되는 명령들을 사용하여 용이하게 구현될 수도 있 다. 제어 회로의 다른 구현들은 용이하게 명확해진다.
시스템의 동작은 도 2 의 흐름도에서 나타내어지며, 여기서, 시작 150 에서, GPS 수신기 (120), TCXO (124) 및 슬리프 클럭 (126) 에 대한 전류 소모 파라미터들은 모두 시스템 (100) 내에서 프로그램된다. 단계 152 에서, 위치 결정들 사이의 시간이 시스템 (100) 내로 입력된다. 위치 결정들 사이의 시간은 애플리케이션 소프트웨어에 의해 설정될 수도 있고 예를 들어, 도 1 의 입력 디바이스 (128) 를 사용하여 사용자에 의해 초기화될 수도 있다. 시스템 (100) 이 위치 결정을 초기화하기 위해 입력 디바이스 (128) 의 활성화를 검출하는 경우, 시스템 (100) 은 위치 결정들 사이의 평균 시간을 계산할 수도 있고 단계 152 에서의 그 데이터를 사용할 수도 있다.
단계 154 에서, 시스템 (100) 은 GPS 수신기 (120) 를 활성화시킴으로써 위치 결정을 초기화한다. 단계 156 에서, 시스템은 GPS 수신기 (120) 에 의해 획득된 위치 결정 데이터를 저장하고 또한 디스플레이 (미도시) 상에 위치 데이터를 디스플레이한다. 단계 158 에서, GPS 수신기 (120) 는 비활성화된다.
단계 160 에서, 시스템 (100) 은 그 다음 위치 결정에 대한 GPS 위치 결정 시간을 추정한다. 전술한 바와 같이, 추정된 GPS 검색 시간은 어느 시간 소스 즉, 도 1 의 TCXO (124) 또는 슬리프 클럭 (126) 이 선택되는지에 의존하여 변한다. 또한 선택 프로세서 (130) 는 그 다음 위치 결정까지의 시간량을 고려한다. 그 다음 위치 결정까지의 시간이 상대적으로 짧다면, 시간 불확실성도 대응하여 짧다. 따라서, 그 다음 위치 결정까지의 시간이 소정의 임계값보다 낮 게 있다면, 시간 불확실성이 허용할 수 없을 정도로 크지 않기 때문에 시스템 (100) 은 슬리프 클럭을 선택적으로 활성화시킨다. 반대로, 그 다음 위치 결정까지의 시간이 소정의 임계값보다 높게 있다면, 시스템 (100) 은 TCXO (124) 를 선택적으로 활성화시킨다. 그러나 그 다음 위치 결정까지의 시간이 지나치게 크다면, TCXO (124) 를 사용하는 시간 불활실성은 상당히 클 수도 있고, 추정 GPS 검색 시간은 길어진다. 이 경우, 시스템 (100) 은 선택적으로 슬리프 클럭을 활성화시키고 그 다음 위치 결정 시간까지 전력을 보존할 수 있다.
단계 162 에서, 시스템 (100) 은 그 다음 위치 결정의 종료까지 추정된 전류 소모를 계산한다. 이것은 TCXO (124) 를 사용하는 계산과 슬리프 클럭 (126) 을 사용하는 별도의 계산을 포함한다. 전술한 바와 같이, 시스템 (100) 은 가장 작은 전체 전류 소모를 제공하는 클럭 소스를 선택한다.
단계 164 에서, 시스템 (100) 은 사용되지 않을 클럭을 비활성화시키고, 단계 166 에서 시스템은 그 다음 위치 결정을 위한 시간인지를 결정한다. 그 다음 위치 결정을 위한 시간이 아니면, 결정 166 의 결과는 "아니오"이고 시스템 (100) 은 결정 166 으로 리턴한다. 그 다음 위치 결정을 위한 시간이면, 결정 166 의 결과는 "예"이다. 이 경우, 시스템 (100) 은 단계 154 로 리턴하고 위치 결정을 초기화한다.
따라서, 시스템 (100) 은 필요한 경우에만 회로 컴포넌트들을 선택적으로 활성화시킴으로써 그리고 선택적인 클럭 소스들 (예를 들어, 도 1 의 TCXO (124) 및 슬리프 클럭 (126)) 을 사용하여 전류 소모를 추정함으로써, 배터리 (132) 에 대한 전류 소모를 최적화시킨다.
또한 시스템 (100) 의 다른 부분들도 TCXO (124) 를 사용할 수도 있다. 예를 들어, TCXO (124) 는 송수신기 (112) 의 동작에서 사용될 수도 있다 (도 1 참조). TCXO (124) 가 다른 이러한 동작들에 대해 활성이면, TCXO (124) 는 또한 GPS 수신기 (120) 와의 사용을 위한 클럭 소스로서 사용될 수 있다. 이러한 경우에는, 도 2 의 흐름도 예에서 나타내진 최적화 절차는 구현될 필요가 없다. 또한, 도 2 에서 나타내진 절차는 시스템 (100) 이 아이들 (idle) 인 경우에 구현될 수도 있다. 전류 소모식의 예에 대해 전술한 위치 결정들 사이의 시간 대신에 그 다음 위치 결정까지의 시간을 사용하여 계산이 수행된다.
전술한 실시형태들은 상이한 다른 컴포넌트들 내에 포함된 또는 상이한 다른 컴포넌트들과 연결된 상이한 컴포넌트들을 설명한다. 이러한 설명된 아키덱처들은 단지 예시적이며 사실상 동일한 기능성을 달성하는 다른 많은 아키텍처들이 구현될 수 있다. 개념적인 의미에서, 동일한 기능성을 달성하기 위한 컴포넌트들의 임의의 구성은 원하는 기능성이 달성될 수 있도록 효율적으로 "결합될" 수 있다. 따라서, 특정 기능성을 달성하기 위해 결합된 본 명세서에의 2 가지 컴포넌트들은 아키텍처 또는 중간 컴포넌트들과 무관하게, 원하는 기능성이 달성되도록 서로 "함께 결합되는" 것으로서 이해된다. 유사하게, 그렇게 결합된 임의의 2 개의 컴포넌트들은 원하는 기능성을 달성하기 위해 서로 "동작가능하게 연결되는" 또는 "동작가능하게 커플링되는" 것으로서 보여질 수도 있다.
본 발명을 어느 정도로 상세하게 설명하고 나타내었지만, 본 기재 내용은 단 지 예시로서 이루어진 것이며, 부분 (part) 들의 결합 및 구성에서의 수많은 변화들이 이하에서 청구된 바와 같은 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고, 재분류될 수도 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 사용된 용어는 "개방된 (open)" 용어로서 의도된다. 예를 들어, 용어 "포함하는 (including)" 은 "포함하지만 ~에 한정되지 않는" 으로 해석되어야만 하고, 용어 "포함한다 (includs)" 는 "포함지만 ~ 에 한정되지 않는다"으로 해석되어야 하고, 용어 "가지는 (having)" 은 "적어도 가지는" 등으로 해석된다.
도입되는 청구항 인용의 특정 개수를 의도하는 경우, 이러한 의도는 명백히 청구항에서 인용될 것이고, 이러한 인용이 결여되었다면 이러한 의도는 존재하지 않는다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 다음의 첨부된 청구 범위는 청구항 인용을 도입하기 위해 서두 문장인 "적어도 하나" 및 "하나 이상" 의 용법을 포함할 수도 있다. 그러나, 이러한 문장의 사용은, 부정 관사 "a" 또는 "an" 에 의한 청구항 인용의 도입이 이러한 서두의 청구항 인용을 포함하는 임의의 특정 청구항을, 심지어 동일한 청구항이 서두 문장 "하나 이상" 또는 "적어도 하나" 및 "a" 또는 "an" 과 같은 부정 관사를 포함하는 경우에도 (예를 들어, "a" 및/또는 "an" 은 통상적으로 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다), 단지 하나의 이러한 인용을 포함하는 발명들로 한정하려는 의도가 아니며, 청구항 인용을 도입시키기 위해 사용되는 정관사의 사용에 대해서도 동일하다. 또한, 도입되는 청구항 인용의 특정 개수가 명확하게 인용되는 경우, 이러한 인용은 통상 적으로 적어도 인용되는 개수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다 (예를 들어, 다른 수식어 없이 "2 개의 인용" 의 그대로의 인용 (bare reciation) 은 통상적으로 적어도 2 개의 인용 또는 2 개 이상의 인용을 의미한다).

Claims (25)

  1. 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템으로서,
    선택적으로 활성화되는 경우 제 1 레벨의 전력 소모를 가지고, 제 1 레벨의 정확성으로 제 1 시간 신호를 발생시키는, 선택적으로 활성화되는 제 1 타이머;
    선택적으로 활성화되는 경우 제 1 레벨의 전력 소모보다 더 작은 제 2 레벨의 전력 소모를 가지고, 제 1 레벨의 정확성보다 더 작은 제 2 레벨의 정확성으로 제 2 시간 신호를 발생시키는, 선택적으로 활성화되는 제 2 타이머;
    선택적으로 활성화되는 경우, 위치 결정을 허용하는 신호들을 수신하고 상기 수신 신호들과 상기 제 1 신호 또는 제 2 신호 중의 어느 한 신호를 사용하여 무선 디바이스의 위치를 결정하고, 제 3 레벨의 전력 소모를 가지는, 선택적으로 활성화되는 위치 결정 수신기; 및
    상기 위치 결정 수신기와의 사용을 위해 상기 제 1 또는 제 2 타이머 중의 어느 하나의 타이머를 선택적으로 활성화시켜, 무선 디바이스의 전력 소모를 최적화하는, 선택 프로세서를 포함하는, 무선 통신 디바이스에서 전력을 최적화하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 수신기는 글로벌 위치측정 시스템 (GPS : Global Positioning System) 인, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 프로세서는,
    상기 위치 결정 수신기가 상기 제 1 타이머를 사용하여 상기 무선 디바이스의 위치를 결정하는 제 1 추정 시간; 및
    상기 위치 결정 수신기가 상기 제 2 타이머를 사용하여 상기 무선 디바이스의 위치를 결정하는 제 2 추정 시간을 결정하고,
    상기 선택 프로세서는,
    상기 제 1 추정 시간동안 상기 제 1 및 제 3 레벨의 전력 소모; 및
    상기 제 2 추정 시간동안 상기 제 2 및 제 3 레벨의 전력 소모를 더 계산하고,
    상기 선택 프로세서는, 어느 계산이 위치 결정동안에 보다 작은 전력 소모를 나타내는지에 기초하여 상기 제 1 또는 제 2 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 프로세서는 제 1 및 제 3 레벨의 전력 소모를, 상기 제 2 및 제 3 레벨의 전력 소모와 비교하고, 상기 위치 결정 수신기와 상기 선택적으로 활성화되는 타이머의 가장 낮은 전력 소모에 기초하여 상기 제 1 또는 제 2 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 프로세서는, 그 다음의 위치 결정까지의 시간이 소정의 시간보다 더 작은 경우, 상기 제 2 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 타이머는 온도 보상 수정 발진기를 구비하는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 프로세서는, 그 다음의 위치 결정까지의 시간이 소정의 시간보다 더 큰 경우, 상기 제 1 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 수신기는 복수의 인공위성 비클 (satelite vehicle) 로부터 신호들을 수신하고, 상기 선택 프로세서는 이전의 위치 결정에서 상기 위치 결정 수신기에 의해 검출된 인공위성 비클들의 개수에 기초하여 상기 제 1 또는 제 2 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  9. 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템으로서,
    선택적으로 활성화되는 경우 제 1 레벨의 전력 소모를 가지고, 제 1 레벨의 정확성으로 제 1 시간 신호를 발생시키는, 선택적으로 활성화되는 제 1 타이머 수단;
    선택적으로 활성화되는 경우 제 1 레벨의 전력 소모보다 더 작은 제 2 레벨의 전력 소모를 가지고, 제 2 시간 신호를 발생시키는, 선택적으로 활성화되는 제 2 타이머 수단;
    선택적으로 활성화되는 경우, 위치 결정을 허용하는 신호들을 수신하고 상기 수신 신호들과 상기 제 1 신호 또는 제 2 신호 중의 어느 한 신호를 사용하여 무선 디바이스의 위치를 결정하고, 제 3 레벨의 전력 소모를 가지는, 선택적으로 활성화되는 위치 결정 수단; 및
    상기 위치 결정 수단과의 사용을 위해 상기 제 1 또는 제 2 타이머 수단 중의 어느 하나의 타이머 수단을 선택적으로 활성화시켜, 무선 디바이스에서의 전력 소모를 최적화하는, 선택적 활성화 수단을 포함하는, 무선 통신 디바이스에서 전력사용을 최적화하는 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 선택적 활성화 수단은, 상기 제 1 타이머를 사용하여 상기 무선 디바이 스의 위치를 결정하는 제 1 추정 시간과 상기 제 2 타이머를 사용하여 상기 무선 디바이스의 위치를 결정하는 제 2 추정 시간을 결정하고,
    상기 선택적 활성화 수단은, 상기 제 1 추정 시간동안 상기 제 1 레벨의 전력 소모와 상기 제 2 추정 시간동안 상기 제 2 레벨의 전력 소모를 더 계산하고,
    상기 제 1 및 제 2 타이머 수단 중 어느 타이머 수단이 위치 결정동안에 보다 작은 전력을 소모하는지에 기초하여, 상기 제 1 또는 제 2 타이머 수단을 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 선택적 활성화 수단은,
    상기 제 1 타이머 수단을 사용하여 그 다음의 위치 결정을 획득하기 위한 제 1 추정 시간을 계산하고,
    상기 제 2 타이머 수단을 사용하여 그 다음의 위치 결정을 획득하기 위한 제 2 추정 시간을 계산하며,
    상기 제 1 및 제 2 추정 시간들 동안의 전력 소모를 비교하고,
    상기 위치 결정 수단과 상기 선택적으로 활성화되는 타이머 수단의 가장 낮은 전력 소모에 기초하여, 상기 제 1 또는 상기 제 2 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택적 활성화 수단은, 후속하는 위치 결정까지의 추정 시간을 더 결정하고, 상기 후속하는 위치 결정의 완료까지 가장 낮은 전력 소모의 결정에 기초하여 상기 제 1 또는 제 2 타이머 수단을 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 타이머는 온도 보상 수정 발진기를 구비하는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 선택적으로 활성화되는 위치 결정 수단은, 활성화되는 경우 복수의 인공위성 비클로부터 신호들을 수신하고, 상기 선택적 활성 수단은 이전의 위치 결정에서 검출된 인공위성 비클들의 개수에 기초하여, 상기 제 1 또는 제 2 타이머 중의 어느 하나의 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  15. 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템으로서,
    각각 개개의 상이한 제 1 및 제 2 레벨의 전력 소모를 가지고, 각각 개개의 제 1 및 제 2 레벨의 정확성으로 개개의 제 1 및 제 2 시간 신호들을 발생시키는, 제 1 및 제 2 타이머;
    상기 제 1 또는 제 2 시간 신호 소스 중의 어느 하나의 소스로부터 시간 신호들을 수신하여 상기 무선 디바이스의 위치를 결정하는, 위치 결정 수신기; 및
    상기 제 1 또는 상기 제 2 시간 신호 중의 어느 하나의 시간 신호를 상기 위치 결정 수신기에 제공하는 상기 제 1 또는 제 2 시간 신호 소스 중 어느 하나의 시간 신호 소스를 인에이블하여, 상기 무선 통신 디바이스의 전력 소모를 최적화 하는, 선택 프로세서를 포함하는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  16. 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템으로서,
    제 1 또는 제 2 인에이블된 시간 신호 소스 중의 어느 하나의 시간 신호 소스로부터 시간 신호들을 수신하여 상기 무선 디바이스의 위치를 결정하는, 위치 결정 수신기; 및
    상기 제 1 또는 상기 제 2 시간 신호들 중의 어느 하나의 시간 신호를 상기 위치 결정 수신기에 제공하는 상기 제 1 또는 제 2 시간 신호 소스 중 어느 하나의 시간 신호 소스를 선택적으로 인에이블하여, 상기 무선 통신 디바이스의 전력 소모를 최적화하는, 선택적 프로세서를 포함하는, 무선 통신 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 시스템.
  17. 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법으로서,
    제 1 타이머를 사용하여 상기 무선 위치 결정 디바이스의 위치를 결정하기 위해 제 1 위치 결정 시간 (position fix time) 을 추정하는 단계;
    제 2 타이머를 사용하여 상기 무선 위치 결정 디바이스의 위치를 결정하기 위해 제 2 위치 결정 시간을 추정하는 단계;
    상기 제 1 타이머를 사용하여 위치 결정에 대한 전력 소모를 결정하는 단계;
    상기 제 2 타이머를 사용하여 위치 결정에 대한 전력 소모를 결정하는 단계; 및
    상기 전력 소모의 결정들에 기초하여 상기 위치 결정 디바이스와의 사용을 위해 상기 제 1 타이머 또는 제 2 타이머 중의 어느 하나의 타이머를 선택적으로 활성화시키는 단계를 포함하는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 타이머는 상기 제 2 타이머보다 더 큰 정확성을 가지며, 상기 제 1 타이머는 상기 제 2 타이머보다 더 큰 전력 소모를 가지는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 타이머 또는 제 2 타이머 중 어느 하나의 타이머를 선택적으로 활성화시키는 단계는, 그 다음의 후속 위치 결정이 발생할때까지의 예상 시간에 적어도 부분적으로 기초하는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방 법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 타이머는 상기 제 2 타이머보다 더 큰 정확성을 가지고, 상기 제 1 타이머는 상기 제 2 타이머보다 더 큰 전력 소모를 가지며, 상기 그 다음의 후속 위치 결정까지의 예상 시간이 소정의 시간보다 더 작은 경우 상기 제 2 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 타이머는 상기 제 2 타이머보다 더 큰 정확성을 가지고, 상기 제 1 타이머는 상기 제 2 타이머보다 더 큰 전력 소모를 가지며, 상기 그 다음의 후속 위치 결정까지의 예상 시간이 소정의 시간보다 더 큰 경우 상기 제 1 타이머를 선택적으로 활성화시키는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 타이머는 상기 제 2 타이머보다 더 큰 정확성을 가지고, 상기 제 1 타이머는 상기 제 2 타이머보다 더 큰 전력 소모를 가지며, 상기 그 다음의 후속 위치 결정까지의 예상 시간이 소정의 시간보다 더 큰 경우 상기 제 2 타이머를 선 택적으로 활성화시키는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 위치 결정은 복수의 인공위성 비클로부터 신호를 수신함으로써 결정되고, 상기 제 1 또는 제 2 타이머 중의 어느 하나의 타이머를 선택적으로 활성화시키는 단계는, 이전의 위치 결정에서 검출된 인공위성 비클의 개수에 적어도 부분적으로 기초하는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법.
  24. 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법으로서,
    제 1 타이머를 사용하여 위치 결정에 대한 제 1 전력 소모를 결정하는 단계;
    제 2 타이머를 사용하여 위치 결정에 대한 제 2 전력 소모를 결정하는 단계; 및
    상기 무선 위치 결정 디바이스에서 전력을 최적화하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 전력 소모 결정들에 기초하여 상기 위치 결정 디바이스와의 사용을 위해 상기 제 1 또는 제 2 타이머 중의 어느 하나의 타이머를 선택적으로 활성화시키는 단계를 포함하는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법.
  25. 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법으로서,
    개개의 제 1 및 제 2 타이머를 사용하여 무선 위치 결정 디바이스의 위치를 결정하기 위해 제 1 및 제 2 위치 결정 시간을 추정하는 단계;
    상기 제 1 위치 결정에 대한 제 1 전력 소모를 결정하는 단계;
    상기 제 2 위치 결정에 대한 제 2 전력 소모를 결정하는 단계; 및
    상기 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 전력 소모에 기초하여 상기 위치 결정 디바이스와의 사용을 위해 상기 제 1 타이머 또는 제 2 타이머 중의 어느 하나의 타이머를 선택적으로 활성화시키는 단계를 포함하는, 무선 위치 결정 디바이스에서 전력 사용을 최적화하는 방법.
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