特開 2015-72192 ＧＰＳ受信機の測位時間を短縮する方法、測位システム、および携帯式電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-72192(P2015-72192A)

(43)【公開日】2015年4月16日

(54)【発明の名称】ＧＰＳ受信機の測位時間を短縮する方法、測位システム、および携帯式電子機器

(51)【国際特許分類】

   G01S 19/21 20100101AFI20150320BHJP

   G01S 19/31 20100101ALI20150320BHJP

   G01C 21/26 20060101ALI20150320BHJP

【ＦＩ】

   G01S19/21

   G01S19/31

   G01C21/00 A

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-207995(P2013-207995)

(22)【出願日】2013年10月3日

(71)【出願人】

【識別番号】505205731

【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100132595

【弁理士】

【氏名又は名称】袴田 眞志

(74)【復代理人】

【識別番号】100106699

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 弘道

(74)【復代理人】

【識別番号】100077584

【弁理士】

【氏名又は名称】守谷 一雄

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 隆史

(72)【発明者】

【氏名】西岡 善夫

(72)【発明者】

【氏名】田村 壮秀

【テーマコード（参考）】

2F129

5J062

【Ｆターム（参考）】

2F129AA02

2F129BB03

2F129EE43

2F129FF11

2F129FF12

2F129HH12

2F129HH22

5J062CC07

5J062DD21

5J062FF01

(57)【要約】

【課題】ＧＰＳ受信機の測位時間を短縮する方法を提供する。
【解決手段】ＧＰＳ管理部１０１は、ユーザ・ファンクション１０１から測位データの要求があると、デバイス制御部１０９に指示してデバイス群１１１の機能を低下させる。機能の低下によりノイズ・レベルが低下する。ＧＰＳ管理部はＧＰＳ受信機を動作させる。ＧＰＳ受信機は捕捉プロセスをノイズ・レベルが低い環境で実行する。捕捉プロセスが終了した後は、機能を復帰させる。ＧＰＳ受信機は、捕捉プロセスに続くトラッキング・プロセスはノイズ・レベルが高くても測位に支障をきたさない。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＧＰＳ受信機と電子デバイスを搭載する電子機器において前記ＧＰＳ受信機の測位時間を短縮する方法であって、
前記ＧＰＳ受信機を動作させるイベントを生成するステップと、
前記イベントに応答して前記電子デバイスの機能を低下させるステップと、
機能を低下させたあとに前記ＧＰＳ受信機に測位を開始させるステップと
を有する方法。

【請求項2】

捕捉プロセスの完了に応答して、前記電子デバイスの機能を復帰するステップを有する請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記捕捉プロセスの完了を前記ＧＰＳ受信機による測位データの出力により判断する請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記機能の低下を前記電子デバイスの電圧および動作周波数またはいずれか一方を低下させることで行う請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

前記ＧＰＳ受信機の動作がエフェメリス・データおよびアルマニック・データを保有するホット・スタートと、前記エフェメリス・データを保有しないウォーム・スタートのいずれかを判断するステップと、
前記ホット・スタートと判断したときは、前記機能を低下させるステップをスキップして前記ＧＰＳ受信機に測位を開始させるステップと
を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記判断するステップが、前記ＧＰＳ受信機の停止時間を計測するステップを有する請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記電子機器が屋外と屋内のいずれに存在するかを判断するステップを有し、
前記機能を低下させるステップを屋外に存在すると判断したときに限って実行する請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

前記屋外と屋内のいずれに存在するかを判断するステップが、前記電子機器の電力源またはネットワークの接続先を判断するステップを含む請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記電子デバイスが、第１のグループと第２のグループに分類された複数の電子デバイスで構成され、前記電子デバイスの機能を低下させるステップが、
前記第１のグループの電子デバイスの機能を低下させるステップと、
所定の時間に捕捉プロセスが完了したか否かを判断するステップと、
前記所定の時間に前記捕捉プロセスが完了しないときにさらに前記第２のグループの電子デバイスの機能を低下させるステップと
を含む請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法。

【請求項10】

電子機器が搭載するＧＰＳ受信機の測位時間を短縮する方法であって、
前記ＧＰＳ受信機を動作させるイベントを生成するステップと、
前記イベントに応答して前記ＧＰＳ受信機に測位を開始させるステップと
所定の時間内に前記ＧＰＳ受信機が測位データを生成しないときに前記電子機器の機能を低下させるステップと
を有する方法。

【請求項11】

ＧＰＳ受信機を搭載する電子機器の動作を制御する方法であって、
前記電子機器が通常モードで動作するステップと、
前記ＧＰＳ受信機を動作させるイベントを生成するステップと、
前記イベントに応じて前記電子機器を前記通常モードより消費電力が少ない省電力モードで動作させるステップと、
前記省電力モードに移行したあとに前記ＧＰＳ受信機に測位を開始させるステップと、
前記ＧＰＳ受信機のトラッキング・プロセスへの移行に応答して前記電子機器を通常モードで動作させるステップと
を有する方法。

【請求項12】

ＧＰＳ受信機と、
前記ＧＰＳ受信機が出力した測位データを処理する電子デバイスと、
前記ＧＰＳ受信機が捕捉プロセスを実行している間前記電子デバイスの機能を低下させるＧＰＳ管理部と
を有する測位システム。

【請求項13】

前記ＧＰＳ管理部は、前記ＧＰＳ受信機から測位データを受け取ったときに前記電子デバイスの機能を復帰させる請求項１２に記載の測位システム。

【請求項14】

請求項１２または請求項１３に記載した測位システムを搭載する移動式電子機器。

【請求項15】

ＧＰＳ受信機と、
前記ＧＰＳ受信機が測位したデータを受け取る電子デバイスと、
前記ＧＰＳ受信機が捕捉プロセスを実行している間前記電子デバイスの機能を低下させ、前記ＧＰＳ受信機が捕捉プロセスを完了したあとに前記電子デバイスの機能を復帰させるＧＰＳ管理部と
を有する電子機器。

【請求項16】

前記ＧＰＳ管理部は、前記ＧＰＳ受信機が動作する前に前記電子デバイスの機能を低下させる請求項１５に記載の電子機器。

【請求項17】

前記ＧＰＳ管理部は、前記ＧＰＳ受信機が所定の時間内に前記捕捉プロセスを完了しないときに前記電子デバイスの機能を低下させる請求項１５に記載の電子機器。

【請求項18】

ＧＰＳ受信機を搭載するコンピュータに、
前記ＧＰＳ受信機に測位を開始させるステップと、
前記コンピュータの機能を低下させるステップと、
前記ＧＰＳ受信機が捕捉プロセスを完了するステップと、
前記捕捉プロセスの完了に応答して前記コンピュータの機能を復帰するステップと
を有する処理を実行させるためのコンピュータ・プログラム。

【請求項19】

前記機能を低下させるステップを前記ＧＰＳ受信機が測位を開始する前に実行する請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム。

【請求項20】

前記機能を低下させるステップを所定の時間内に前記ＧＰＳ受信機がトラッキング・プロセスに移行しないときに実行する請求項１８に記載のコンピュータ・プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はノイズ環境に存在するＧＰＳ受信機の測位時間を短縮する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ノートブック型パーソナル・コンピュータ（ノートＰＣ）、タブレット端末、携帯電話またはスマートフォンなどの携帯式電子機器には、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用するためのＧＰＳ受信機を搭載する。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星が発信するＬ１波（1575.42MHz）とＬ２波（1227.60MHｚ）の電波が運ぶナビゲーション・データを解析して自らの緯度・経度を計算する。

【0003】

ナビゲーション・データは、それぞれ個々の衛星の正確な軌道情報を示すエフェメリス・データ、運行しているすべてのＧＰＳ衛星の概略の軌道情報を示すアルマナック・データ、衛星時計の補正データ、および電離層補正データなどを含む２５個のフレームで構成される。アルマナック・データは情報量が多いため２５個のフレームに分割して収められている。各フレームのビット数は１５００ビットで、ナビゲーション・メッセージのデータ・レートは５０ｂｐｓであるため、ＧＰＳ受信機が１個のフレームを受信するには３０秒必要とし、ナビゲーション・データの全体を受信するには１２．５分必要とする。

【0004】

ＧＰＳ受信機は電源が入ると捕捉（acquisition）とトラッキング（tracking）というプロセスを経て測位する。捕捉プロセスでは、測位に利用できる４個以上のＧＰＳ衛星を探索してそれぞれのエフェメリス・データを取得する。捕捉したＧＰＳ衛星が多いほど測位の精度は向上する。トラッキング・プロセスでは、捕捉した各ＧＰＳ衛星から受け取ったナビゲーション・データからＧＰＳ衛星までの距離を計算し、各ＧＰＳ衛星の位置に基づく三角測量で測位する。

【0005】

エフェメリス・データの寿命は２時間程度で、アルマナック・データの寿命は２４時間程度である。ＧＰＳ衛星が保有するエフェメリス・データとアルマナック・データは、定期的に地上の制御ステーションが更新している。ＧＰＳ受信機は受信したナビゲーション・データを内部に保存して次回の捕捉プロセスに利用し短時間で測位できるようにしているが、動作を停止する時間が長くなるとそれらの寿命期間が過ぎてそれ以降の測位には利用できなくなる。

【0006】

ＧＰＳ受信機が有効なエフェメリス・データとアルマナック・データを保有している状態で測位を開始することをホット・スタートという。ＧＰＳ受信機が有効なアルマナック・データだけを保有している状態で測位を開始することをウォーム・スタートという。ＧＰＳ受信機が有効なエフェメリス・データもアルマナック・データも保有しない状態で測位を開始することをコールド・スタートという。

【0007】

コールド・スタートでは、捕捉プロセスにおいてアルマナック・データを受信するためにさまざまなアルゴリズムを導入しても数分間必要になる。捕捉プロセスではビット・エラーが発生してナビゲーション・データが断片化すると再受信する必要がある。ウォーム・スタートでは、捕捉プロセスにおいて並行して４個以上のＧＰＳ衛星から各フレームのエフェメリス・データを受信するために３０秒〜４０秒必要になるが、途中でエラーが発生すると当該ＧＰＳ衛星が発信する他のフレームを完全に再受信する必要がある。なお、無線基地局やネットワーク・サーバがＧＰＳ衛星から取得したエフェメリス・データやアルマニック・データを定期的にＧＰＳ受信機に供給するアシスト型ＧＰＳという技術も存在する。

【0008】

特許文献１は、周囲環境のノイズ・レベルだけを正確に計測して閾値レベルを決定することでＧＰＳ受信信号の捕捉精度を向上する技術を開示する。ＧＰＳ受信機は車載機器の起動から所定時間遅れて起動される。ＧＰＳ受信機は、車載機器が起動時に過渡的に放射するノイズがない周期環境だけからのノイズを測定して設定した閾値と相関器の出力信号とを比較するため閾値レベルが異常に高くなったり低くなったりして不安定になって正確な位置演算ができなくなるような事態を防ぐ。非特許文献１は、ＧＰＳレシーバのテスト方法を開示する。同文献には、捕捉感度レベルがトラッキング感度レベルよりも高いことが要求されることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】国際公開ＷＯ０１／０９４９７２号公報

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】ＧＰＳレシーバ・テスト、［online］、Agilent Technology、２０１０年１月２１日、［平成２５年９月１６日検索］、インターネット〈URL：http://www.home.agilent.com/agilent/facet.jspx?k=GPS%E3%83%AC%E3%82%B7%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%86%E3%82%B9%E3%83%88&neighborhood=ETM&kt=1&cc=JP&lc=jpn&homesearch=Search&searchbtn=%E6%A4%9C%E7%B4%A2〉

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

ＧＰＳ電波は微弱信号であり、その信号レベルはＧＰＳ受信機が存在する環境のノイズ・レベルよりも低い。一例では、ＧＰＳアンテナの位置での信号レベルは、−１２０ｄＢｍ〜−１６５ｄＢｍ程度であるが、ＧＰＳ受信機内のノイズ・レベルは−１００ｄＢｍに達する。コールド・スタートおよびウォーム・スタートにおける捕捉プロセスでは、フレームを受信している途中でビット・エラーが発生すると、受信のやり直しが生ずるため最短時間で捕捉プロセスを完了するためには、ＧＰＳ受信機に対する周囲環境のノイズ・レベルを低く抑える必要がある。これに対してトラッキング・プロセスでは、時刻情報を断片的に取得しても測位できるためフレームの全体を完全に受信する必要がなく捕捉プロセスに比べてノイズ耐性は高い。

【0012】

一例として捕捉プロセスでは、トラッキング・プロセスに比べて１０〜２０倍以上の信号レベルを必要とする。ある主のＧＰＳ受信機は、捕捉プロセスで−１４０ｄＢｍ程度の信号レベルを要求し、トラッキング・プロセスでは−１６０ｄＢｍ程度の信号レベルを要求する。ノイズ・レベルが高い環境でＧＰＳ受信機を動作させると、捕捉プロセスが完了できないため測位が不能な状態に陥ることもある。特に、携帯式電子機器に収納されるＧＰＳ受信機にはさまざまデバイスからノイズが進入しやすい。

【0013】

アシスト型ＧＰＳは、無線ネットワークを利用できない環境では利用できず、ナビゲーション・データを取得するための通信費用も発生する。また、ネットワークからエフェメリス・データやアルマナック・データを受け取っても、最終的にはＧＰＳ衛星からナビゲーション・データを受信する必要があるため、アシスト型ＧＰＳであってもノイズ・レベルの低い環境で動作する方が短時間で捕捉プロセスを完了することができる。

【0014】

そこで本発明は、ＧＰＳ受信機の測位時間を短縮する方法を提供することにある。さらに本発明の目的はＧＰＳ受信機を搭載する電子機器の動作を制御する方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような方法を実現する測位システム、電子機器、およびコンピュータ・プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

ＧＰＳ受信機は、電子デバイスとともに電子機器に搭載されており、電子機器のノイズの影響を受ける環境下におかれている。本発明の一の態様では、ＧＰＳ受信機を動作させるイベントに応答して電子デバイスの機能を低下させ、機能を低下させたあとにＧＰＳ受信機に測位を開始させる。したがって、測位の初期に行われる捕捉プロセスにおいて電子機器のノイズ・レベルを低下させることができるため短時間で測位を完了することができる。

【0016】

測位は捕捉プロセスとトラッキング・プロセスの２段階で行われる。トラッキング・プロセスは捕捉プロセスに比べてノイズ耐性が高いため、捕捉プロセスが完了した段階またはトラッキング・プロセスに移行した段階で電子デバイスの機能を復帰することができる。捕捉プロセスの完了またはトラッキング・プロセスへの移行は、ＧＰＳ受信機からの測位データの取得により判断することができる。

【0017】

電子デバイスの電圧または動作周波数を低下させることで、電子機器の動作を確保しながらＧＰＳ受信機の周辺のノイズ・レベルを低下させることができる。ＧＰＳ受信機は、エフェメリス・データおよびアルマニック・データを保有する状態で動作を開始するホット・スタートのときは、周辺のノイズ・レベルが高くても短時間で測位を完了することができる。本発明では、ＧＰＳ受信機の動作がホット・スタートと判断したときは機能を低下させないでＧＰＳ受信機に測位を開始させることができる。

【0018】

エフェメリス・データの保有は、前回の測位から今回の測位までの経過時間または停止時間を計測して判断することができる。電子機器が屋外と屋内のいずれに存在するかを判断し、屋外に存在すると判断したときに限って機能を低下させることができる。その結果、電子機器がＧＰＳを利用できない屋内環境に存在する場合に、ＧＰＳ受信機に対する測位の要求があっても電子デバイスの機能が低下しないようにすることができる。

【0019】

屋内外の判断は、電子機器の電力源またはネットワークの接続先で判断することができる。電子デバイスが無線装置を含む複数のデバイスで構成されているときは、機能を低下させる際に、無線装置の送信を停止し、送信を停止している間に生成された送信データをバッファに記憶することもできる。その結果、機能が復帰したときに送信データを無線装置に送って自動的に送信することができる。

【0020】

電子デバイスが、第１のグループと第２のグループに分類された複数の電子デバイスで構成されているときは、電子デバイスの機能を低下させる際に、第１のグループの電子デバイスの機能を低下させ、所定の時間に捕捉プロセスが完了したか否かを判断し、所定の時間に捕捉プロセスが完了しないときにさらに第２のグループの電子デバイスの機能を制限することもできる。その結果、電子機器が受信する電波の信号レベルに応じて徐々に機能制限の程度を大きくすることで、ＧＰＳ受信機の測位時間の短縮と機能制限の不便性を調和させることができる。

【0021】

本発明の他の態様では、ＧＰＳ受信機に測位を開始させてから所定の時間内にＧＰＳ受信機が測位データを生成しないときに電子デバイスの機能を低下させる。この態様は、ホット・スタートであることを前提にして測位を開始させ、ウォーム・スタートまたはコールド・スタートであることが判明した時点で、機能制御をしてノイズ・レベルを低減して測位時間を短縮させることができる。したがって、ＧＰＳ受信機が短時間で起動と停止を繰り返すような環境で、機能制御の頻度を減らしながら測位時間を短縮することができる。所定の時間は、ＧＰＳ受信機がエフェメリス・データを保有するホット・スタートのときに予想できる測位データを生成するまでの時間とすることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明により、ＧＰＳ受信機の測位時間を短縮する方法を提供することができた。さらに本発明により、ＧＰＳ受信機を搭載する電子機器の動作を制御する方法を提供することができた。さらに本発明により、そのような方法を実現する測位システム、電子機器、およびコンピュータ・プログラムを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】携帯式電子機器のハードウェア構成の一例を示す機能ブロック図である。

【図2】ＧＰＳ制御システム１００の構成を説明するための機能ブロック図である。

【図3】機能制御プロファイルを設定する参照テーブル１０７のデータ構造の一例を示す図である。

【図4】ＧＰＳ制御システム１００がＧＰＳ受信機２５の動作と連動して機能制御をするときの動作手順を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

図１は、携帯式電子機器１０のハードウェア構成の一例を示す機能ブロック図である。チップセット１７には例示的にＣＰＵ１１、ＳＳＤ１９、無線ＷＡＮモジュール２１、無線ＬＡＮモジュール２３、ＧＰＳ受信機２５、ＧＰＳメモリ２７、オーディオ・デバイス２９、およびエンベデッド・コントローラ（ＥＣ）３１が接続されている。ＣＰＵ１１はＣＰコアに加えてメモリ・コントローラおよびＰＣＩ＿Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）コントローラを含んでいる。

【0025】

ＣＰＵ１１には、揮発性のシステム・メモリ１３およびビデオ・カード１５が接続されている。ＣＰＵ１１は、消費電力の低減や温度上昇の抑制を目的として電圧および内部クロックを同時にまたは個別にダイナミックに制御することができる。このような制御を可能にするために、ＣＰＵ１１は一例としてインテル（登録商標）社のスピード・ステップ（SpeedStep）やＡＭＤ（登録商標）社のクールンクワイエット（Cool'n'Quiet）というテクノロジーを採用することができる。

【0026】

ビデオ・カード１５はＧＰＵ、ＶＲＡＭおよびバックライト制御ロジックなどを実装しておりＬＣＤ１６が接続されている。チップセット１７は、周辺デバイスを接続するためにさまざまな規格のインターフェース・コントローラを備えている。たとえば、ＳＳＤ１９はＳＡＴＡ、無線ＷＡＮモジュール２１および無線ＬＡＮモジュール２３はＰＣＩｅ、ＧＰＳ受信機２５はＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）、ＧＰＳメモリ２７およびＥＣ３１はＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、マイクロフォンやスピーカなどのオーディオ・デバイス２９はＨＤＭＩ（登録商標）のインターフェースを採用することができる。ただし、インターフェースの種類はここに例示したものに限定する必要はない。

【0027】

ＳＳＤ１９はＯＳ、デバイス・ドライバ、アプリケーション・プログラム、およびユーザ・データなどを記憶する大容量の記憶装置（ディスク・ドライブ）である。ＳＳＤ１９は、図２で説明するＧＰＳ制御システム１００のデバイス制御部１０９と機能設定部１０５を構成するプログラムおよび参照テーブル１０７を格納している。ＧＰＳ受信機２５は、動作を開始するとＧＰＳ衛星から受信したナビゲーション・データから現在位置を測位して、要求するアプリケーション・プログラムに経度および移動を含む測位データを提供する。

【0028】

ＧＰＳ受信機２５は、ネットワーク・サーバまたは無線ＷＡＮの基地局からエフェメリス・データおよびアルマニック・データを含むナビゲーション・データを定期的に受信できるアシスト型であってもよい。ＧＰＳ受信機２５は、動作を開始すると捕捉プロセスを実行し続いてトラッキング・プロセスを実行して測位データを出力する。捕捉プロセスが完了できないときは、停止するまで捕捉プロセスを継続する。ＧＰＳ受信機２５は、測位が終了して動作を停止してもナビゲーション・データを保有するが、寿命期間が到達すると当該ナビゲーション・データを利用することはできなくなる。

【0029】

ＧＰＳメモリ２７は揮発性のメモリで、後に説明するノイズ・レベルの低減のための機能制御をする際に、無線ＷＡＮモジュール２１または無線ＬＡＮモジュール２３の送信を停止している間に生成された送信データを一時的に記憶するバッファ・メモリとして機能する。さらにＧＰＳメモリ２７は、ＳＳＤ１９に対する書き込み制限をしている間に生成された書き込みデータを一時的に記憶するバッファ・メモリとしても機能する。

【0030】

ＥＣ３１は、プロセッサ、メモリ、およびファームウェアを格納するＲＯＭなどで構成されたマイクロ・コンピュータである。ＥＣ３１は、ＣＰＵ１１から独立して動作して携帯式電子機器１０の温度および電力を管理する。ＥＣ３１には、電池コントローラ３３、充電器３７およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２が接続されている。電池コントローラ３３は電池セルの残容量を計算したり充放電時の安全を管理したりするマイクロ・コントローラである。電池コントローラ３３には、リチウムイオン型の電池セルおよび保護回路などを含む電池ユニット３５が接続されている。ＡＣ／ＤＣアダプタ４１は、充電器３７とＤＣ／ＤＣコンバータ３２に電力を供給する。

【0031】

ＥＣ３１は、電池コントローラ３３から電池ユニット３５の充電状態に関する情報を受け取って充電器３７の動作を制御する。携帯式電子機器１０は、電力源が電池ユニット３５の場合には、電力源がＡＣ／ＤＣアダプタ４１の場合よりも消費電力を下げる省電力動作をすることができる。ＥＣ３１およびチップセット１７はＯＳを通じて設定された省電力プロファイルに従って、電力源が電池ユニット３５に移行したときに設定された省電力プロファイルに基づいて、各デバイスおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３２の動作を制御することができる。ＥＣ３１はまた図２に示すデバイス制御部１０９の一部として、ノイズ・レベルの低減のための機能制御をする。

【0032】

ＥＣ３１には、ファームウェアにより図２で説明するＧＰＳ管理部１０１が構成され、さらに屋外フラグ１５３およびスタート・フラグを設定するレジスタ含んでいる。屋外フラグ１５３は、捕捉プロセスにおける機能制御を携帯式電子機器１０が屋外に存在するときに限って実行する必要がある場合にユーザが設定する。スタート・フラグ１５５は、捕捉プロセスにおける機能制御をＧＰＳ受信機２５がウォーム・スタートまたはコールド・スタートをしたと推定したときに限って実行する必要がある場合にユーザが設定する。屋外フラグ１５３、およびスタート・フラグ１５５は機能設定部１０５（図２）を通じて設定することができる。

【0033】

図２は、ＧＰＳ制御システム１００の構成を説明するための機能ブロック図である。ＧＰＳ管理部１０１は、ユーザ・ファンクション１０３から測位データを要求する要求イベントを受け取ってＧＰＳ受信機２５を動作させ、ユーザ・ファンクション１０３から停止イベントを受け取ってＧＰＳ受信機２５を停止する。ＧＰＳ管理部１０１は、ＧＰＳ受信機２５を動作させる前にデバイス制御部１０９に機能制御をするための制御イベントを送ることができる。あるいはＧＰＳ管理部１０１は、ＧＰＳ受信機２５が動作してから所定の時間内に測位を完了しないときに、デバイス制御部１０９に制御イベントを送ることができる。ＧＰＳ管理部１０１は、制御イベントをフェーズ１からフェーズ３まで分割して段階的に送ることができる。

【0034】

ＧＰＳ管理部１０１は、ＧＰＳ受信機２５から測位データを受け取ったときに捕捉プロセスが完了したと判断してデバイス制御部１０９に機能制御を停止する解除イベントを送ることができる。解除イベントは、最初の測位データを受け取ったときに送ってもよいし２〜３個の測位データを受け取ったときに送ってもよい。ＧＰＳ受信機２５による測位データの出力は捕捉プロセスの完了を判断するための一例であり、ＧＰＳ管理部１０１は、ＧＰＳ受信機２５が捕捉プロセスを終了してトラッキング・プロセスに移行したことを示す他のさまざまな情報を利用して解除イベントを送ることもできる。

【0035】

ＧＰＳ管理部１０１は、ＧＰＳ受信機２５が動作して捕捉プロセスを開始してからの経過時間を測定し、所定の時間が経過しても測位データを受け取らないときにデバイス制御部１０９に順番に高次のフェーズの制御イベントを送ることができる。ＧＰＳ衛星が放射する電波は微弱なため、屋内ではＧＰＳ受信機２５を動作させても測位できない場合が多い。他方で、アプリケーション・プログラムの中には、一旦動作を開始すると、現在の位置情報を取得して気象情報や周囲環境などの情報を定期的にプッシュ通信で報告するものがある。

【0036】

このようなアプリケーション・プログラムが動作すると、携帯式電子機器１０が動作している間は、定期的に要求イベントと停止イベントが発行されてＧＰＳ受信機２５が動作と停止を繰り返す。その結果、携帯式電子機器１０がＧＰＳを利用できない地下鉄やビルの中などの屋内に存在するときも、高い頻度で機能制御が行われることはユーザビリティの視点で好ましくない。したがって、ＧＰＳ管理部１０１はＧＰＳ電波が微弱でＧＰＳ受信機２５が測位できない可能性が高い場合は機能制御をしないようにすることができる。

【0037】

そのためにＧＰＳ管理部１０１は現在携帯式電子機器１０が屋内に存在するか屋外に存在するかを判断する。たとえば、ＧＰＳ管理部１０１は、ユーザ・ファンクション１０３から定期的に無線ＬＡＮモジュール２１が接続するアクセス・ポイントのＭＡＣアドレスを取得して、あらかじめ登録しておいた屋内のアクセス・ポイントに接続している場合は、屋内に存在していると判断し、登録していた屋内のアクセス・ポイントに接続していないときは屋外に存在していると判断することができる。

【0038】

無線ＬＡＮのネットワークを検出したときには自動的に接続先を無線ＷＡＮから無線ＬＡＮに切り換えるような方式を採用する場合は、無線ＬＡＮモジュール２３が接続しているときは屋内に存在すると判断することもできる。ＧＰＳ管理部１０１は、無線ＷＡＮの基地局が提供する位置情報を利用して屋内外を判断することもできる。ＧＰＳ管理部１０１は、定期的にＧＰＳ受信機に測位させてＧＰＳ電波の状態を監視して、測位できなくなったときに屋内に存在すると判断することもできる。

【0039】

屋内ではＡＣ／ＤＣアダプタ４１を電力源として使用する携帯式電子機器では、ＧＰＳ管理部１０１は、電力源がＡＣ／ＤＣアダプタ４１のときは屋内で使用していると判断することができる。屋外フラグ１５３が設定されているときにＧＰＳ管理部１０１は、これらのさまざまな情報を総合して携帯式電子機器１０が現在屋内に存在すると判断したときはレジスタに屋内フラグ１０２を設定し、ユーザ・ファンクション１０３から要求イベントを受け取っても制御イベントを送らないようにすることができる。

【0040】

ＧＰＳ管理部１０１は、前回ＧＰＳ受信機２５が停止してから今回要求イベントを受け取るまでの停止時間を計測して、ＧＰＳ受信機２５が保有するエフェメリス・データの有効性を推定することができる。スタート・フラグ１５５が設定されているときにＧＰＳ管理部１０１は、今回の測位のための動作がホット・スタートであると推定したときは、ユーザ・ファンクション１０３から要求イベントを受け取っても制御イベントを送らないでＧＰＳ受信機２５を動作させることができる。

【0041】

ユーザ・ファンクション１０３は、図１に示したＣＰＵ１１およびシステム・メモリ１３などのハードウェアとＯＳおよびアプリケーション・プログラムなどのソフトウェアが協働する複数の機能ブロックで構成されている。ユーザ・ファンクション１０３は、それぞれＧＰＳの測位データを利用する地図、近隣情報の探索サービス、またはＳＮＳなどのアプリケーション・プログラムなどで構成された機能ブロックを含むことができる。ユーザ・ファンクション１０３は、存在場所の屋内外の判断をするための無線ＷＡＮモジュール２１または無線ＬＡＮモジュール２３などのデバイス・ドライバで構成された機能ブロックを含むことができる。いずれかの機能ブロックが要求イベントを出力するとＧＰＳ受信機２５は動作し、要求イベントを出力したすべての機能ブロックが停止イベントを出力するとＧＰＳ受信機２５は停止する。

【0042】

デバイス制御部１０９は、ＣＰＵ１１、システム・メモリ１３、チップセット１７およびＥＣ３１などのハードウェアとＯＳおよびデバイス・ドライバなどのソフトウェアが協働する機能で構成されている。デバイス制御部１０９は、ＧＰＳ管理部１０１から制御イベントを受け取ったときに参照テーブル１０７を参照してデバイス群１１１の機能を制御しＧＰＳ受信機２５に対するノイズ・レベルを低下させる。

【0043】

デバイス制御部１０９は、ＧＰＳ管理部１０１から解除イベントを受け取ったときに機能制御をしたデバイスをもとの状態に復帰させる。図３は機能制御プロファイルを設定する参照テーブル１０７のデータ構造の一例を示す図である。参照テーブル１０７には、機能制御の対象となるデバイスと制御項目の組に対して１から３のグループ番号を設定している。グループ番号はＧＰＳ管理部１０１が出力する制御イベントのフェーズに対応する。

【0044】

同一のグループ番号が設定されたデバイスと制御項目の組に対しては、当該フェーズの制御イベントが発行されたときに同時に機能制御が実行される。ＣＰＵ１１のコアとビデオ・カード１５のＧＰＵはそれぞれフェーズ１の制御イベントがあったときに電圧および動作クロックを低下させる。ＧＰＵはさらにフェーズ１の制御イベントに対して動画の再生のために行うレンダリングのように負荷の大きな機能を停止することができる。ＬＣＤ１７はフェーズ１の制御イベントに応じてバックライトの輝度を低下させ、フェーズ３の制御イベントに応じてＬＣＤ１７の動作を停止する。

【0045】

システム・メモリ１３は、フェーズ３の制御イベントに応じてあらかじめ定めておいたプログラムの実行プロセスが利用するメモリ空間に対するアクセスを制限する。アクセスを制限するプロセスは、ユーザ・モードで動作するプログラムのなかからコンピュータの動作への影響の少ないものを選択する。無線ＷＡＮモジュール２１は、フェーズ２の制御イベントに応じて送信動作と受信動作を停止する。無線ＬＡＮモジュール２３は、フェーズ１の制御イベントに応じて送信動作を停止し、フェーズ３の制御イベントに応じてさらに受信動作を停止する。

【0046】

ＳＳＤ１９は、フェーズ２の制御イベントに応じて書き込みを制限し、フェーズ３の制御イベントに応じてさらに読み取りを制限する。充電器３７はフェーズ１の制御イベントに応じて動作を停止する。オーディオ・デバイス２９はフェーズ２の制御イベントに応じて動作を停止する。参照テーブル１０７のグループ番号はユーザが機能設定部１０５を通じて設定することができる。

【0047】

デバイス制御部１０９は、制御イベントに応じて無線ＷＡＮモジュール２１または無線ＬＡＮモジュール２３の送信制限をした場合、およびＳＳＤ１９に対する書き込み制限をした場合は、その間にユーザ・ファンクション１０３が出力した送信データおよび書き込みデータを一時的にＧＰＳメモリ２７に記憶し、解除イベントを受け取ったときに各デバイスに送ることができる。制御テーブル１０７において、グループ１のデバイスと制御項目の組は比較的ユーザビリティの低下を少なくして省電力効果が高いものになっているため、省電力プロファイルに一致させることができる。

【0048】

図４は、ＧＰＳ制御システム１００がＧＰＳ受信機２５の動作と連動して機能制御をするときの動作手順を説明するためのフローチャートである。ブロック２０１で携帯式電子機器１０がパワー・オン状態で動作し、ＧＰＳ受信機２５は停止している。ブロック２０３でユーザ・ファンクション１０３のいずれかの機能ブロックがＧＰＳ受信機２５から測位データを取得するためにＧＰＳ管理部１０１に要求イベントを送る。ある種のユーザ・ファンクション１０３は、屋内や地下鉄のようにＧＰＳ衛星の電波が届かないところで頻繁に要求イベントを送る場合もある。

【0049】

要求イベントがあると携帯式電子機器１０の機能が所定の時間だけ低下することになるが、携帯式電子機器１０がＧＰＳ衛星の電波が届かない場所に存在するときは、ＧＰＳ受信機２５を動作させても測位できない。この場合に機能制御をすると、機能を低下させることとのトレード・オフとなる測位時間の短縮というメリットが得られない。屋外フラグ１５３が設定されているときはブロック２０５に移行し、設定されていないときはブロック２０５の手順をスキップしてブロック２０７に移行する。

【0050】

ブロック２０５でＧＰＳ管理部１０１は、屋内フラグ１０２が設定されているときは屋内に存在すると判断してブロック２５１に移行し、解除されているときは屋外に存在すると判断してブロック２０７に移行する。ブロック２５１では、本発明を適用しないで従来通りの方法で処理するため機能制御は行わない。したがって、携帯式電子機器１０が地下鉄やビルの中に存在するときは機能制御をしない。このときＧＰＳ受信機２５は捕捉プロセスを継続するが測位をすることはできない。

【0051】

測位データを取得できないユーザ・ファンクション１０３は、タイムアウトを検出してＬＣＤ１６に状態を表示したり停止イベントを出力したりする。ブロック２０５は、ＧＰＳ受信機２５が測位できない可能性が高いときに効果のない機能制御をしないことを目的にしているため、ナビゲーション・データが含むＣ／Ａコードの信号レベルを直接検出して本発明の機能制御を実行するか否かを判断することもできる。

【0052】

ブロック２０７の手順はスタート・フラグ１５５が設定されている場合だけ実行することができる。ブロック２０７でＧＰＳ管理部１０１は直近で測位データを受け取ったあとの停止時間から、今回のＧＰＳ受信機２５の動作が、エフェメリス・データを保有するホット・スタートかそれ以外のウォーム・スタートまたはコールド・スタートかを判断する。ホット・スタートであると判断したときは、ブロック２５３に移行してＧＰＳ受信機２５を動作させる。

【0053】

停止時間が長くてエフェメリス・データの寿命が尽きたと判断したときは、ウォーム・スタートまたはコールド・スタートと判断してブロック２０９に移行する。ＧＰＳ受信機２５は動作を開始すると、自らがエフェメリス・データを保有している場合に当該ＧＰＳ衛星からナビゲーション・データを受信して測位をする。エフェメリス・データが有効であれば、極短時間で最初の測位が終了する。

【0054】

ブロック２５５でＧＰＳ管理部１０１は、ＧＰＳ受信機２３を動作させてからホット・スタートのときに想定する測位までの短い時間内に最初の測位データを受け取ることができなかったときは、ブロック２０９に移行して機能制御を開始する。所定の時間内に最初の測位データを受け取ったときは、ブロック２０３に戻って、ユーザ・ファンクション１０３がＧＰＳ管理部１０１に停止イベントを送るまで、トラッキング・プロセスに移行したＧＰＳ受信機２５は定期的にユーザ・ファンクション１０３とＧＰＳ管理部１０１に測位データを送り続ける。

【0055】

ブロック２０９でＧＰＳ管理部１０１は、デバイス制御部１０９にフェーズ１の制御イベントを送る。デバイス制御部１０１は、参照テーブル１０７に設定された機能制御プロファイルを参照して、グループ１のデバイスの機能を制御項目に従って制御する。ＧＰＳ管理部１０１は、デバイス制御部１０９からフェーズ１の機能制御が終了したことの通知を受け取ると、ブロック２１１でＧＰＳ受信機２５を動作させて測位を開始させるとともにブロック２１５で最初の測位データを受け取るまでの時間を計測する。ＧＰＳ受信機２３は、フェーズ１の機能制御が実行されて携帯式電子機器１０のノイズ・レベルが低下した環境で捕捉プロセスを開始する。

【0056】

ＧＰＳ管理部１０１は、ＧＰＳ受信機２５から所定の時間内に最初の測位データ受け取ることができないときは、ブロック２１７に移行する。所定の時間内に最初の測位データを受け取ったときはブロック２５７に移行する。ブロック２５７でＧＰＳ管理部１０１はデバイス制御部１０９に解除イベントを送る。解除イベントを受け取ったデバイス制御部１０９は、グループ１のデバイスの機能を復帰させてブロック２０３に戻る。それ以降は、ＧＰＳ受信機２５がトラッキング・プロセスに移行するため、ノイズ・レベルが高くても定期的な測位を継続することができる。

【0057】

ブロック２１７でＧＰＳ管理部１０１は、デバイス制御部１０９にフェーズ２の制御イベントを送る。フェーズ２の制御イベントを受け取ったデバイス制御部１０９は、フェーズ１の機能制御に加えて、さらにグループ２のデバイスの機能を低下させる。その結果、携帯式電子機器１０のノイズ・レベルは一層低下する。ＧＰＳ管理部１０１は、ブロック２１９、２２１でＧＰＳ受信機２５から所定の時間内に最初の測位データを受け取った場合はブロック２５７に移行する。

【0058】

このとき、無線ＷＡＮモジュール２１および無線ＬＡＮモジュール２３の送信データ、またはＳＳＤ１９に対する書き込みデータがＧＰＳメモリ２７に記憶されているときは、デバイス制御部１０９はそれらのデータを各デバイスに送る。データを受け取った各デバイスは自動的に処理する。ブロック２５７でデバイス制御部１０９は、フェーズ１とフェーズ２の制御イベントで機能を低下させたデバイスをもとの状態に復帰させる。

【0059】

所定時間が経過しても測位データを受け取らない場合はブロック２２３に移行して、ＧＰＳ管理部１０１はデバイス制御部１０９にフェーズ３の制御イベントを送る。デバイス制御部１０９は、フェーズ２の機能制御に加えてグループ３のデバイスの機能を低下させる。その結果、携帯式電子機器１０のノイズ・レベルは最低になる。なお、フェーズ３の制御イベントを送っても所定の時間内に測位データを取得できないときは、ＧＰＳ管理部１０１はデバイス制御部１０９に解除イベントを送る。

【0060】

図４の手順では、スタート・フラグ１５５が設定されていないときに、ブロック２０５からブロック２０９に移行する。この手順は、ＧＰＳ受信機２５がウォーム・スタートまたはコールド・スタートであることを前提にすれば短時間で測位を完了することができる。ユーザ・ファンクション１０３が要求イベントと停止イベントの発行を短い時間間隔で頻繁に繰り返すような場合は、ホット・スタートである可能性が高い。このような場合は、ＧＰＳ受信機２５がホット・スタートをすることを前提にして、機能制御の頻度を減らしながら測位時間を短縮することができる。

【0061】

そのためにスタート・フラグ１５５を設定しないときは、ブロック２０５からブロック２５３に直接移行し、ブロック２５５を経由してブロック２０９に移行する手順を採用することができる。この手順においては、ＧＰＳ管理部１０１が、要求イベントがあったときに機能制御をしないでＧＰＳ受信機２３を動作させる。もし、ＧＰＳ受信機２３がエフェメリス・データを保有していれば、機能制御をしないでも短時間で最初の測位データを生成しトラッキング・プロセスに移行できる。ホット・スタートのときに予想する短い時間で測位データを生成しない場合に限って機能制御をすれば、ホット・スタートの可能性が高い場合には、その都度機能制御を行わないで測位時間を短縮できる。

【0062】

本発明の適用範囲は、ノートブック型パーソナル・コンピュータ、タブレット端末、携帯電話またはスマートフォンなどの携帯式電子機器に限るものではなく、自動車が搭載するナビゲーション・システム、携帯式の測位装置などのような測位システムを搭載する移動式電子機器に適用することができる。また本発明は、ＧＰＳ受信機２５と機能制御の対象となる電子デバイスが同一の筐体に収納されている場合に限定するものではなく、ＧＰＳ受信機２５が電子デバイスからノイズの影響を受ける程度の接近した位置に配置されている場合にも適用することができる。

【0063】

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

【符号の説明】

【0064】

１０ 携帯式電子機器
３１ エンベデッド・コントローラ
１００ ＧＰＳ制御システム
１０７ 参照テーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】