专利名称：具有省电功能的电子装置及其操作方法
技术领域：
本发明是关于一种能够降低电能消耗的电子装置及其操作方法，特别关
于一种通过控制全球导航卫星系统(GNSS)接收机在省电期间进入省电模 式来降低电能消耗的电子装置及其操作方法。
背景技术：
通常，便携式电子装置利用电池装置作为其主要电能来源。因此，由于 电能来源容量的有限性，电能消耗的越快，电子装置运行时间也越短。以现 有的便携式GNSS接收机为例，其在启动后根据接收到的卫星信号来提供位 置信息以实现导航功能。然而，通常便携式GNSS接收机始终保持全功率运 行来实现其预期(intended)功能(例如卫星追踪)。
许多现有的降低GNSS接收机电能消耗的省电方案被提出。例如， 一种 现有方案是将GNSS接收机在正常模式(normal mode)与省电模式(power saving mode)(即待机禾莫式(standby mode)或睡目民模式(sleep mode))中 转换。因此，如何确定GNSS接收机进入省电模式的时间成为设计者面临的 一大课题。
发明内容
为了解决现有技术中GNSS接收机耗电的技术问题，本发明提供一种具 有省电功能的电子装置及其方法，可使GNSS接收机在省电期间进入省电模 式来降低电能消耗。
依据本发明的一方面，其提供一种具有省电功能的电子装置，该电子装 置包含GNSS接收机，用来根据卫星信号提供位置信息；以及控制电路， 耦接至GNSS接收机，用来至少根据地理信息确定GNSS接收机的省电期间，并且控制在正常模式下运行的GNSS接收机在省电期间进入省电模式；其中
GNSS接收机在省电模式下运行与在正常模式下运行相比较，具有更少的电
能消耗。
依据本发明另一方面，其提供一种操作电子装置的方法，电子装置具有
GNSS接收机，该方法包含利用GNSS接收机根据卫星信号提供位置信息； 至少根据地理信息来确定GNSS接收机的省电期间；以及控制在正常模式下 运行的GNSS接收机在省电期间内进入省电模式；其中GNSS接收机在省电 模式下运行与在正常模式下运行相比较，具有更少的电能消耗。
本发明提供的电子装置及其方法，根据至少地理信息来确定GNSS接收 机的省电期间，并控制其在省电期间进入省电模式，能够降低电子装置的电 能消耗，延长具有导航功能的电子装置的工作时间。
图1为依据本发明第一实施方式的具有省电功能的电子装置方框示意图。 图2为依据本发明第二实施方式的具有省电功能的电子装置方框示意图。 图3为依据本发明控制图2所示的GNSS接收机交替地进入正常模式与
省电模式的示意图。
图4为依据本发明控制GNSS接收机在正常模式与省电模式之间切换的
方法流程图。
图5为图4的延续图。
具体实施例方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领 域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组 件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是 以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及权利要求书当中 所提及的"包含"是一开放式的用语，故应解释成"包含但不限定于"。另外，"耦，接" 一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文 中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装 置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。
请参阅图1，图1为依据本发明第一实施方式的具有省电功能的电子装 置100方框示意图。
一般的，具有省电功能的电子装置的硬件环境如图l所
示。本实施方式中，电子装置100包含，但不限于，全球导航卫星系统(GNSS) 接收机102、以及控制电路104。GNSS接收机102至少支持目前可用的GNSS 其中之一，例如全球定位系统GPS (Global Positioning System)、伽利略系 统GLONASS、以及全球导航卫星系统GLONASS。 GNSS接收机102接收 来自跟踪卫星的卫星信号后，依据接收到的卫星信号计算位置信息。控制电 路104可用来确定GNSS接收机102何时进入省电模式(即待机模式或者睡 眠模式)。本实施方式中，控制电路104至少根据地理信息DATA—G (例如 地图信息(map information))来确定省电期间。
举例来说，控制电路104由GNSS接收机102接收位置信息DATA—P， 并且参考位置信息DATA—P来识别电子装置100目前位置的地理环境。然后， 控制电路104依据电子装置100所处的地理环境计算省电期间，接着，控制 GNSS接收机102由正常模式进入省电模式并且在已计算的省电期间保持 GNSS接收机102在省电模式下运行。例如，当电子装置100稳定的运动于 笔直的道路(例如高速公路)上时，控制电路104根据位置信息DATA一P与 地理信息DATA—G识别电子装置100的运动状态，然后计算适当的省电模式 的省电期间以及正常模式的正常期间。接着，基于已计算得到的省电期间以 及正常期间，控制电路104产生控制信号Sc来交替地切换电子装置100进入 省电期间与正常期间。
在较佳实施方式中，控制电路104具有整合于其中的导航系统。以下将 以较佳实施方式为例详细描述本发明。需注意的是，控制电路104具有整合 于其中的导航系统的硬件环境仅作为举例说明，而并非本发明的限制条件。换言之，任何利用至少地理信息来确定GNSS接收机102进入省电模式的时 间以及在省电模式下运行的时间长度的省电机制都属于本发明涵盖的范围。 并且，切换GNSS接收机102至省电模式并不限制于完全切断GNSS接收机 102的电源。
请参阅图2，图2为依据本发明第二实施方式的具有省电功能的电子装 置200的方框示意图。本实施方式中，电子装置200包含，但不限于，GNSS 接收机202以及控制电路204。控制电路204包含计算单元212、导航系统 214、以及省电控制单元216。另外，导航系统214配置为具有导航处理单元 222以及存储单元224。 GNSS接收机202可通过任一种现有的接收机结构实 现，并且至少支持目前可用GNSS系统其中之一，例如GPS、 Galileo、以及 GLONASS系统。如本领域技术人员所知，GNSS接收机202依据由跟踪卫 星接收到的卫星信号，提供位置信息DATA一P以及位置相关信息DATA—A。 例如，位置相关信息DATA_A包含用来指示电子装置200运动状态的目前速 度值以及速度平均值、健康卫星(healthysatellite)的数量、精度衰减因子DOP (dilution of precision)、以及可视卫星数量等。通常情况下，位置信息 DATA_P以及位置相关信息DATA一A通过NMWA (国家海洋电子协会)标 准传输。
导航系统214的存储单元224存储地理信息DATA—G(例如地图信息)。 导航处理单元222由存储单元224存取地理信息DATA一G并由GNSS接收 机202接收位置信息DATA—P，然后根据地理信息DATA—G与位置信息 DATA—P执行导航功能。本实施方式中，地理信息DATA一G不仅被导航处 理单元222用来实现导航功能，并且用来确定上述的省电期间。导航处理单 元222传送参数至计算单元212，并且计算单元212通过参考一个或多个输 入参数来计算上述的省电期间。举例来说，参数包含目前位置至下一十字 路口的距离、用来触发省电模式的目前位置至下一十字路口的距离的第一阈 值、用来指示GNSS接收机的运动状态的目前速度值与平均速度值、省电期间(即待机期间或者睡眠期间)与正常期间(即唤醒期间)的比值、电子装
置位于的道路属性(例如道路类型及其速度限制)、GNSS接收机热启动以
定位所需的最小时间期间等。需注意的是，目前位置至下一十字路口的距离
是关键参数，用来与地理信息DATA一G —同控制省电机制。
本实施方式中，导航处理单元222至少提供一个参数，该参数是通过参 考地理信息DATA—G与位置信息DATA—P来确定。另外，导航处理单元222 能够依据位置相关信息DATA一A来提供其它参数。例如，上述的目前速度值 以及平均速度值即可由GNSS接收机202接收的位置相关信息DATA—A容 易得到。然而，需注意的是，上述实施方式中参数仅作为举例说明之用，而 并非本发明的限制条件。
由导航处理单元222接收到一个或多个参数后，计算单元212确定如何 来设定适当的省电期间并且输出该省电期间至导航处理单元222。然后，依 据计算单元212的计算结果，导航处理单元222输出控制信号SC至省电控 制单元216;接着，依据控制信号SC，省电控制单元216选择性地控制GNSS 接收机202进入或者离开省电模式。由于GNSS接收机202在省电模式下运 行与在正常模式下运行相比较，具有更少的电能消耗，g卩，可达到降低电子 装置200的电能消耗的目的。需注意的是，切换GNSS接收机202至省电模 式并不局限于完全切断GNSS接收机202电源。当GNSS接收机202被控制 进入省电模式之后，任何能够降低GNSS接收机电能消耗的技术皆可被使用。 例如，在省电模式下，GNSS接收机202内多数的处理电路断开，而存储系 统保持激活状态以保持星历数据(ephemerisdeta)存储于其中。以这种方式， 在GNSS接收机202离开省电期间后并完成热启动后，缓冲的星历数据可被 用于加速定位操作，以便追踪可见卫星以及获得期望的位置信息。
请参阅图3，图3为依据本发明控制图2所示的GNSS接收机202交替 地进入正常模式与省电模式的示意图。假设电子装置200是安置于汽车内的 便携式导航单元，该汽车沿方向D运动。当汽车到达位置P1时，使用者启动电子装置200,然后电子装置200冷启动。汽车到达位置P2前，GNSS接 收机202成功找到需要的卫星并且得到位置信息DATA一P以及位置相关信息 DATA一A。因此，依据地理信息DATA一G (例如地图信息)以及位置信息 DATA—P，导航处理单元222连续地执行导航功能。此外，当汽车到达位置 P2以后，上述参数被提供至计算单元212以确定适当的省电期间。如图3所 示，目前位置P2至下一十字路口的距离为L1，与触发GNSS接收机202省 电模式的第一阈值L2相比较，距离L1大于第一阈值L2。因此，根据距离 信息及速度信息，计算单元212计算正常期间S1与非零省电期间S2，其中 省电期间S2与正常期间Sl的比值由导航处理单元222所给出的参数定义。 此外，基于另一参数，此参数定义了GNSS接收机202的热启动所需的最小 时间期间以定位，已计算的正常期间Sl必须大于最小时间期间。
接收到已计算的正常期间Sl及省电期间S2之后，导航处理单元222产 生控制信号Sc来指示省电控制单元216选择性地致能(enable)或失能 (disable)省电功能。如图3所示，当汽车由位置P2运动至位置P3时，GNSS 接收机202进入省电模式。当汽车到达位置P3时，省电期间S2期满。因此， 依照控制信号Sc的指示，省电控制单元216将GNSS接收机202由省电模式 切换至正常模式。即，汽车到达位置P3之后，GNSS接收机202进行热启动。 如上所述，即使GNSS接收机运行于省电模式，星历数据仍保持于GNSS接 收机202的存储系统中。因此，GNSS接收机202能够快速完成热启动程序 以定位电子装置200。稍后，当汽车达到位置P4时，GNSS接收机202再次 于省电期间进入省电模式。如图3所示，在正常期间Sl及省电期间S2已由 计算单元212计算得到之后，GNSS接收机202开始交替地进入正常模式与 省电模式。
汽车到达位置P5之后，目前位置至下一十字路口的距离小于第一阈值 L2。此时，计算单元212改变或者重新计算省电期间S2，省电期间S2重新 设置为零来失能省电机制。以此种方式，GNSS接收机202被控制为不进入省电模式，直到目前位置的下一十字路口的距离超出第一阈值L2。为避免由
于不适当地启动省电机制而降低GNSS接收机202性能，需要检査其它条件 来决定是否改变或者重新计算目前省电期间。以下将举例说明。
当位置信息DATA一P不能在GNSS接收机202依据省电期间S2进入省 电模式之前得到时，计算单元212改变或者重新计算省电期间S2。例如，在 汽车到达位置P4之前，当目前可见卫星信号不足以得到位置信息DATA—P 时，计算单元212重新设定省电期间为零，因此，失能省电机制并且给予GNSS 接收机202更多时间来追踪更多可见卫星。
在GNSS接收机202进入省电模式之前，当位置精确度低于第二阈值时， 计算单元212改变省电期间S2。例如，当精度衰减因子DOP指示位置精确 度低时，计算单元212重新设定省电期间S2为零，从而失能省电机制。换 言之，当可接受监测到的位置精确度时，GNSS接收机202的省电功能可被 激活。
在GNSS接收机202根据省电期间S2进入省电模式之前，当速度变动 超出第三阈值时，计算单元212改变省电期间S2。例如，当汽车在到达位置 P4之前突然停止时，由于速度值是确定省电期间所依据的主要参数，计算单 元212重新计算省电期间S2。
由于控制电路204具有整合于其中且用于提供导航功能的导航系统214， 当GNSS接收机202被控制进入省电模式之后，导航系统214的导航处理单 元222被配置为通过确定预估的位置信息来完成导航功能，其中预估的位置 信息是依据由GNSS接收机202在正常模式下运行时接收到的可用的位置相 关信息DATA一A (例如，平均速度值或者最终速度值)来确定。此外，本实 施方式中，可选择的航位推算单元(dead reckoning device) 230耦接至导航 处理单元222，并根据航位推算来提供预估的位置信息。因此，当GNSS接 收机202于省电期间在省电模式下运行时，导航处理单元222可备选地由所 采用的航位推算单元230接收预估的位置信息来完成导航功能。为更加清楚描述本发明的特征，请参阅图4以及图5。图4与图5为依 据本发明控制GNSS接收机202在正常模式与省电模式之间切换的方法流程 图。只要方法得到的结果本质上相同，方法执行的步骤并不局限于图4与图 5所示的顺序。该方法由图2所示的电子装置200执行。其步骤如下
步骤400:启动电子装置200。
步骤402: GNSS接收机202冷启动来寻找可见卫星，并依据追踪卫星 的卫星信号获得位置信息DATA—P。
步骤404;导航系统214提供参数至计算单元212。
步骤406:判断目前位置至下一十字路口的距离是否大于第一阈值？若 是，则执行步骤408，否则执行步骤406。
步骤408:计算单元212计算省电期间与正常期间。
步骤409:导航处理单元222依据已计算的省电期间与正常期间，产生 控制信号Sc至省电控制单元206。
步骤410:省电控制单元216控制GNSS接收机202在己计算的省电期 间进入省电模式。
步骤412:判断省电期间是否期满？若是，则执行步骤414，否则执行步 骤412以持续监测GNSS接收机202离开省电模式的时间。
步骤414:省电控制单元216控制GNSS接收机202在已计算的正常期 间进入正常模式。
步骤416:判断目前位置至下一十字路口的距离是否大于第一阈值？若 是，则执行步骤418;否则执行步骤426。
步骤418:判断GNSS接收机202是否能够在目前正常模式立即进入下 一省电模式之前获得位置信息DATA一P 若是，则执行步骤420，否则执行 步骤426。
步骤420:判断位置精确度是否大于第二阈值？若是，则执行步骤422， 否则执行步骤426。步骤422:判断速度变动是否低于第三阈值？若是，则执行步骤424，否 则执行步骤426。
步骤424:判断已计算的正常期间是否期满？若是，则执行步骤410，否 则执行步骤416。
步骤426:计算单元212改变或者重新计算省电期间。
步骤428:判断目前位置至下一十字路口的距离是否大于第一阈值？是 则执行步骤409，否则执行步骤428。
本领域技术人员在阅读上述实施方式之后，应可了解图4与图5所示的 步骤操作，故在此仅简单说明。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，凡依本发明权利要求所做的均等 变化与修饰，都应属于本发明的涵盖范围。
1权利要求
1. 一种具有省电功能的电子装置，其特征在于，所述的具有省电功能的电子装置包含全球导航卫星系统接收机，用来根据多个卫星信号提供位置信息；以及控制电路，耦接至所述的全球导航卫星系统接收机，用来至少根据地理信息来确定所述的全球导航卫星系统接收机的省电期间，并且控制运行于正常模式的所述的全球导航卫星系统接收机在所述的省电期间进入省电模式；其中所述的全球导航卫星系统接收机在所述的省电模式下运行与在所述的正常模式下运行相比较，具有更少的电能消耗。
2. 根据权利要求l所述的具有省电功能的电子装置，其特征在于，所述的控制电路包含计算单元，用来根据至少一个参数来计算所述的省电期间； 省电控制单元，耦接至所述的全球导航卫星系统接收机，用来控制所述 的全球导航卫星系统接收机选择性地进入所述的省电模式或者所述的正常模式；以及导航系统，包含存储单元，用来存储所述的地理信息；以及导航处理单元，耦接至所述的存储单元、所述的计算单元、所述的全球 导航卫星系统接收机以及所述的省电控制单元，用来根据自所述的全球导航 卫星系统接收机接收到的所述的位置信息以及所述的存储单元存储的所述的 地理信息执行导航功能；根据所述的地理信息与所述的位置信息来确定所述 的参数并提供所述的参数至所述的计算单元；以及根据由所述的计算单元确 定的所述的省电期间来指示所述的省电控制单元控制所述的全球导航卫星系 统接收机进入所述的省电模式。
3.根据权利要求l所述的具有省电功能的电子装置，其特征在于，所述的控制电路至少根据由目前位置至下一十字路口的距离来确定所述的省电期 间。
4. 根据权利要求3所述的具有省电功能的电子装置，其特征在于，所述 的控制电路更通过参考以下参数其中之一来确定所述的省电期间用来触发 所述的省电模式的所述的距离的阈值、用来指示所述的全球导航卫星系统接 收机的运动状态的目前速度值与平均速度值、所述的省电期间与正常期间的 比值、所述的电子装置位于的道路属性或所述的全球导航卫星系统接收机热 启动以定位所需的最小时间期间。
5. 根据权利要求l所述的具有省电功能的电子装置，其特征在于，所述 的控制电路更计算所述的正常模式的正常期间，并控制所述的全球导航卫星 系统接收机依据所述的省电期间与所述的正常期间，交替地进入所述的省电 模式以及所述的正常模式。
6. 根据权利要求5所述的具有省电功能的电子装置，其特征在于，当所述的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间进入所述的省电模式之前 没有获得所述的位置信息时，所述的控制电路改变所述的省电期间。
7. 根据权利要求5所述的具有省电功能的电子装置，其特征在于，当所 述的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间进入所述的省电模式之前 位置精确度低于阈值时，所述的控制电路改变所述的省电期间。
8. 根据权利要求5所述的具有省电功能的电子装置，其特征在于，当所 述的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间进入所述的省电模式之前 速度变动超出阈值时，所述的控制电路改变所述的省电期间。
9. 根据权利要求5所述的具有省电功能的电子装置，其特征在于，在所 述的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间进入所述的省电模式之 前，当目前位置至下一十字路口的距离小于阈值时，所述的控制电路改变所 述的省电期间。
10. —种操作电子装置的方法，所述的电子装置具有全球导航卫星系统接收机，所述的方法包含利用所述的全球导航卫星系统接收机根据多个卫星信号提供位置信息；至少根据地理信息来确定所述的全球导航卫星系统接收机的省电期间；以及控制运行于正常模式下的所述的全球导航卫星系统接收机在所述的省电期间内进入省电模式；其中所述的全球导航卫星系统接收机在所述的省电模式下运行与在所述 的正常模式下运行相比较，具有更少的电能消耗。
11. 根据权利要求10所述的操作电子装置的方法，其特征在于，所述的方法更包含存储所述的地理信息；以及根据自所述的全球导航卫星系统接收机接收到的所述的位置信息以及所 述的存储的地理信息执行导航功能。
12. 根据权利要求10所述的操作电子装置的方法，其特征在于，确定所述的全球导航卫星系统接收机的所述的省电期间的步骤更包含参考至少目前位置至下一十字路口的距离来确定所述的省电期间。
13. 根据权利要求12所述的操作电子装置的方法，其特征在于，确定所述的全球导航卫星系统接收机的所述的省电期间的步骤更包含参考以下参 数其中之一来确定所述的省电期间用来触发所述的省电模式的所述的距离 的阈值、用来指示所述的全球导航卫星系统接收机的运动状态的目前速度值 与平均速度值、所述的省电期间与正常期间的比值、所述的电子装置位于的 道路属性或所述的全球导航卫星系统接收机热启动以定位所需的最小时间期 间，来确定所述的省电期间。
14. 根据权利要求10所述的操作电子装置的方法，其特征在于，根据所述的地理信息来确定所述的全球导航卫星系统接收机的所述的省电期间的步骤更包含计算所述的正常模式的正常期间；以及控制运行于所述的正常模式的所述的全球导航卫星系统接收机在所述的省电期间内进入所述的省电模 式的步骤更包含控制所述的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间 与所述的正常期间交替地进入所述的省电模式以及所述的正常模式。
15. 根据权利要求14所述的操作电子装置的方法，其特征在于，当所述 的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间进入所述的省电模式之前没 有获得所述的位置信息时，改变所述的省电期间。
16. 根据权利要求14所述的操作电子装置的方法，其特征在于，当所述的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间进入所述的省电模式之前位 置精确度低于阈值时，改变所述的省电期间。
17. 根据权利要求14所述的操作电子装置的方法，其特征在于，当所述 的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间进入所述的省电模式之前速 度变动超出阈值时，改变所述的省电期间。
18. 根据权利要求14所述的操作电子装置的方法，其特征在于，在所述 的全球导航卫星系统接收机依据所述的省电期间进入所述的省电模式之前， 当目前位置至一下十字路口的距离小于阈值时，改变所述的省电期间。
全文摘要
本发明揭露一种具有省电功能的电子装置及其操作方法。该电子装置包含全球导航卫星系统(GNSS)接收机，用来根据多个卫星信号提供位置信息；以及控制电路，耦接至GNSS接收机，用来至少根据地理信息确定GNSS接收机的省电期间，并且控制运行于正常模式的GNSS接收机在省电期间进入省电模式；其中GNSS接收机在省电模式下运行与在正常模式下运行相比较，具有更少的电能消耗。本发明提供的电子装置及其方法能够降低电子装置的电能消耗，延长具有导航功能的电子装置的工作时间。
文档编号G01S1/00GK101446630SQ20081008084
公开日2009年6月3日 申请日期2008年2月21日 优先权日2007年11月27日
发明者李绍鼎, 郑安宗 申请人:联发科技股份有限公司