KR20070020083A

KR20070020083A - Ｇｐｓ 장치

Info

Publication number: KR20070020083A
Application number: KR1020067026886A
Authority: KR
Inventors: 킴모 알라넨; 자리 시르자린네
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2007-02-16
Also published as: TW200602658A; CN1954233A; CN1954233B; EP2296001B1; WO2005114249A1; GB2414354A; EP1751575B1; ATE506621T1; EP1751575A1; US20070247358A1; ES2361601T3; EP2296001A1; GB0411394D0; US7893870B2; KR100876312B1; DE602005027561D1

Abstract

위치 추정을 위한 타이밍 데이터를 제공하도록 구성되는 타이밍 동기화 회로를 포함하는 위성 위치확인 장치가 개시된다. 상기 타이밍 동기화 회로는, 제 1 모드에서 위치 추정치의 지원 없이 적어도 하나의 수신 위성 위치확인 신호에 의존하여 상기 타이밍 데이터를 제공하고, 제 2 모드에서 위치 추정치의 지원을 받아 적어도 하나의 수신 위성 위치확인 신호에 의존하여 상기 타이밍 데이터를 제공하며, 상기 타이밍 동기화 회로는, 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 의존하여 동작에 관한 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 사이에서 스위칭하도록 구성된다.

Description

ＧＰＳ 장치{A GPS device}

본 발명은 위성 위치 확인 시스템에 관한 것이며, 특히 셀룰러 무선 시스템의 위치 신호를 동기화하는 통신 시스템에 사용하기 위한 위성 위치 확인 시스템에 관한 것이나, 이에 국한되는 것은 아니다.

무선 셀룰러 통신 네트워크들 및 그들의 동작은 일반적으로 공지되어 있다. 그러한 시스템에서 네트워크에 의해 커버되는 영역은 셀(cell)들로 나누어진다. 각각의 셀에는 기지국이 제공되며, 상기 기지국은 그와 관련된 셀 내의 복수의 이동국 또는 그 밖의 사용자 장치와 통신하도록 구성된다.

이러한 공지된 시스템들에서, 기지국과 관련하여 이동국의 위치를 정하는 것이 가능하며, 따라서 기지국의 동작 전송 범위(operational transmission range) 내에서 이동국의 위치를 정하는 것이 가능하다.

또한, 공지된 바와 같이, 이동국과 공지된 기지국 또는 송신기 사이에서 신호의 송신 및 수신 간 시간을 측정함으로써 추가적 위치 정보가 결정될 수 있다. 기지국들로부터 송신되는 신호들에 의하는 그러한 TOA(time of arrival) 방법들을 사용하여, 수십 미터 범위 내에서 이동국의 위치를 정하는 것이 가능하다.

타이밍 신호들을 전송하기 위해 기지국을 사용하는 것 그리고 위치 추정 치(location estimate)를 결정하기 위해 상기 신호들을 사용하는 것은 몇몇 잠재적인 에러 및 문제점들을 안고 있는 추정치를 생성한다. 주요한 문제점들 중 하나는 기지국에서 이동국으로의 전송이 취할 수 있는 여러 상이한 경로(path)들이다. 경로는 직접적(direct)일 수 있으며, 이는 기지국 및 이동국들 간 거리에 대한 정확한 추정을 제공한다. 그와 달리, 상기 경로는 인공적 또는 자연적 현상, 이를테면 빌딩들, 큰 차량들 및 언덕들에 의해 회절 또는 반사될 수 있다. 이러한 우회적인 경로들은 기지국 및 이동국 간의 진정한 거리를 반영하지 않으며, 따라서 위치 추정 에러들을 발생시킨다. 이러한 회절 및 반사된 신호 경로들은 건물이 많은 환경 및 도시 환경에서 더 자주 발생하며, 따라서 기지국들의 증가된 밀도에 기인하여 더 정확한 기지국 위치 추정들을 저하시킨다.

지금까지, 위치 추정(location estimation)에 관한 개별적인 발전은 지구 주위를 돌고 있는 위성들로부터 수신된 신호들 간의 시간 차들을 측정함으로써 GPS(global positioning satellite) 수신기로 하여금 2, 3 미터 내에서 자신의 위치를 정확히 결정하도록 하는 GPS 시스템에 관한 발전이었다. 수신기 위치에 관한 정확한 추정이 이루어질 수 있도록 전송된 타이밍 시퀀스 신호에 대한 정확한 지식을 갖기 위해, GPS 시스템은 송신기(궤도 위성들) 및 상기 수신기 양자에 의존한다.

종래기술에 공지된 바와 같이, GPS 궤도 위성(GPS orbiting satellite)들은 각각 정확하고 매우 안정된 원자 시계를 소지하여 정확히 동기화된다. 또한, 위성들의 배치는 제어 지상국(controlling ground station)들을 통해 모니터링되며, 검 출된 타이밍 에러들이 효과적으로 보정된다.

각각의 GPS 수신기에 원자 시계와 같은 정확하고 안정된 클록 오실레이터(clock oscillator)를 공급하는 비용은 매우 높기 때문에, 전형적인 GPS 수신기는 적어도 네 대의 다른 위성들로부터 수신된 적어도 네 개의 개별 GPS 타이밍 신호들을 비교함으로써 정확한 GPS 타임 시퀀스를 결정한다. 이러한 위성들은 수신기 클록을 정확히 동기화하기 위해 그리고 또한, 상기 신호 위치에 대한 정확한 추정을 제공하기 위해 사용된다.

종래기술에 공지된 바와 같이, 타이밍 동기화 시퀀스(timing synchronisation sequence)는 각각의 GPS 위성에 의해 전송된 ToW(Time of Week) 신호를 수신함으로써 수행될 수 있다. 상기 ToW 신호는 GPS 서브프레임 당 한 번씩, 환언하면 정확히 매 6초마다 전송된다. ToW 신호의 검출은 주로 신호의 수신 세기에 의존하며, 특정 임계치 밑에서는 ToW 신호를 구성하는 정보 비트들을 디코딩하는 것이 불가능해진다. 추가적으로, ToW 신호 처리는 전력 소모에 악영향을 주는 상당한 양의 처리 시간을 필요로 한다.

몇몇 상황에서, 수신 신호가 수신 강도 임계치에 근접하는 타이밍 동기화 시퀀스 생성 속도(그리고 또한 그에 따른 위치 추정 속도)는 소정의 위치 추정치(location estimate)를 저장하고 그리고 상기 타이밍 동기화 시퀀스를 위한 '탐색 윈도우(search window)'을 제한하도록 상기 추정치를 기본 값(a priori value)으로 사용함으로써 개선될 수 있다.

이러한 방법들은 저장된 위치 추정치들을 타임 스탬핑(time stamping)하는 단계, 및 미리 정의된 값보다 오래된 위치 추정들을 버리는 단계에 의존한다. 이는 타이밍 동기화 시퀀스가 부정확한 위치 탐색 윈도우에서 그 검색을 시작하는 것을 예방한다.

이러한 방법들은 종전 저장 위치들이 부정확한 스타팅 위치(starting location)들이 아닐 때 단점을 지닌다. 상기 공지 방법들은 단순히 위치 추정들을 버리고 시스템으로 하여금 새로운 타이밍 동기화 시퀀스를 시작하도록 요구하여, 결과적으로 처리 및 전력 비용이 발생하게 된다.

본 발명의 실시예들의 목적은 앞서 논의한 문제점들 중 적어도 하나를 처리하거나 부분적으로 완화하는 것이다.

본 발명에 따르면, 위성 위치확인 장치(satellite positioning device)에 있어서: 위치 추정(location estimation)을 위한 타이밍 데이터를 제공하도록 구성되는 타이밍 동기화 회로(timing synchronisation circuit)로서, 제 1 모드에서 위치 추정치(location estimate)의 지원 없이 적어도 하나의 수신 위성 위치확인 신호(received satellite positioning signal)에 종속적으로 상기 타이밍 데이터를 제공하고, 그리고 제 2 모드에서 위치 추정치의 지원을 받아 적어도 하나의 수신 위성 위치확인 신호에 종속적으로 상기 타이밍 데이터를 제공하도록 구성되는 타이밍 동기화 회로를 포함하며, 상기 타이밍 동기화 회로는, 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 종속적으로 동작에 관한 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 사이에서 스위칭하도록 구성되는 위성 위치확인 장치(satellite positioning device)가 제공된다.

바람직하게는, 상기 타이밍 동기화 회로는 또한, 제 1 타임 구간(time period; N) 동안에 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 종속적으로 상기 제 2 모드에서 상기 제 1 모드로 스위칭되도록 구성된다.

상기 타이밍 동기화 회로는 또한, 제 2 타임 구간(M) 동안에 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 종속적으로 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 스위칭되도록 구성될 수 있다.

상기 장치는 상기 타이밍 데이터를 수신하도록 구성되고 그리고 타이밍 정보에 종속적으로 위치 추정치를 출력하도록 구성되는 위치 추정 회로(location estimation circuit)을 더 포함할 수 있다.

상기 위치 추정 회로는 또한 위치 레지스터(location register)를 포함할 수 있다.

상기 위치 레지스터는 RAM(random access memory)을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 동작에 관한 상기 제 1 모드는 GPS 타이밍 동기화 시퀀스(GPS timing synchronisation sequence)이다.

바람직하게는, 동작에 관한 상기 제 2 모드는 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스(location assisted GPS timing synchronisation sequence)이다.

집적 회로는 위에 설명된 위성 위치확인 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 제 2 태양에 따르면, 위치 추정을 위한 타이밍 데이터를 제공하도록 구성된 타이밍 동기화 회로를 포함하는 위성 위치확인 시스템에서 타이밍 데이터를 생성하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 적어도 하나의 글로벌 위치확인 위성 신호(global positioning satellite signal)를 수신하는 단계; 적어도 하나의 위치 추정치를 수신하는 단계; 제 1 모드에서, 위치 추정치의 지원 없이 상기 적어도 하나의 위성 위치확인 신호에 종속적으로 타이밍 데이터를 생성하는 단계; 제 2 모드에서, 위치 추정치의 지원을 받아 상기 적어도 하나의 위성 위치확인 신호에 종속적으로 타이밍 정보를 생성하는 단계; 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 종속적으로 상기 모드들 사이에서 스위칭하는 단계를 포함한다.

상기 모드들 사이에서 스위칭하는 상기 단계는 상기 타이밍 동기화 회로가 제 1 시간 구간(N) 후에 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 종속적으로 제 2 모드에서 제 1 모드로 스위칭하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 모드들 사이에서 스위칭하는 상기 단계는 상기 타이밍 동기화 회로가 제 2 타임 구간(M) 후에 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 종속적으로 제 1 모드에서 제 2 모드로 스위칭하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이하에서, 본 발명 및 본 발명이 어떻게 실시되는지에 대한 이해를 돕기 위해, 첨부도면들에 관한 실시예만을 참조할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 셀룰러 네트워크의 전형적인 셀 레이아웃에 관한 개관을 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 GPS(Global Positional Satellite) 시스템의 개관을 보여주는 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 셀룰러 네트워크 내에서 동작하는 이동국 무선 통신 트랜시버에 통합되는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 개관을 보여주는 도면이다.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 방법에 관한 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 개관을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들이 구현될 수 있는 셀룰러 통신 네트워크(51)의 일부가 도시되어 있다. 상기 네트워크에 의해 커버되는 영역은 복수의 셀(1, 9)로 나누어진다. 도 1에는 6개의 부분적 셀(9)로 둘러싸인 중심 셀(1)이 도시되어 있다. 명확성을 위해 상기 셀들과 접하는 다른 셀들은 도시되어 있지 않다.

각각의 셀들은 기지국으로도 알려진 베이스 트랜시버 스테이션(base transceiver station; 3)과 관련된다. 기지국(3)은 상기 기지국(3)과 관련된 이동 장치들 또는 그 밖의 사용자 장치(5)와 통신하도록 구성된다. 이동 장치의 예들은 이동 전화들, 트랜시버 기능을 가진 PDA(personal digital assistant)들, 및 트랜시버 기능을 가진 랩탑(laptop)들을 포함한다. 이러한 이동 장치들(5)은 또한 이동국으로도 알려져 있다.

셀들은 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 중첩될 수 있다. 몇몇 시스템에서, 이러한 셀들은 예시된 것과는 다른 형태를 가진다. 몇몇 실시예들에 있어서, 기지국들(3)은 그들의 관련 셀들 밖의 이동 장치들(5)과 통신할 수 있다. 다른 실 시예들에 있어서, 이동 장치들(5)은 이동 장치들(5)과 직접적으로 그리고 기지국(3)에 의지하지 않고 통신할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 기지국(3)은 다른 기지국(3)과 직접적으로 통신할 수 있다.

셀 내의 이동국(5) 및 기지국(3) 간의 통신은 기지국(3)에 의해 전송된 심볼들 및 프레임들 양자에 동기화된다. 종래기술에 공지된 바와 같이, 기지국(3)은 수 백만 분의 1의 범위 내로 정확하고 안정한 클록으로부터 그 타이밍을 유도한다. 이동국(5)은 기지국 신호들을 수신하고 그리고 상기 기지국 신호들을 자신의 내부 클록 및 타이밍들을 동기화하는데 사용한다.

종래기술에 공지된 바와 같이, CDMA(code division multiple access) 네트워크 표준들은 미국에서 사용되는 GPS 타이밍 시퀀스와 동기화되며, 다른 통신 표준들, 이를테면 GSM(global system for mobile communications) 및 WCDMA(wideband code division multiple access)는 GPS 타임에 동기화되는 기지국 타이밍을 제공하지 않고, 따라서 GPS 타임과 관련하여 비동기적인 것으로 여겨진다. 또한, 기지국들 및 그들의 타이밍은 서로 비동기적인 것으로 여겨질 수 있다.

도 2에는, 전형적인 GPS 시스템에 관한 개관이 도시되어 있다. GPS 수신기 또는 이동국(5)은 안테나를 사용하여 궤도 위성(orbiting satellite; 101)으로부터 신호들(103)을 수신한다. 도 2에서 이동국(5)은 4대의 궤도 위성들(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))의 배치를 "관측(see)"할 수 있다. 각각의 위성들은 신호들(103(a), 103(b), 103(c), 103(d))을 전송한다. 이러한 신호들은 서브프레임(subframe)들로 이루어진다. 각각의 서브프레임은 1초당 50비트의 데이터 시퀀스 를 포함한다. 상기 초당 50비트의 데이터 시퀀스는 공지된 프리앰블(preamble), ToW(Time of Week), 및 서브프레임 ID를 포함한다. 상기 프리앰블은 모든 서브프레임 시작에서의 소정 8비트 식별자(identifier), 및 모든 서브프레임 끝에서의 2비트(00) 시퀀스이며, 이는 모든 위성에 대하여 동일하다. ToW 신호는 현재 서브프레임의 시작 타임을 정확히 정의하는 17비트 시퀀스이다.

상기 신호가 매우 낮은 전력 레벨들에서 수신될 수 있도록 그리고 여전히 배경 잡음(background noise)으로부터 추출되도록 하기 위해, 공지된 의사랜덤 타이밍 시퀀스(pseudorandom timing sequence)를 사용하여 데이터 시퀀스가 변조된다. 골드 코드(gold code)로도 알려져 있는 상기 의사랜덤 시퀀스는 1023비트 길이이고 1.023Mhz에서 전송된다. 환언하면, 상기 코드 시퀀스는 데이터 비트당 20번 반복된다.

전형적인 GPS 시스템을 사용하는 이동국의 위치 추정치는 삼각측량법(triangulation)으로 알려져 있는 처리를 사용하여 수행된다. 상기 처리는 이동국(5) 및 궤도 위성(101)에 의해 저장되는 타임 신호가 정확히 동기화된 것을 가정한다. 상기 의사랜덤 타이밍 시퀀스는 위성(101)에서 반복적으로 전송되고 그리고 이동국(5)에 의해 수신된다. 그리고 나서 상기 이동국(5)은 상기 수신된 시퀀스를 예상 시퀀스(expected sequence)와 비교하여 타이밍 딜레이를 결정한다. 이러한 타이밍 딜레이 및 정확히 알려진 위성 위치를 사용함으로써, 이동국 추정치는 상기 이동국이 있는 것으로 추정되는 구면 아크(spherical arc)를 정한다. 정확한 위치 추정치를 제공하는 것은 바로 상기 아크들의 조합이다. 3대의 위성이 "관측"될 수 있다면, 추정 시스템이 기능을 하는 것을 조건으로, 세 아크들은 두 지점에서 교차한다. 네 대 이상의 위성이 "관측"된다면, 그때 아크들은 단일한 위치에서 교차한다 - 3차원 공간에서 단일한 위치 추정치를 제공한다.

도 3에는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 개관이 도시되어 있다. 이동국(5)은 안테나(301), GPS 수신기(303), 및 셀룰러 트랜시버(cellular transceiver; 305)를 포함한다.

상기 안테나(301)는 상기 GPS 수신기(303)에 연결된다. 상기 GPS 수신기(303)는 상기 셀룰러 트랜시버(305)에 연결된다.

또한, 상기 셀룰러 트랜시버(305)는 GPS 복조기(GPS demodulator; 313), 타이밍 시퀀스 추정기(timing sequence estimator; 325), 위치 추정기(location estimator; 319), 및 위치 레지스터(location register; 323)를 포함한다.

상기 GPS 복조기(313)는 상기 GPS 수신기(303)에 연결된다. 상기 GPS 복조기(313)는 또한 상기 타이밍 추정기(325)에 연결된다. 상기 타이밍 추정기(325)는 상기 위치 추정기(319)에 연결된다. 상기 타이밍 추정기는 또한 상기 위치 레지스터(323)에 연결된다. 상기 위치 추정기(319)는 또한 상기 위치 레지스터(323)에 연결된다.

다른 실시예들은 위치 값(location value)을 위치 레지스터(323) 대신 RAM(Random Access Memory)에 저장할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들은 상기 시스템 요소들의 기능을 프로세서 장치와 데이터 및 기능 요소 명령(functional element instruction)들을 저장하는 메모리로 구현할 수 있다.

이동국(5)은 또한 그 밖의 요소들을 포함하여 상기 이동국이 이동 통신 국으로서의 자신의 목적을 수행하도록 할 수 있다. 상기 본 발명의 실시예와 직접 관련되지 않는 요소들은 도 3에 나타나 있지 않으며 이하에서도 설명되지 않는다.

상기 안테나(301)는, 셀룰러 네트워크 주파수 성분들을 송수신할 수 있고, 위성들(101)에 의해 송신된 GPS 신호들을 수신할 수 있는 다중 대역폭 트랜시버 안테나(multi-bandwidth transceiver antenna)를 포함한다. 상기 수신된 신호들은 상기 GPS 수신기(303)에 전해진다. 상기 수신된 신호들은 또한 상기 GPS 수신기(303)을 통해 상기 셀룰러 트랜시버(305)에 전해진다.

다른 실시예에 있어서, 상기 GPS 및 셀룰러 신호들을 수신하기 위해 적어도 두 안테나가 사용된다. 다른 실시예들은 상기 셀룰러 트랜시버(305)에 연결되는 1 이상의 안테나 및 상기 GPS 수신기(303)에 연결되는 1 이상의 안테나를 가질 수 있다. 또한 몇몇 실시예에 있어서, 적어도 하나의 안테나는 오직 상기 셀룰러 트랜시버(305)에만 연결되고 그리고 적어도 하나의 안테나는 오직 상기 GPS 수신기(303)에만 연결된다.

상기 GPS 수신기(303)는 GPS 라디오 주파수 신호 성분들을 수신하고, 그리고 상호 연결(309)을 통해 상기 셀룰러 트랜시버(305)로 GPS 데이터를 출력한다. 본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 상기 셀룰러 트랜시버(305)로 출력된 상기 GPS 데이터는 수신 GPS 신호들이다. 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 타이밍 정보가 유도되도록 할 수 있는 셀룰러 트랜시버(305)로 GPS 신호 샘플이 출력된다.

상기 셀룰러 트랜시버(305) 내의 GPS 복조기(313)는 GPS 수신기(303)에 의해 출력된 GPS 데이터를 수신하고 그리고 상기 데이터를 복조하여 정확한 로컬 타이밍 값을 생성하는 타이밍 추정기(325)에 사용되는 데이터 스트림을 생성하도록 한다. 오직 GPS 데이터만을 사용하여 정확한 로컬 타이밍 값을 생성하는 것은 정상 GPS 타이밍 동기화 시퀀스(normal GPS timing synchronisation sequence)로 알려져 있다.

상기 GPS 타이밍 추정기(325)는 또한 위치 레지스터(323)로부터 저장된 위치 추정치를 수신한다. 상기 GPS 타이밍 추정기(325)는, GPS 데이터 및 저장된 위치 추정치 양자를 사용하여 상기 저장된 위치 추정치를 기본적 탐색 윈도우 개시 위치(a priori search window starting location)로 사용하는 타이밍 동기화 시퀀스를 수행할 수 있다. 그 위치가 정확한 기본적 추정치(a priori estimate)를 사용하는 것은 다른 방법으로 수행되는 경우보다 더 빠르고 전력 소비가 더 적은 타이밍 동기화 시퀀스를 제공한다. 이러한 위치 추정치의 사용은 또한 위치 지원 타이밍 동기화 시퀀스(location assisted timing synchronisation sequence)로도 알려져 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에서 사용되는 방법이 예시되어 있다.

시작 단계(401)는 셀룰러 트랜시버(305) 및 GPS 수신기(303)가 파워 업(power up) 또는 리셋(reset)을 수행하는 단계이다. 단계(403)에서 타이밍 추정기(325)는 오직 GPS 데이터만을 사용하는 정상 타이밍 동기화 시퀀스(normal timing sychronisation sequence)를 수행한다. 상기 시퀀스는 종래기술에 공지된 방법을 사용하여 이동국 타임(mobile station time)을 GPS 타임에 동기화한다.

단계(405)에서, 타이밍 동기화 시퀀스로부터 얻어진 GPS 타이밍 값, 및 수신된 GPS 타이밍 신호들은 위치 추정기(location estimator; 319)에 전달된다. 유도된 정확한 GPS 타이밍 값 및 개별적으로 수신된 GPS 타이밍 신호들로부터 위치 삼각측량법을 사용하여 GPS 수신기의 위치 추정치가 계산될 수 있다.

그리고나서 단계(407)에서, 상기 GPS 수신기 위치 추정치는 위치 레지스터(323)에 저장된다.

어느 정도 시간 후에, 단계(409)에서, 이동국(5)의 GPS 수신기는 추정된 GPS 타임을 리프레시(refresh)하려고 시도한다. 타이밍 추정기(325)는, 종래기술에 공지된 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스를 사용하여 동기화 GPS 타이밍 값을 생성하려고 시도한다.

제 1 소정 타임 구간(N 초) 만료 전에 상기 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스가 성공적이라면, 상기 방법은 단계(405)로 진행하고 그리고 새로운 위치 추정치를 생성하기 위하여 새로운 GPS 타이밍 값이 상기 위치 추정기(319)에 의해 사용될 수 있다.

제 1 소정 타임 구간(N 초)의 만료 후에, 저장 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스(stored location assisted timing synchronisation sequence)가 새로운 GPS 타이밍 값을 생성하지 않는다면, 예컨대 현재 GPS 수신기 위치가 저장된 GPS 수신기 위치와 상당히 다르다면, 상기 방법은 단계(411)로 진행된다.

단계(411)에서, 타이밍 추정기(325)는 상기 저장된 위치 값을 "잊어버린다". 환언하면, 상기 타이밍 추정기는 동작에 관한 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스 모드에서 정상 GPS 타이밍 동기화 시퀀스 모드로 스위칭한다.

단계(413)에서, 상기 정상 GPS 타이밍 동기화 시퀀스 모드의 타이밍 추정기(325)는, GPS 신호만을 이용하는 공지된 방법을 사용하여 GPS 타이밍 추정을 수행한다. 그러한 방법들은 훨씬 더 큰 '탐색 윈도우(search window)'를 적용하며 일반적으로 저장된 위치 값이 올바르지 않은 GPS 타이밍 정보를 발견한다.

상기 정상 GPS 타이밍 동기화 시퀀스가 제 2 소정 타임 구간(M 초) 내에서 성공적이라면, 상기 방법은 단계(405)로 진행되고 그리고 새로운 위치 추정치를 생성하기 위하여 새로운 GPS 타이밍 값이 상기 위치 추정기(319)에 의해 사용될 수 있다.

상기 제 2 소정 타임 구간(M 초)이 만료된 후이고 상기 정상 GPS 타이밍 동기화 시퀀스가 새로운 GPS 타이밍 값을 생성하지 않았다면, 예컨대 현재 GPS 수신기 세기가 풀록(full lock)을 달성하기에 너무 낮다면, 상기 방법은 단계(415)로 진행된다.

단계(415)에서, 상기 타이밍 추정기(325)는 위치 레지스터(323) 내의 '잊어버린(forgotten)' 저장 위치를 '기억해낸다(remember)'. 환언하면, 상기 타이밍 추정기(325)는 동작에 관한 정상 GPS 타이밍 동기화 시퀀스 모드에서 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스 모드로 스위칭한다. 그리고나서 상기 방법은 단계(409)로 진행되며, 상기 단계(409)에서 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스를 수행한다.

저장 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스 및 정상 GPS 타이밍 동기화 시퀀 스의 반복적인 처리는 타이밍 추정치에 도달할 때까지 계속된다. 예컨대, GPS 수신기가 실내 환경에 있고 그리고 저장된 위치가 현재 위치에 근접한 경우에는, 신호 세기는 저장 위치 추정의 두 번째 반복시 및 이때 계산된 타이밍 값에서 더 강할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예가 설명되어 있다. 이동국(5)은 안테나(301), GPS 수신기(351), 및 셀룰러 트랜시버(353)을 포함한다.

상기 안테나(301)는 상기 GPS 수신기(351)에 연결된다. 상기 GPS 수신기(351)는 상기 셀룰러 트랜시버(353)에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 신호들은 상기 GPS 수신기(351) 및 상기 셀룰러 트랜시버(353) 사이를 통과한다.

GPS 수신기(351)는 GPS 신호 수신기(GPS signal receiver; 303), GPS 복조기(GPS demodulaltor; 313) 및 타이밍 추정기(timing estimator; 325)를 포함한다. 상기 GPS 신호 수신기(303)는, 상기 안테나(301)에 연결되는 입력 및 상기 GPS 복조기(313)의 입력에 연결되는 출력을 지닌다. 상기 GPS 복조기(313)의 출력은 상기 타이밍 추정기(325)의 제 1 입력에 연결된다. 상기 타이밍 추정기(325)는 상기 셀룰러 트랜시버(353)의 위치 추정기(location estimator; 319)에 연결되는 제 1 입력/출력 및 상기 셀룰러 트랜시버(353)의 위치 레지스터(323)에 연결되는 제 2 입력/출력을 지닌다.

상기 GPS 신호 수신기(303)는 상기 안테나(301)로부터 신호들을 수신하고, 상기 수신된 신호들을 필터링하여, 상기 GPS 복조기(313)에 신호를 출력한다. 그리고나서 상기 GPS 복조기(313)는 상기 GPS 신호들에 대해 복조(demodulation)를 수 행하여 상기 GPS 신호에 저장된 타이밍 데이터 및 정보 데이터를 추출한다. 그리고 나서 상기 타이밍 및 정보 데이터는 상기 타이밍 추정기(325)에 전달된다. 상기 타이밍 추정기(325)는 상기 타이밍 정보를 상기 셀룰러 트랜시버(353)의 위치 추정기(319)로 통과시키고 그리고 상기 셀룰러 트랜시버(353)의 위치 레지스터(323)로부터 저장된 위치 값을 수신한다.

따라서, 본 발명의 상기 실시예는 GPS 복조 및 타이밍 추정 기능들이 셀룰러 트랜시버 시스템 내에 내장되지 않고 그러므로 복조된 타이밍 및 데이터 신호들이 상기 셀룰러 트랜시버 시스템에 제공된다는 점에서 본 발명의 제 1 실시예와 구별된다.

그 밖의 모든 다른 점에 있어서, 본 발명의 제 2 실시예는 앞서 설명된 실시예와 유사한 방식으로 기능한다.

따라서, 위에서 설명된 두 실시예에 있어서, 미리 정의된 기간 후에 위치 추정이 단순히 버려지지 않고 그 결과, 정상 타이밍 동기화 시퀀스의 주파수가 상당히 감소될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 상기 제 1 타임 구간 및 제 2 타임 구간은 타이밍 추정기(325) 내에 고정되어 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 상기 제 1 타임 구간 및 제 2 타임 구간은 이동국이 동작하고 있는 환경 조건들에 따라 가변적이고 조정가능하다. 예컨대, 상기 타이밍 구간들은 상기 이동국이 주로 실내에 있을 때와 이동국이 빠르게 움직이는 차량에 의해 이동하고 있을 때가 달라질 수 있다.

예컨대, 셀룰러 통신 시스템에 내장된 GPS 수신기 시스템과 관련하여 위에서 설명하였지만, 신호 수신기, 복조기, 타이밍 추정기, 위치 추정기 및 위치 레지스터를 포함하는 그러한 GPS 수신기는 상기 트랜시버 시스템과 개별적으로 동작할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 신호 수신기, 복조기, 타이밍 추정기, 위치 추정기 및 위치 레지스터를 포함하는 GPS 수신기는 위치 추정 정보가 필요한 모든 시스템에 내장될 수 있다.

Claims

위성 위치확인 장치(satellite positioning device)에 있어서,

상기 위성 위치확인 장치는, 위치 추정(location estimation)을 위한 타이밍 데이터를 제공하도록 구성되는 타이밍 동기화 회로(timing sychronisation circuit)로서, 제 1 모드에서 위치 추정치(location estimate)의 지원 없이 적어도 하나의 수신 위성 위치확인 신호(received satellite positioning signal)에 의존하여 상기 타이밍 데이터를 제공하고, 그리고 제 2 모드에서 위치 추정치의 지원을 받아 적어도 하나의 수신 위성 위치확인 신호에 의존하여 상기 타이밍 데이터를 제공하도록 구성되는 타이밍 동기화 회로를 포함하고,

상기 타이밍 동기화 회로는, 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 의존하여 동작에 관한 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드 사이에서 스위칭하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위성 위치확인 장치.
제1항에 있어서,

상기 타이밍 동기화 회로는 또한, 제 1 타임 구간(N) 동안에 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 의존하여 상기 제 2 모드에서 상기 제 1 모드로 스위칭하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위성 위치확인 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 타이밍 동기화 회로는 또한, 제 2 타임 구간(M) 동안에 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 의존하여 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 스위칭하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 위성 위치확인 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 위성 위치확인 장치는, 상기 타이밍 데이터를 수신하도록 구성되고 그리고 타이밍 정보에 의존하여 위치 추정치(location estimate)를 출력하도록 구성되는 위치 추정 회로(location estimation circuit)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 위치확인 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 위치 추정 회로는, 위치 레지스터(location register)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 위치확인 장치.
제5항에 있어서,

상기 위치 레지스터는 RAM(Random Access Memory)을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 위치확인 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

동작에 관한 상기 제 1 모드는, GPS 타이밍 동기화 시퀀스(GPS timing sychronisation sequence)인 것을 특징으로 하는 위성 위치확인 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

동작에 관한 상기 제 2 모드는, 위치 지원 GPS 타이밍 동기화 시퀀스(location assisted GPS timing sychronisation sequence)인 것을 특징으로 하는 위성 위치확인 장치.
집적회로에 있어서,

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 위성 위치확인 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로.
위치 추정을 위한 타이밍 데이터를 제공하도록 구성되는 타이밍 동기화 회로를 포함하는 위성 위치확인 시스템에서 타이밍 데이터를 생성하는 방법에 있어서,

적어도 하나의 위성 위치확인 신호(global positioning satellite signal)를 수신하는 단계;

적어도 하나의 위치 추정치(location estimate)를 수신하는 단계;

제 1 모드에서 위치 추정치의 지원 없이 상기 적어도 하나의 위성 위치확인 신호에 의존하여 타이밍 데이터를 생성하는 단계;

제 2 모드에서 위치 추정치의 지원을 받아 상기 적어도 하나의 위성 위치확인 신호에 의존하여 타이밍 정보를 생성하는 단계; 및

상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 의존하여 상기 모드들 사이에서 스위칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 데이터 생성 방법.
제10항에 있어서,

상기 모드들 사이에서 스위칭하는 상기 단계는, 제 1 타임 구간(N) 후에 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 의존하여 상기 제 2 모드에서 상기 제 1 모드로 스위칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 데이터 생성 방법.
제10항 또는 제11항에 있어서,

상기 모드들 사이에서 스위칭하는 상기 단계는, 제 2 타임 구간(M) 후에 상기 타이밍 동기화 회로가 상기 타이밍 데이터를 제공하는지에 의존하여 상기 제 1 모드에서 상기 제 2 모드로 스위칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이밍 데이터 생성 방법.