KR20110009695A - 저 전력 센서를 이용한 ｇｐｓ 전력 절약 - Google Patents

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Abstract

위치 결정 시스템, 장치 및 방법이 개시된다. 무선 디바이스는 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기 및 위치 결정 프로세서를 포함한다. SPS 수신기는 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하고, 위치 결정 프로세서는 포지셔닝 신호들에 기초하여 무선 디바이스의 초기 위치를 결정한다. 제어기는 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 전력 절약 이벤트를 발생시킨다. 제어기는 전력 절약 이벤트의 지속기간 및 타이밍을 결정한다. 전력 절약 이벤트 동안, SPS 수신기는 비활성화되고 및/또는 포지셔닝 신호들의 프로세싱이 중지되어 무선 디바이스의 전력 소비를 감소시킨다. 초기 위치는 전력 절약 이벤트 동안 하나 이상의 센서로부터의 상대적인 위치 정보에 기초하여 업데이트된다. 제어기는 전력 절약 이벤트에 후속하여 SPS 수신기를 활성화시키고 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 재개한다.

Description

저 전력 센서를 이용한 ＧＰＳ 전력 절약{GPS POWER SAVINGS USING LOW POWER SENSORS}
본 개시물은 일반적으로 전자 통신에 관한 것이며, 보다 구체적으로, 무선 위치 결정 시스템들에 관한 것이다.
수많은 애플리케이션에서, 무선 디바이스의 위치를 결정하는 능력을 갖는 것이 유리하다. 위치 결정 능력은 내비게이션, 추적, 또는 비상 사태의 경우에 도움이 될 수도 있다.
휴대용 전자기기들의 성능의 진보, 특히 프로세서들의 성능의 진보가, 다양한 무선 디바이스들에 대해 위치 결정을 이용하기 위한 요구를 증가시켰다.
그러나, 위치 결정 기능은 상당한 양의 전력을 소비할 수 있고, 몇몇 경우에는, 무선 디바이스가 배터리 전력으로 동작할 수 있는 시간의 양을 현저하게 감소시킬 수 있다. 이는, 동일한 배터리가 통상 포지셔닝 기능에 대해서뿐만 아니라 음성 및 데이터 통신과 같은 다른 기능에 대해서도 전력을 공급하기 때문이다.
무선 디바이스의 위치는 시간 경과에 따라 변화할 수 있기 때문에, 정확하게 유지하게 위해 업데이트되어야 한다. 예컨대, 모터사이클을 타거나 또는 자동차로 이동할 때 위치는 급속하게 변화할 수도 있다. 드문 (infrequent) 업데이트는 큰 포지셔닝 에러들로 이어질 수도 있다. 이는, 비상 사태의 경우에 위치 결정에 대해 또는 내비게이션에 대해 특히 해로울 수도 있다.
따라서, 포지셔닝 정확도의 레벨을 유지하면서 위치 결정 기능에 대해 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 위치 결정 시스템, 방법 및 장치를 갖는 것이 바람직하다.
위치 결정 시스템, 장치 및 방법의 다양한 실시형태들이 개시된다. 일 실시형태에 있어서, 위성 포지셔닝 시스템 (SPS; satellite positioning system) 수신기를 갖는 이동 디바이스에서의 전력 소비를 감소시키는 방법이 개시된다. 이 방법은 SPS 수신기로 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계 및 포지셔닝 신호들에 기초하여 이동 디바이스의 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 전력 절약 이벤트에 응답하여 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 포지셔닝 신호들의 프로세싱이 중지되는 동안 하나 이상의 센서로부터의 데이터에 기초하여 이동 디바이스의 위치를 업데이트하는 단계 및 전력 절약 이벤트에 후속하여 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 재개하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 이 방법은 포지셔닝 신호들의 품질이 미리정해진 임계치를 초과하지 않는 경우에 포지셔닝 신호들이 이용불가하다고 취급되도록 포지셔닝 신호들의 품질을 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 포지셔닝 신호들을 이용하여 결정된 위치의 정확도를 추정하는 단계 및 이들 추정치들 중 하나 또는 둘다에 기초하여 전력 절약 이벤트의 빈도 및/또는 지속기간을 조절하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 전력 절약 이벤트의 지속기간은 하나 이상의 센서의 정확도에 따라 확립되고, 또한 SPS 수신기가 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는데 필요한 시간을 반영할 수도 있다. 전력 절약 이벤트의 지속기간은 또한, 업데이트된 위치의 포지셔닝 에러가 미리정해진 값을 초과하지 않도록 결정될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 이 방법은 하나 이상의 센서로부터 데이터를 수집하는 단계 및 센서 데이터에 기초하여 위치 오프셋을 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 위치 오프셋을 이용하여 이동 디바이스의 마지막 위치를 조절하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 이 방법은 하나 이상의 센서로부터의 데이터를 이용하여 이동 디바이스의 속도를 결정하는 단계 및 속도에 기초하여 이동 디바이스의 마지막 위치를 조절하는 단계를 포함한다. 센서는 가속도계 (accelerometer), 자이로스코프 (gyroscope), 및 고도계 (altimeter) 를 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서는 마이크로-전자기계 시스템 (MEMS; micro-electromechanical systems) 디바이스이다.
일 실시형태에 있어서, 무선 디바이스가 개시된다. 이 무선 디바이스는 하나 이상의 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기를 포함한다. 이 무선 디바이스는 또한, 무선 디바이스의 위치의 상대적인 변화를 결정하는데 이용되는 데이터를 발생시키는 하나 이상의 센서를 포함한다. 위치 결정 프로세서는 SPS 수신기 및 하나 이상의 센서에 커플링되고, 포지셔닝 신호들을 이용하여 무선 디바이스의 현재 위치를 결정한다. 제어기는, 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 SPS 수신기를 비활성화시키고, SPS 수신기가 비활성화되는 동안 위치 결정 프로세서로 하여금 하나 이상의 센서로부터의 데이터에 기초하여 무선 디바이스의 위치를 업데이트하게 한다. 제어기는, 슬립 구간 (sleep interval) 에 후속하여 SPS 수신기를 재활성화시키고 위치 결정 프로세서로 하여금 무선 디바이스의 현재 위치를 결정하게 한다.
일 실시형태에 있어서, 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기를 갖는 무선 디바이스에서의 전력 소비를 감소시키는 방법이 개시된다. 이 방법은 SPS 수신기로 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계 및 포지셔닝 신호들에 기초하여 이동 디바이스의 현재 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 현재 위치의 에러를 추정하는 단계 및 현재 위치의 에러가 미리정해진 임계치를 초과하지 않는 경우에 SPS 수신기를 비활성화시키는 단계를 포함한다. SPS 수신기가 비활성화되는 동안, 현재 위치는 하나 이상의 아날로그 센서로부터의 데이터에 기초하여 때때로 조절되어 업데이트된 위치를 획득한다. SPS 수신기는 업데이트된 위치의 누적 에러에 기초하여 활성화된다.
일 실시형태에 있어서, 무선 디바이스가 개시된다. 이 무선 디바이스는 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기로 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 수단 및 포지셔닝 신호들을 프로세싱하여 이동 디바이스의 위치를 결정하는 수단을 포함한다. 이 무선 디바이스는 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 전력 절약 이벤트에 응답하여 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지시키는 수단을 포함한다. 이 무선 디바이스는 포지셔닝 신호들의 프로세싱이 중지되는 동안 하나 이상의 센서로부터의 데이터에 기초하여 이동 디바이스의 위치를 업데이트하는 수단 및 전력 절약 이벤트에 후속하여 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 재개하는 수단을 더 포함한다.
일 실시형태에 있어서, 무선 디바이스의 위치를 결정하기 위한 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체가 개시된다. 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 하나 이상의 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계 및 포지셔닝 신호들에 기초하여 무선 디바이스의 현재 위치를 결정하는 단계를 수행하도록 하는 명령들을 포함한다. 이 명령들은 또한, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 전력 절약 이벤트의 지속기간 및 타이밍을 결정하는 단계, 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되고 현재 위치가 획득되는 경우에 전력 절약 이벤트에 응답하여 SPS 수신기를 비활성화시키고 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지시키는 단계를 수행하도록 한다. 이 명령들은 또한, 하나 이상의 프로세서로 하여금, 무선 디바이스의 위치의 상대적인 변화를 나타내는 센서 데이터를 획득하는 단계, 전력 절약 이벤트 동안 센서 데이터에 기초하여 때때로 무선 디바이스의 위치를 업데이트하는 단계, 및 전력 절약 이벤트 이후에 SPS 수신기를 활성화시키고 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 재개하는 단계를 수행하도록 한다.
도 1 은 위치 결정 시스템의 일 실시형태를 나타내는 간략화된 블록도이다.
도 2 는 위치 결정 시스템에 사용될 수 있는 것과 같은 무선 디바이스의 일 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도 3 은 위치 결정 프로세서의 일 실시형태의 다양한 기능 블록을 나타낸다.
도 4 는 위치 결정 프로세서에 입력을 제공하기 위해 사용될 수 있는 것과 같은 포지셔닝 센서의 실시형태를 나타낸다.
도 5 는 위치 결정 방법의 일 실시형태에 따라 수행되는 프로세싱 동작들의 흐름도이다.
도 6 은 위치 결정 방법의 추가적인 실시형태에 따른 프로세싱 단계들의 흐름도이다.
도 7 은 예시적인 위치 결정 방법에 따른 위치 결정 프로세싱의 추가적인 양태를 설명하는 흐름도이다.
이 개시물의 실시형태들의 특성, 목적 및 이점은 도면과 관련하여 취해질 때 이하 설명되는 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이고, 도면에 있어서 동일한 엘리먼트는 동일한 참조 부호를 가진다.
위치 결정 시스템, 장치 및 방법이 개시된다. 무선 디바이스는 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기 및 위치 결정 프로세서를 포함한다. SPS 수신기는 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하고, 위치 결정 프로세서는 포지셔닝 신호들에 기초하여 무선 디바이스의 초기 위치를 결정한다. 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 제어기가 전력 절약 이벤트를 발생시킨다. 제어기는 전력 절약 이벤트의 지속기간 및 타이밍을 결정한다. 전력 절약 이벤트 동안, SPS 수신기는 비활성화되고 및/또는 포지셔닝 신호들의 프로세싱은 중지되어 무선 디바이스의 전력 소비를 감소시킨다. 초기 위치는 전력 절약 이벤트 동안 하나 이상의 센서로부터의 상대적인 포지셔닝 정보에 기초하여 업데이트된다. 제어기는 전력 절약 이벤트에 후속하여 SPS 수신기를 활성화시키고 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 재개한다.
도 1 은 위치 결정 시스템 (100) 의 일 예시적인 실시형태를 나타내는 간략화된 블록도이다. 포지셔닝 또는 지오-로케이션 (geo-location) 은 지구 표면에서 또는 지구 표면 근방에서의 오브젝트의 좌표들을 결정하는 프로세스를 지칭한다. 위치 결정 시스템 (100) 에서, 이동국 (110) 은 기지국들 (130) 또는 위성 (120) 중 하나 이상으로부터의 도움으로 위치 픽스 (position fix) 를 획득하고, 하나 이상의 센서로부터의 상대적인 포지셔닝 데이터를 이용하여 그 위치를 업데이트한다.
이동국 (MS) (110) 은 위치 결정 능력을 갖는 무선 디바이스이다. 예컨대, MS (110) 는 휴대폰, 내비게이션 시스템, 퍼스널 컴퓨팅 시스템, 휴대용 정보단말기 (PDA; personal digital assistant), 에셋 추적기 (asset tracker), 또는 다른 무선 통신 디바이스를 포함할 수 있다. MS (110) 는 또한, 임의의 수의 통신 표준 (예컨대, GSM, CDMA, TDMA, WCDMA, OFDM, GPRS, EV-DO, WiFi, WiMAX, 802.xx, UWB, 위성 등) 또는 통신 표준의 조합을 이용하여 다른 디바이스들과 음성 및 데이터 신호들을 교환할 수 있다. 이동국 (110) 에 대한 전력은 통상 배터리에 의해 공급된다.
이동국 (110) 은 하나 이상의 상이한 방식으로 그 위치를 결정한다. 예컨대, 나타낸 바와 같이, 이동국 (110) 은 위성 (120) 으로부터 포지셔닝 신호들을 수신할 수 있고, 위성 포지셔닝 신호들에 포함된 정보를 프로세싱함으로써 위치를 획득할 수 있다. 위성 (120) 은 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS; Global Positioning System), 갈릴레오 (Galileo), GLONASS, EGNOS 등과 같은 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 의 일부일 수 있다. SPS 위성들의 알려진 위치 및 그들 각각의 신호들의 타이밍을 이용하여, MS (110) 는 그 자신의 위치를 결정할 수 있다.
위성-기반 포지셔닝 이외에, MS (110) 는 또한, 지상-기반 포지셔닝과 위성-기반 포지셔닝의 조합을 이용하여 또는 육상 시스템을 이용하여 그 위치를 결정할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 이동국 (110) 은 하나 이상의 기지국들 (130) 과 통신한다. 예컨대, 기지국들 (130) 은 도착 시간 (TOA; time of arrival), 도착각 (AOA; angle of arrival), 도착 시간차 (TDOA; time difference of arrival) 및 MS (110) 로부터 수신된 신호들에 대한 관련 기술을 이용하여 범위 추정치들 (range estimates) 을 형성할 수 있다. 이들 범위 추정치들과 그들의 알려진 위치들을 조합함으로써, 기지국들 (130) 은 이동국 (110) 에 대한 위치를 픽스 (fix) 시킬 수 있다. 기지국들 (130) 은 또한, 이동국 (110) 에 의해 획득된 데이터를 이용하여 위치 결정 프로세싱을 수행하거나 또는 위성들을 위치결정함으로써 이동국 (110) 을 도울 수 있다.
이동국 (110) 은 하나 이상의 센서를 포함하고, 이동국은 하나 이상의 센서로부터 상대적인 포지셔닝 데이터를 획득한다. 속도 및 가속도와 같은 센서 데이터가 이용되어 위치 오프셋을 결정할 수 있다. 위치 오프셋은 마지막 알려진 위치와 조합되어 업데이트된 위치에 도달할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 이동국 (110) 은 먼저 위치 픽스를 획득한 후, 위성 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지하여 전력을 절약한다. 포지셔닝 신호들의 프로세싱이 중지되는 동안, 이동국 (110) 은 센서 데이터에 기초하여 국부적으로 그 위치를 업데이트한다.
이동국 (110) 은, 지배적인 조건 (prevailing conditions) 에 기초하여, SPS 신호들의 프로세싱이 전혀 중지되지 않아야 하는지, 또는 얼마나 오랫동안 SPS 신호들의 프로세싱이 중지된 채로 유지되어야 하는지의 지능적인 결정을 행하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 엘리먼트들을 포함한다. 유사하게, 이동국 (110) 은, 얼마나 빈번하게 업데이트된 위치가 그 위성 또는 다른 외부 포지셔닝 시스템으로부터의 새로운 정보로 대체되어야 하는지를 결정할 수 있다. 예컨대, 자율적-연속 모드로 동작할 때, 종래의 GPS-가능 디바이스는 1 초마다 1 회 그 위치를 업데이트할 수도 있다. 배터리 수명을 연장하기 위해, 이동국 (110) 은 전력 절약 이벤트들을 발생시키고, 그 SPS 업데이트의 빈도를 5 초마다 1회로 감소시킬 수도 있다. 각 전력 절약 이벤트 동안, 이동국은 그 SPS 수신기 및/또는 위치 결정 프로세싱 모듈들을 비활성화시키고, 센서 데이터에 기초하여 그 현재 위치를 조절할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 데이터에 기초한 위치 업데이트는 중지된 SPS 업데이트들과 동일한 레이트로 수행될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 센서 데이터 업데이트들은 개선된 포지셔닝 정확도를 위해 더욱 빈번하게 수행될 수도 있다. 이러한 방식으로, 이동국 (110) 은 포지셔닝에 대한 제어를 유지하면서 그 전력 소비를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 2 는 위치 결정 시스템 (100) 에 사용될 수 있는 것과 같은 무선 디바이스 (200) 의 일 실시형태를 나타내는 블록도이다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 무선 디바이스 (200) 는 이동국 (110) 과 관련하여 기재된 것과 유사한 방식으로 기능한다. 나타낸 바와 같이, 무선 디바이스 (200) 는 RF 트랜시버 (210) 를 포함한다. RF 트랜시버 (210) 는 무선 디바이스 (200) 로 하여금 통신 네트워크를 이용하여 음성 및 데이터 신호들을 교환할 수 있도록 한다. 수신 경로 상에서, 인입 신호를 복조하고 데이터를 프로세서 (230) 에 제공하는 한편, 송신 경로 상에서, 프로세서 (230) 로부터 수신된 데이터를 변조하고 아웃바운드 신호 (outbound signal) 를 생성한다. 게다가, RF 트랜시버 (210) 는 또한, 지원된 GPS (A-GPS; assisted GPS) 또는 다른 네트워크-기반 포지셔닝의 경우와 같이 포지셔닝 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.
위치 결정 수신기 (220) 는 포지셔닝 신호들을 수신하고 포지셔닝 데이터를 프로세서 (230) 에 제공한다. 예컨대, GPS 실시형태에서, 위치 결정 수신기 (220) 는 하나 이상의 GPS 위성으로부터 내비게이션 프레임들을 수신할 수도 있다. 예를 들면, 내비게이션 프레임들은 시간 및 데이터 정보, 에피메리스 데이터 (ephemeris data), 및 위성 알마낙 (satellite almanac) 의 일부을 포함할 수 있다. 위치 결정 수신기 (220) 는 포지셔닝 신호들로부터의 데이터를 프로세서 (230) 에 전달한다. 그것의 동작 모드에 의존하여, 위치 결정 수신기 (220) 는 포지셔닝 신호들을 연속적으로 추적할 수도 있고 또는 제어기 (250) 및/또는 프로세서 (230) 의 제어하에서 때때로 포지셔닝 데이터를 취득할 수도 있다.
프로세서 (230) 는 위치 결정 수신기 (220) 및 가능한 한 RF 트랜시버 (210) 로부터 포지셔닝 데이터를 수신한다. 포지셔닝 데이터를 이용하여, 프로세서 (230) 는 무선 디바이스 (200) 의 위치를 픽스시키고, 현재 위치를 메모리 (240) 에 저장한다. 위치 픽스를 획득하는 것과 관련하여, 프로세서 (230) 는 또한 포지셔닝 신호들의 품질 및/또는 위치 측정의 불확실성의 양을 결정할 수도 있고, 또한 이 정보를 메모리 (240) 에 저장할 수도 있다. 예컨대, 다른 인자들 중에서도, 품질 및 불확실성은 포지셔닝 신호들의 신호대 잡음비, 특정한 시점에 가시적인 위성들의 수, 및 포지셔닝 신호들에 기초한 클록 오프셋 추정치들의 정확도에 기초할 수도 있다.
포지셔닝 신호(들)가 검출되고 무선 디바이스 (200) 가 초기 위치 픽스를 취득한 경우, 프로세서 (230) 는 언제 그리고 어떻게 새로운 데이터에 의해 현재 위치를 업데이트할지에 관한 결정을 행할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 무선 디바이스 (200) 는 이러한 결정을 좌우하는 다양한 동작 모드들을 지원한다. 예컨대, 무선 디바이스 (200) 가 자동차 배터리와 같은 외부 소스에 의해 전력공급되는 경우에, 프로세서 (230) 는 미래의 업데이트들이 위치 결정 수신기 (220) 로부터의 포지셔닝 데이터에 기초할 것임을 결정할 수도 있고, 상대적으로 짧은 업데이트 간격을 설정할 수도 있다. 대안으로서, 무선 디바이스 (200) 가 외부 소스에 의해 전력공급되고 그 위치가 특정된 구간에 걸쳐 거의 변화하지 않는다면 (예를 들면, 벽형 충전기 (wall charger) 에 접속된 경우일 수도 있는 것), 빈번하게는 아니지만 프로세서 (230) 는 위치 결정 수신기 (220) 로부터의 데이터에 기초하여 무선 디바이스 (200) 의 위치를 업데이트할 수도 있다.
무선 디바이스 (200) 는 또한 배터리 (270) 를 포함한다. 접속부들이 명료함을 위해 생략되어 있지만, 배터리 (270) 는 무선 디바이스 (200) 의 컴포넌트들의 일부 또는 전부에 전력을 공급한다. 특히, 배터리 (270) 는 RF 트랜시버 (210), 위치 결정 수신기 (220), 프로세서 (230) 및 제어기 (250) 에 전력을 공급할 수 있다. 결과적으로, 배터리 (270) 를 사용할 경우, 무선 디바이스 (200) 의 동작 시간이 제한된다. 예컨대, 통상 셀룰러 전화기 배터리는 대략 800 mA/H 로 정해질 수도 있다. 이는, 배터리가 완전히 방전되기 전에 1 시간 동안 800 mA 부하를 운반할 수 있다는 것을 의미한다. 위치 결정 프로세싱은 전력을 소비하고, 배터리 (270) 에 걸리는 부하를 증가시키며, 그리하여 무선 디바이스 (200) 의 동작 시간을 감소시킨다.
몇몇 실시형태들에 있어서, 프로세서 (230) 는 제어기 (250) 에 시그널링하는 전력 절약 이벤트들을 발생시켜서, 위치 결정 프로세싱의 일부 엘리먼트들이 중지되어 전력을 절약할 수 있다. 전력 절약 이벤트들에 응답하여, 제어기 (250) 는 위치 결정 수신기 (220) 를 비활성화시키거나 또는 그 전력 소비를 현저하게 감소시킬 수도 있다. 게다가, 제어기 (250) 는 또한, 위치 결정 수신기 (220) 로부터의 포지셔닝 데이터를 프로세싱하기 위한 프로세서 (230) 에 의해 사용되는 하나 이상의 모듈들을 중지시킬 수도 있다. 예컨대, 제어기 (250) 는 전력 절약 이벤트의 지속기간 동안 프로세서 (230) 의 GPS 엔진을 중지시킬 수도 있다. 전력 절약 이벤트에 후속하여, 제어기 (250) 는 위치 결정 수신기 (220) 를 활성화시키고 필요에 따라 프로세서 (230) 의 하나 이상의 모듈을 인에이블함으로써 위치 결정 프로세싱을 재개한다. 프로세서 (230) 및 제어기 (250) 는 나타낸 바와 같이 별개의 엘리먼트들일 수도 있고 또는 제어기 (250) (또는 그것의 로직의 일부들) 가 프로세서 (230) 에 통합될 수도 있음을 이해할 것이다.
전력 절약 이벤트 동안, 프로세서 (230) 는 센서 (260) 로부터의 데이터에 기초하여 무선 디바이스 (200) 의 위치를 업데이트한다. 센서 (260) 는 상대적인 포지셔닝 데이터를 제공하고, 아날로그 또는 디지털 디바이스들일 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 (260) 는, 무선 디바이스 (200) 의 위치를 업데이트하기 위한 기초를 형성할 수 있는 속도 또는 가속도와 같은 정보를 제공하기 위한 개별적인 센싱 엘리먼트들의 어레이를 포함한다. 프로세서 (230) 는 센서 데이터를 수신하고, 위치 오프셋을 생성하는데 요구될 수 있도록 센서 데이터를 프로세싱한다. 그후, 위치 오프셋에 의해 메모리 (240) 에 저장된 그 마지막 위치를 업데이트함으로써 무선 디바이스 (200) 의 새로운 위치가 결정될 수 있다. 대안으로서, 센서 (260) 는, 프로세서 (230) 가 추가적인 프로세싱이 거의 없이 오프셋 정보를 사용할 수 있도록 위치 오프셋을 직접적으로 결정할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 제어기 (250) 는 센서 데이터를 수신하고, 위치 업데이트를 수행한다.
전력 절약 이벤트들은 프로세서 (230) 에 의한 자유재량이고, 전력 절약 이벤트들의 빈도 및 지속기간은 포지셔닝 기능에 대한 제어를 유지하면서 배터리 (270) 에 대한 요구를 감소시키기 위해 지능적으로 결정된다. 따라서, 프로세서 (230) 는 위치 결정 프로세싱을 수행하기 위해 센서 (260) 로부터의 데이터와 위치 결정 수신기 (220) 에 이용가능한 포지셔닝 신호 사이를 오간다. 전력 절약 이벤트 동안, 무선 디바이스의 현재 위치는 SPS 신호들에 기초한 업데이트와 동일한 레이트로 센서 데이터를 이용하여 업데이트될 수도 있고, 또는 더 빈번하게 업데이트될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 업데이트의 레이트는 측정 에러가 최소화되도록 센서 하드웨어에 매칭된다. 예컨대, 센서 데이터에서의 측정 에러가 비선형 방식으로 시간에 따라 증가하는 경우, 각 전력 절약 이벤트 동안 업데이트의 수 및 빈도는 총 측정 에러를 최소화하도록 선택될 수도 있다. 이는, 프로세서 (230) 로 하여금 전력을 보존함으로써 무선 디바이스 (200) 의 동작 시간을 연장하면서 동시에 포지셔닝 정확도의 레벨을 유지할 수 있도록 한다.
도 3 은 무선 디바이스 (200) 에서 사용될 수 있는 것과 같은 위치 결정 프로세서의 일 실시형태의 다양한 기능 블록들을 나타내며, 따라서 다음의 설명은 도 2 를 계속해서 참조하여 제공된다. SPS 엔진 (300) 은 위치 결정 수신기의 동작 및 위치 픽스를 취득하는 프로세스를 제어한다. 예컨대, 이는, A-GPS 정보를 프로세싱하는 것, 내비게이션 메시지들을 디코딩하는 것, 클록들을 동기화하는 것, 및 위치 픽스를 계산하는 것을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, SPS 엔진 (300) 에 의해 수행되는 프로세싱은, 프로세서 (230) 의 다른 엘리먼트들과는 별개로 활성화되거나 비활성화될 수 있다. 예컨대, SPS 엔진 (300) 은 제어기 (250) 와 같은 제어 디바이스의 지령으로 인에이블/디스에이블될 수도 있다.
품질/불확실성 모듈 (310) 은 SPS 엔진 (300) 에 의해 획득된 포지셔닝 데이터에 관한 정보를 결정한다. 이 정보는 SPS 신호의 품질을 포함할 수 있고, 그 신호에 기초하여 포지셔닝에서의 불확실성을 반영할 수도 있다. 예컨대, 품질은 포지셔닝 신호의 신호대 잡음비에 의해 하나의 레벨로 측정될 수도 있다. 다른 레벨에서, 품질은 가시적인 위성들의 수 및 그에 따른 클록 및 위치 오프셋들을 확립하기 위해 이용가능한 데이터의 양에 기초할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 품질은, 특정한 SPS 내에서의 측정의 정확도에 영향을 미치기 위해 알려진 다수의 인자들을 가중하는 추정 알고리즘에 기초할 수도 있다.
이벤트 발생기 (320) 는 전력 절약 이벤트들의 타이밍 및 지속기간을 결정하는 역할을 하는 모듈이다. 몇몇 경우에, 전력 절약 이벤트들의 타이밍은 SPS 엔진 (300) 및 품질/불확실성 모듈 (310) 로부터의 정보에 기초한다. 예컨대, SPS 엔진 (300) 이 포지셔닝 신호가 이용가능하지 않다고 나타내는 경우, 이벤트 발생기 (320) 는 SPS 와의 통신이 가능할 때까지 전력 절약 이벤트를 발행하지 않을 수도 있다. 이러한 방식으로, 프로세서 (320) 는 전력 절약 이벤트를 발생시키기 전에 온-보드 (on-board) 센서로부터의 데이터 및 SPS 포지셔닝 신호들인 포지셔닝 데이터의 소스들 둘다가 이용가능하다고 판단한다.
일 실시형태에 있어서, 이벤트 발생기 (320) 는 전력 절약 이벤트들을 일정한 간격으로 발행한다. 전력 절약 이벤트들은 동일한 지속기간 또는 상이한 지속기간을 가질 수도 있다. 예컨대, 프로세서 (230) 는, 배터리 (270) 의 전력 레벨이 무선 디바이스 (200) 의 동작 시간을 연장하기 위해 전력 절약 이벤트들이 바람직한 포인트에 도달한 것을 검출할 수도 있다. 신뢰성 있는 위치 픽스가 획득된 후에, 이벤트 발생기 (320) 는 전력 절약 이벤트들을 발행하기 시작할 수도 있다. 전력 절약 이벤트들 동안, 제어 엘리먼트 (예컨대, 제어기 (250)) 는 위치 결정 수신기를 비활성화시키고 SPS 엔진 (300) 및 품질/불확실성 모듈 (310) 의 동작을 중지시킬 수도 있다.
이들 엘리먼트들이 중지되거나 또는 비활성화되는 동안, 위치 업데이트 모듈 (330) 은 센서 (260) 로부터의 입력에 기초하여 무선 디바이스 (200) 의 위치를 업데이트한다. 도 4 를 참조하여, 위치 업데이트 모듈 (330) 에 데이터를 제공할 수 있는 예시적인 센서 (260) 를 이하 서술한다. 본 실시형태에 있어서, 센서 (260) 는 상대적인 위치를 결정하기 위한 마이크로-전자기계 시스템 (MEMS) 디바이스들의 어레이를 포함한다. MEMS 센서들 (400-420) 은 위치 업데이트 모듈 (330) 에 의해 프로세싱하기 위한 데이터를 제공한다. 센서 데이터에 기초하여, 무선 디바이스 (200) 의 위치의 상대적인 변화가 결정될 수 있다. 개별적인 센서 디바이스들의 어레이로 나타내었지만, 본 개시물의 범위로부터 일탈하지 않는 한 하나 이상의 센서들이 조합될 수 있고 또는 부가적인 센서들이 추가될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 이미 서술한 바와 같이, 센서 (260) 는 프로세서 (230) 에 상이한 유형의 센서 데이터를 나타내는 개별적인 신호들을 제공할 수도 있고 또는 센서 (260) 가 프로세서 (230) 에 원시 데이터 (raw data) 대신에 위치 오프셋 정보를 제공하도록 센서 데이터가 사전-프로세싱될 수도 있다.
가속도계 (400) 는 동작 구간에 걸쳐 무선 디바이스 (200) 의 가속도를 결정한다. 이는, 커패시턴스의 변화를 측정하거나, 압전저항 (piezoresistive) 특성을 이용하거나, 또는 다른 방법에 의해 달성될 수도 있다. 몇몇 경우에, 가속도계의 출력은 가속도의 크기만을 나타내고, 그것의 방향을 포함하지 않는다. 자이로스코프 (410) 는 이동 방향을 제공한다. 유사하게, 고도계 (420) 는 고도의 변화를 나타내는 신호들을 제공한다. 예컨대, 센서 (260) 는 고정된 측정 간격으로 그들의 값을 업데이트할 수도 있다. 각 측정 간격 이후에, 가속도계 (400) 는 측정 간격 동안 경험한 가속도의 크기를 나타낼 수도 있는 한편, 자이로스코프 (410) 및 고도계 (420) 는 방향 성분을 제공할 수도 있다. 따라서, 위치 업데이트 모듈 (330) 은 가속도를 적분하여 속도를 결정하고 방향 성분을 이용하여 변위 벡터를 형성할 수 있다. 그후, 무선 디바이스 (200) 의 마지막 위치는 변위 벡터에 의해 업데이트되어 새로운 위치를 결정할 수 있다. 따라서, 센서들 (400-420) 의 조합은 3-차원 위치에서의 상대적인 변화를 결정하는 것을 허락한다.
위치 업데이트 모듈 (330) 은 센서 (260) 로부터 데이터를 수신하고 위치 오프셋을 결정한다. 예컨대, 나타낸 실시형태에 있어서, 위치 업데이트 모듈 (330) 은, 자이로스코프 (410) 및 고도계 (420) 로부터의 부가적인 정보를 이용하여 가속도계 (400) 로부터의 데이터를 속도 벡터로 변환하기 위한 통합 기능을 포함할 수도 있다. 일단 센서 데이터가 변환되면, 위치 업데이트 모듈 (330) 은 위치 오프셋과 무선 디바이스의 마지막 위치를 조합하여 업데이트된 위치를 결정한다. 위치 업데이트 모듈 (330) 은 전력 절약 이벤트 동안 센서 데이터를 반복적으로 수신하고, 위치 오프셋을 결정하고, 무선 디바이스 (200) 의 마지막 위치를 조절할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 위치 업데이트 모듈 (330) 은 SPS 위치 업데이트들과 동일한 레이트로 그것의 업데이트를 수행하고, 다른 실시형태에 있어서 업데이트들의 레이트가 센서 (260) 의 특성에 매칭된다. 또 다른 실시형태들에 있어서, 업데이트들의 레이트는 잠정적인 포지셔닝 (interim positioning) 의 원하는 정확도에 따라 결정된다. 센서 (260) 가 통상 위치 결정 수신기 (220), SPS 엔진 (300), 및 품질/불확실성 모듈 (310) 의 조합보다 몇배 더 적은 전력을 소비하기 때문에, 포지셔닝 능력을 유지하면서 배터리 수명이 연장된다.
몇몇 실시형태들에 있어서, 각 전력 절약 이벤트는 미리정해진 지속기간을 가진다. 이 지속기간은 원하는 레벨의 포지셔닝 정확도를 포함하는 수개의 인자들에 기초할 수도 있다. 예컨대, 이벤트 발생기 (320) 는, 일단 위치 결정 수신기 (220) 가 재활성화되면 위치 픽스를 취득하는데 필요한 시간 및 센서 (260) 의 정확도에 기초하여 전력 절약 이벤트 ("슬립 구간"이라고도 함) 의 지속기간을 결정할 수 있다. 예컨대, 70 미터 이내의 포지셔닝 정확도가 요구된다고 가정한다. 또한, 품질/불확실성 모듈 (310) 은 마지막 SPS 위치 픽스가 30 미터 이내까지 정확하다는 것을 추정한다고 가정한다. 최악의 경우에, 센서 (260) 가 1 초마다 대략 5 미터의 포지셔닝 에러를 도입한다면, 이론적으로 슬립 구간은 8 초까지 지속될 수 있다. 그러나, 지배적인 조건하에서 새로운 위치 픽스를 취득하는데 3 초가 걸린다면, 최대 슬립 구간은 5 초로 감소된다. 따라서, 이벤트 발생기 (320) 는 새로운 픽스를 취득하고 그것의 품질/불확실성을 결정하는데 충분한 간격 만큼 분리된 각 5 초 지속하는 전력 절약 이벤트들을 발행할 수도 있다.
이벤트 발생기 (320) 는 또한 수개의 인자들에 기초하여 전력 절약 이벤트들의 지속기간 및 타이밍을 변경할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 이벤트 발생기 (320) 는 품질/불확실성 모듈 (310) 에 의해 확립된 임계치에 부분적으로 기초하여 슬립 구간을 결정한다. 품질/불확실성 모듈 (310) 은 포지셔닝 신호들을 이용하여 결정된 위치의 정확도를 나타내는 에러 추정 알고리즘을 구현할 수 있다. 이벤트 발생기 (320) 는 이 알고리즘의 결과를 이용하여 외부 포지셔닝 데이터가 취득되는 빈도, 슬립 구간의 지속기간, 또는 둘다 중 어느 것을 확립할 수 있다.
예컨대, 에러 추정치가 정확도가 부족함을 나타날 때, 이벤트 발생기 (320) 는 포지셔닝 데이터가 위성 또는 다른 포지셔닝 시스템으로부터 취득되는 빈도를 증가시킬 수 있다. 한편, 에러 추정치가 정확도가 양호함을 나타낼 때, 포지셔닝 데이터가 취득되는 빈도는 감소되어 배터리 수명을 연장할 수 있다. 유사한 방식으로, 이벤트 발생기 (320) 는 정확도가 부족한 추정치에 기초하여 슬립 구간의 길이를 감소시키고 정확도가 양호하다고 기대될 때 슬립 구간의 길이를 증가시킬 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 이벤트 발생기 (320) 는 미리정해진 구간에 걸쳐 에러 추정치를 평균하고, 평균 에러 추정치에 기초하여 슬립 구간의 길이 또는 전력 절약 이벤트들의 빈도를 조절한다.
도 5 는 위치 결정 방법의 일 실시형태에 따라 수행되는 프로세싱 동작들 (500) 의 흐름도이다. 이 방법은 이동국 (110) 또는 무선 디바이스 (200) 와 같은 무선 디바이스에 의해 수행될 수 있다.
블록 510 에서, 하나 이상의 포지셔닝 신호들의 이용가능성이 결정된다. 예컨대, GPS-가능 디바이스에서, 이는 하나 이상의 위성들로부터의 내비게이션 메시지들 및/또는 셀룰러 기지국들, 의사위성들, 또는 다른 육상 소스들로부터의 포지셔닝 신호들을 수신하는 것을 수반할 수 있다. 충분한 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 결정되면, 프로세싱은 블록 (520) 으로 계속된다.
다음으로, 블록 (520) 에서, 포지셔닝 신호들에 기초하여 위치 픽스가 획득된다. 이는 포지셔닝 신호들로부터의 데이터를 이용하여 2-차원 또는 3-차원 공간 중 어느 것에서의 무선 디바이스에 대한 좌표들을 결정하는 것을 수반할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, SPS 엔진은 SPS 수신기로부터의 포지셔닝 데이터와 비-위성 소스들로부터 이용가능할 수도 있는 정보를 조합하여 무선 디바이스의 현재 위치를 결정한다. GPS 와 계속해서, 예컨대, 블록 (520) 은 자율적 또는 독립형 모드에서 동작하는 무선 디바이스에 의해 수행될 수도 있다.
블록 530 에서, 위치 픽스가 획득되었을 때, 슬립 구간의 길이 동안 SPS 수신기는 비활성화되고 SPS 엔진은 디스에이블된다. 예컨대, 이는 전력 절약 이벤트에 응답하여 발생할 수도 있고 또는 프로그램가능한 타이머에 의해 제어될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 위치 픽스가 획득된 후에 다른 엘리먼트들의 전력공급이 또한 낮아져서 전력 소비를 더욱 감소시킬 수도 있다. 예컨대, 지배적인 조건에 의존하여, RF 송신기가 또한 비활성화될 수도 있다.
블록 540 에서, 하나 이상의 센서로부터 상대적인 위치 데이터가 획득된다. 센서 데이터는 자이로스코프 및 가속도계와 같은 하나 이상의 저-전력 MEMS 디바이스로부터의 신호들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 데이터는 위치 결정 프로세서가 센서 데이터의 의미를 해석할 수 있도록 하는 프로토콜을 따른다. 이러한 경우, 센서의 수 및 유형은 이용가능한 데이터를 위치 오프셋으로 변환하는 역할을 하는 위치 결정 프로세서에 의해 변경될 수 있다. 대안으로서, 무선 디바이스는 위치 오프셋이 위치 결정 프로세서에 제공되는 인터페이스를 포함할 수 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 센서의 수 및 유형은 고정된다.
다음으로, 블록 550 에서, 상대적인 포지셔닝 데이터가 이용되어 무선 디바이스의 현재 위치를 업데이트한다. 이는 메모리로부터 마지막 위치를 검색하고 센서 데이터에 기초하여 마지막 위치를 조절하는 것을 수반할 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 데이터는 위치 업데이트가 수행되기 전에 필터링되어 측정 잡음을 감소시킨다. 판정 블록 560 은 슬립 구간이 만료되었는지 여부를 판정한다. 예컨대, 슬립 구간은 고정된 지속기간을 가질 수도 있고, 슬립 구간의 종료는 프로그램가능한 타이머의 만료에 의해 또는 제어기 또는 다른 프로세싱 엘리먼트들로부터의 신호들에 의해 시그널링될 수도 있다. 슬립 구간이 만료되었다면, 프로세싱은 블록 570 에서 계속된다. 그렇지 않다면, 새로운 센서 데이터가 획득되고, 블록들 540-560 이 반복된다.
블록 570 에서, SPS 수신기 및 SPS 엔진이 활성화되고, 무선 디바이스의 새로운 위치를 취득할 준비를 한다. 블록 570 에서의 프로세싱은, 모든 SPS 서브시스템들이 동작하고 있고 포지셔닝 신호들이 검출되었다고 결정될 때까지 센서 데이터에 기초하여 위치 업데이트들이 계속되도록, 블록들 540-560 과 오버랩될 수 있다. 블록 580 에서, 위치 결정 방법이 완료된다.
도 6 은 예시적인 위치 결정 방법에 따라 수행되는 프로세싱 (600) 의 흐름도이다. 이 방법은 이동국 (110) 또는 무선 디바이스 (200) 와 같은 무선 디바이스에 의해 수행될 수 있다.
현재 기재된 방법에서, 블록 610 에서 무선 디바이스의 전력 소스에 대한 초기 결정이 행해진다. 몇몇 상황에서, 무선 디바이스는 자동차 배터리로부터 전력을 수신할 수도 있고 또는 전력을 보존하는 것이 중요한 고려사항이 아닌 것과 같이 전기 그리드에 접속될 수도 있다. 예컨대, 무선 디바이스는, 이 무선 디바이스가 외부 전력 소스로부터 동작하고 있는지를 나타내기 위한 전류 센서 또는 유사 하드웨어를 포함할 수도 있다. 무선 디바이스가 외부 소스에 의해 전력공급된다면, 프로세싱은 판정 블록 620 으로부터 종료 블록 670 으로 진행하고, 어떠한 전력 절약 이벤트도 발생되지 않는다.
판정 블록 620 에서, 무선 디바이스가 그것의 배터리에 의해 전력공급된다고 판정되면, 프로세싱은 블록 630 에서 계속된다. 이 시점에서, 하나 이상의 포지셔닝 신호들의 이용가능성이 결정된다. 포지셔닝 신호들이 이용되어 위치 픽스를 획득한다. 충분한 포지셔닝 신호들이 이용가능하지 않다면, 프로세싱은 판정 블록 640 으로부터 종료 블록 670 으로 진행하고, 어떠한 전력 절약 이벤트도 발생되지 않는다.
충분한 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되면, 블록 650 에서 신호 품질이 미리정해진 임계치를 초과하는지 여부에 대한 추가적인 판정이 행해진다. 예컨대, 낮은 신호 품질은 신뢰성 있는 포지셔닝을 위한 불충분한 포지셔닝 데이터또는 환경적 조건으로 인해 포지셔닝 데이터를 취득하는데 어려움을 나타낼 수도 있다. 이러한 경우, 전력을 보존하고자 시도하지 않고 신뢰성 있는 포지셔닝 데이터가 이용가능해질 때까지 대기하는 것이 바람직할 수도 있다. 따라서, 열악한 신호 품질의 조건하에서, 프로세싱은 판정 블록 650 으로부터 종료 블록 670 으로 진행하고, 어떠한 전력 절약 이벤트도 발생되지 않는다. 블록 655 에서, 위치 픽스가 획득되고, 블록 660 에서, 모든 선행 조건이 만족될 경우 전력 절약 이벤트가 발생된다. 앞서 서술된 바와 같이, 전력 절약 이벤트는 SPS 신호들을 프로세싱하는데 사용되는 하나 이상의 모듈 및 SPS 수신기를 비활성화시키는 것을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 네트워크-기반 포지셔닝에 관한 기능은 또한 전력 절약 이벤트 동안 중지된다.
도 7 은 위치 결정 방법의 일 실시형태에 따른 위치 프로세싱 (700) 의 흐름도이다. 위치 프로세싱 (700) 은 이동국 (110) 또는 무선 디바이스 (200) 와 같은 무선 디바이스 (200) 에 의해 수행되어 전력 절약 이벤트 동안 그것의 위치를 업데이트하고 전력 절약 이벤트가 종료되어야 하는 때를 결정할 수도 있다.
블록 710 에서, 센서 데이터가 프로세싱을 위해 수신된다. 본 명세서에서 서술되는 바와 같은, 센서 데이터는, 특정한 시간 구간 동안 무선 디바이스의 위치의 상대적인 변화에 관한 정보를 제공한다. 데이터는 하나 이상의 미리정해진 센서로부터 수신될 수도 있고 또는, 예컨대, 위치 결정 프로세서에 의해 센서 데이터를 교환하기 위한 프로토콜을 통해 전달될 수 있는 것과 같은 상이한 능력들을 갖는 임의의 수의 센서들로부터 수신될 수도 있다.
다음으로, 블록 720 에서, 수신된 센서 데이터에 기초하여 위치 오프셋이 계산된다. 일 실시형태에 있어서, 측정 구간 동안 획득된 가속도 데이터로부터 변위 벡터가 결정된다. 예컨대, 가속도 데이터는 속도로 변환될 수 있고, 속도는 무선 디바이스에 대해 결정된 마지막 위치를 오프셋하는데 이용될 수 있다. 이러한 경우, 필요에 따라, 자이로스코프 및 고도계가 속도의 방향 성분을 제공할 수 있다. 따라서, 센서 데이터는 측정 구간 동안 무선 디바이스의 위치의 상대적인 변화를 반영하는 오프셋을 생성하는데 이용된다. 블록 730 에서, 무선 디바이스의 마지막 위치는 블록 720 에서 계산된 오프셋을 이용하여 조절되어 업데이트된 위치를 생성한다.
전력 절약 이벤트 동안 누적 포지셔닝 에러가 추적된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 무선 디바이스의 위치가 센서 데이터에 기초하여 조절될 때마다 에러 추정치가 업데이트된다. 예컨대, 초기에, 에러 추정치는, 포지셔닝 업데이트들에 대한 기초로서 작용하는 위치 픽스를 획득하는데 이용되는 포지셔닝 신호들에서의 불확실성에 기초할 수도 있다. 그후, 에러 추정치가 시간 경과에 따라 증가하고 각 위치 업데이트가 누적 포지셔닝 에러를 반영하도록, 에러 추정치는 센서들의 포지셔닝 정확도에 기초하여 갱신될 수 있다.
블록 750 에서, 에러 추정치가 미리정해진 임계치를 초과하는지 여부에 대한 판정이 행해진다. 그중에서도, 임계치 값은 내비게이션과 같은 특정한 애플리케이션에 기초하여 설정될 수도 있고, 또는 비상 서비스 요건에 부합하도록 설정될 수도 있다. 상이한 애플리케이션들은 상이한 정도의 포지셔닝 정확도를 요구할 수도 있고, 이는 이어서 그들의 대응하는 에러 임계치들에 반영될 수도 있다. 예컨대, 내비게이션 목적을 위해서는 30 미터 이하의 포지셔닝 에러가 필요로 될 수도 있는 반면에, 비상 로케이션 목적을 위해서는 75 미터 이내의 정확도가 충분할 수도 있다. 대안으로서, 사용자는, 장기적인 배터리 수명을 위해 덜 빈번한 업데이트들 (더 긴 슬립 구간들) 의 형태로 정확도를 트래이드오프함으로써 요구되는 포지셔닝 정확도의 레벨을 설정할 수도 있다.
에러 임계치를 초과하였다고 판정되면, 프로세싱은 판정 블록 750 으로부터 종료 블록 760 으로 진행한다. 블록 760 에서, 전력 절약 이벤트가 종료되고, 새로운 외부 포지셔닝 데이터가 획득될 수 있다. 에러 임계치를 초과하지 않은 경우, 업데이트 프로세스가 블록 770 에서 계속된다. 나타낸 바와 같이, 새로운 센서 데이터가 획득되고, 방법은 블록 710 으로부터 반복된다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 기재된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은, 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 명령세트 축약형 컴퓨터 (RISC; Reduced Instruction Set Computer) 프로세서, 특정 용도 집적회로 (ASIC; Application Specific Integrated Circuit), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA; field programmable gate array) 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에 기재된 기능을 수행하도록 설계된 그것의 임의의 조합으로 구현되거나 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있고, 대안으로서, 이 프로세서는 임의의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들, 예컨대, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수도 있다.
소프트웨어 모듈이 RAM 메모리, 플래시 메모리, 비휘발성 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈가능한 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체가 프로세서에 커플링되어, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 한다. 대안으로서, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련하여 기재된 방법, 프로세스 또는 알고리즘의 단계들은 직접 하드웨어에 수록되거나, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에 수록되거나, 또는 이 둘의 조합에 수록될 수도 있다. 방법 또는 프로세스에서의 다양한 단계들 또는 작용들은 나타낸 순서로 수행될 수도 있고, 또는 다른 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 하나 이상의 프로세스 또는 방법 단계들이 생략될 수도 있고 또는 이 방법 및 프로세스에 하나 이상의 프로세스 또는 방법 단계들이 부가될 수도 있다. 이 방법 및 프로세스의 시작, 종료 또는 중간의 기존의 엘리먼트들에 추가적인 단계, 블록 또는 작용이 부가될 수도 있다.
개시된 실시형태들의 상기 설명은 당업자로 하여금 이 개시물을 제작 또는 이용할 수 있도록 하기 위해 제공된다. 이들 실시형태들에 대한 다양한 변형물들이 당업자에게는 용이하게 명백할 것이고, 본 명세서에 정의된 일반적 원리는 이 개시물의 정신 또는 범위로부터 일탈하지 않고서 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 이 개시물은 본 명세서에 나타낸 실시형태들에 한정되도록 의도되지 않았고, 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특성들과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합된다.

Claims (44)

  1. 위성 포지셔닝 시스템 (SPS; satellite positioning system) 수신기를 갖는 이동 디바이스에서의 전력 소비를 감소시키는 방법으로서,
    상기 SPS 수신기로 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계;
    상기 포지셔닝 신호들을 프로세싱하여 상기 이동 디바이스의 위치를 결정하는 단계;
    상기 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 전력 절약 이벤트에 응답하여 상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지시키는 단계;
    상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱이 중지되는 동안 하나 이상의 센서로부터의 데이터에 기초하여 상기 이동 디바이스의 위치를 업데이트하는 단계; 및
    상기 전력 절약 이벤트에 후속하여 상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 재개하는 단계를 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계는, 상기 포지셔닝 신호들의 품질을 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 신호들의 품질이 미리정해진 임계치를 초과하지 않는 경우에 상기 포지셔닝 신호들은 이용불가하다고 검출되는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 신호들을 이용하여 결정된 위치의 정확도를 추정하는 단계를 더 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치의 상기 추정된 정확도에 기초하여 상기 전력 절약 이벤트의 빈도를 조절하는 단계를 더 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치의 상기 추정된 정확도에 기초하여 상기 전력 절약 이벤트의 지속기간을 조절하는 단계를 더 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지시키는 단계는, 상기 전력 절약 이벤트의 지속기간 동안 상기 이동 디바이스의 SPS 프로세싱 엔진을 디스에이블하고 상기 SPS 수신기를 비활성화시키는 단계를 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 절약 이벤트는 일정한 간격으로 발생하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 절약 이벤트의 지속기간은 상기 하나 이상의 센서의 정확도에 따라 확립되는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 절약 이벤트의 지속기간은, 상기 업데이트된 위치의 포지셔닝 에러가 미리정해진 값을 초과하지 않도록 결정되는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 디바이스의 전력 소스를 검출하는 단계; 및
    상기 전력 소스가 상기 이동 디바이스의 일부로서 포함된 배터리라고 검출되는 경우 전력 절약 이벤트를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 절약 이벤트의 지속기간은, 상기 SPS 수신기가 상기 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는데 필요한 시간 및 상기 하나 이상의 센서의 정확도에 기초하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 디바이스의 위치를 업데이트하는 단계는,
    상기 하나 이상의 센서로부터 데이터를 수집하는 단계,
    상기 센서 데이터에 기초하여 위치 오프셋을 결정하는 단계, 및
    상기 위치 오프셋을 이용하여 상기 이동 디바이스의 마지막 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 디바이스의 위치를 업데이트하는 단계는,
    상기 하나 이상의 센서로부터의 상기 데이터를 이용하여 이동 방향 및 크기를 포함하는 상기 이동 디바이스의 속도를 결정하는 단계, 및
    상기 속도에 기초하여 상기 이동 디바이스의 마지막 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 SPS 수신기가 상기 전력 절약 이벤트에 후속하여 상기 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출할 때까지 상기 하나 이상의 센서로부터의 상기 데이터에 기초하여 상기 이동 디바이스의 위치를 계속해서 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 가속도계 (accelerometer), 자이로스코프 (gyroscope), 및 고도계 (altimeter) 를 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 마이크로-전자기계 시스템 (MEMS; micro-electromechanical systems) 디바이스를 포함하는, 이동 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  18. 무선 디바이스로서,
    하나 이상의 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하도록 구성된 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기;
    상기 무선 디바이스의 위치의 상대적인 변화를 결정하기 위한 데이터를 발생시키도록 구성된 하나 이상의 센서; 및
    상기 SPS 수신기 및 상기 하나 이상의 센서에 커플링되고, 상기 포지셔닝 신호들을 이용하여 상기 무선 디바이스의 현재 위치를 결정하도록 구성된 위치 결정 프로세서; 및
    상기 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 상기 SPS 수신기를 비활성화시키고, 상기 SPS 수신기가 비활성화되는 동안 상기 위치 결정 프로세서로 하여금 상기 하나 이상의 센서로부터의 상기 데이터에 기초하여 상기 무선 디바이스의 위치를 업데이트하게 하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는, 슬립 구간 (sleep interval) 에 후속하여 상기 SPS 수신기를 재활성화시키고 상기 위치 결정 프로세서로 하여금 상기 무선 디바이스의 현재 위치를 결정하게 하도록 구성된, 무선 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 위치 결정 프로세서로 하여금 상기 슬립 구간의 지속기간 동안 상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지시키게 하는, 무선 디바이스.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 상기 SPS 수신기를 주기적으로 비활성화시키는, 무선 디바이스.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 위치 결정 프로세서는 상기 포지셔닝 신호들의 품질을 결정하는, 무선 디바이스.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 품질이 미리정해진 임계치를 초과하지 않는 경우에 상기 포지셔닝 신호들은 이용불가하다고 검출되는, 무선 디바이스.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 포지셔닝 신호들의 상기 품질에 기초하여 상기 슬립 구간의 길이를 조절하는, 무선 디바이스.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 위치 결정 프로세서는 상기 포지셔닝 신호들을 이용하여 결정된 위치의 정확도를 추정하는, 무선 디바이스.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 포지셔닝 신호들을 이용하여 결정된 위치의 상기 추정된 정확도에 기초하여 상기 슬립 구간의 길이를 조절하는, 무선 디바이스.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 슬립 구간의 지속기간은 상기 하나 이상의 센서로부터의 상기 데이터의 정확도에 기초하는, 무선 디바이스.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 슬립 구간의 길이는, 상기 업데이트된 위치의 포지셔닝 에러가 미리정해진 값을 초과하지 않도록 결정되는, 무선 디바이스.
  28. 제 18 항에 있어서,
    배터리를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 배터리의 전력 레벨에 기초하여 상기 SPS 수신기를 비활성화시키는, 무선 디바이스.
  29. 제 18 항에 있어서,
    상기 슬립 구간의 길이는, 상기 SPS 수신기가 상기 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는데 필요한 시간 및 상기 하나 이상의 센서의 정확도에 따라 결정되는, 무선 디바이스.
  30. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어기는 반복적으로, 상기 위치 결정 프로세서로 하여금 상기 슬립 구간 동안 상기 하나 이상의 센서로부터의 상기 데이터에 기초하여 상기 무선 디바이스의 위치를 업데이트하게 하는, 무선 디바이스.
  31. 제 18 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서로부터의 상기 데이터는 상기 무선 디바이스의 가속도를 포함하고,
    상기 위치 결정 프로세서는 상기 가속도를 상기 무선 디바이스의 속도로 변환하고, 상기 속도를 이용하여 상기 무선 디바이스의 위치를 업데이트하는, 무선 디바이스.
  32. 제 18 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 가속도계, 자이로스코프, 및 고도계를 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 무선 디바이스.
  33. 제 18 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는 마이크로-전자기계 시스템 (MEMS) 디바이스를 포함하는, 무선 디바이스.
  34. 제 18 항에 있어서,
    송신기를 더 포함하고,
    상기 무선 디바이스는 상기 업데이트된 위치를 통신 서비스 제공자에게 송신하는, 무선 디바이스.
  35. 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기를 갖는 무선 디바이스에서의 전력 소비를 감소시키는 방법으로서,
    상기 SPS 수신기로 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계;
    상기 포지셔닝 신호들에 기초하여 이동 디바이스의 현재 위치를 결정하는 단계;
    상기 현재 위치의 에러를 추정하는 단계;
    상기 현재 위치의 상기 에러가 미리정해진 임계치를 초과하지 않는 경우에 상기 SPS 수신기를 비활성화시키는 단계;
    상기 SPS 수신기가 비활성화되는 동안, 하나 이상의 아날로그 센서로부터의 데이터에 기초하여 때때로 상기 현재 위치를 조절하여 업데이트된 위치를 획득하는 단계; 및
    상기 업데이트된 위치의 누적 에러에 기초하여 상기 SPS 수신기를 활성화시키는 단계를 포함하는, 무선 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 누적 에러는 상기 SPS 수신기가 비활성되는 시간 및 상기 하나 이상의 아날로그 센서로부터의 상기 데이터의 정확도에 기초하는, 무선 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 무선 디바이스의 전력 소스를 검출하는 단계; 및
    상기 전력 소스가 상기 무선 디바이스의 배터리로서 검출되는 경우에만 상기 SPS 수신기를 비활성화시키는 단계를 더 포함하는, 무선 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 아날로그 센서로부터의 상기 데이터를 위치 오프셋으로 변환하는 단계를 더 포함하고,
    상기 업데이트된 위치는 상기 위치 오프셋과 상기 무선 디바이스의 마지막 위치를 조합함으로써 획득되는, 무선 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  39. 제 35 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되며 상기 에러의 추정치가 상기 미리정해진 임계치를 초과하지 않는 한, 일정한 간격으로 상기 SPS 수신기를 활성화 및 비활성화시키는 단계를 더 포함하는, 무선 디바이스에서의 전력 소비 감소 방법.
  40. 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기로 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 수단;
    상기 포지셔닝 신호들을 프로세싱하여 이동 디바이스의 위치를 결정하는 수단;
    상기 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되는 경우 전력 절약 이벤트에 응답하여 상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지시키는 수단;
    상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱이 중지되는 동안 하나 이상의 센서로부터의 데이터에 기초하여 상기 이동 디바이스의 위치를 업데이트하는 수단; 및
    상기 전력 절약 이벤트에 후속하여 상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 재개하는 수단을 포함하는, 무선 디바이스.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 신호들의 품질을 결정하는 수단을 더 포함하고,
    상기 포지셔닝 신호들의 상기 품질이 미리정해진 임계치를 초과하지 않는 경우에 상기 포지셔닝 신호들은 이용불가하다고 검출되는, 무선 디바이스.
  42. 제 40 항에 있어서,
    상기 업데이트된 위치의 포지셔닝 에러가 미리정해진 값을 초과하지 않도록 상기 전력 절약 이벤트의 지속기간을 결정하는 수단을 더 포함하는, 무선 디바이스.
  43. 제 40 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서로부터 데이터를 수집하는 수단;
    상기 센서 데이터에 기초하여 위치 오프셋을 결정하는 수단; 및
    상기 위치 오프셋을 이용하여 상기 이동 디바이스의 마지막 위치를 조절하는 수단을 더 포함하는, 무선 디바이스.
  44. 무선 디바이스의 위치를 결정하기 위한 하나 이상의 명령들의 하나 이상의 시퀀스들을 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체로서,
    상기 하나 이상의 명령들의 상기 하나 이상의 시퀀스들은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금,
    하나 이상의 포지셔닝 신호들의 이용가능성을 검출하는 단계;
    상기 포지셔닝 신호들에 기초하여 상기 무선 디바이스의 현재 위치를 결정하는 단계;
    전력 절약 이벤트의 지속기간 및 타이밍을 결정하는 단계;
    상기 포지셔닝 신호들이 이용가능하다고 검출되고 상기 현재 위치가 획득되는 경우에 상기 전력 절약 이벤트에 응답하여 상기 SPS 수신기를 비활성화시키고 상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 중지시키는 단계;
    상기 무선 디바이스의 위치의 상대적인 변화를 나타내는 센서 데이터를 획득하는 단계;
    상기 전력 절약 이벤트 동안 상기 센서 데이터에 기초하여 때때로 상기 무선 디바이스의 위치를 업데이트하는 단계; 및
    상기 전력 절약 이벤트 이후에 상기 SPS 수신기를 활성화시키고 상기 포지셔닝 신호들의 프로세싱을 재개하는 단계
    를 수행하도록 하는 명령들을 포함하는, 컴퓨터-판독가능 매체.
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