专利名称：便携终端和全球定位系统时间保持方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝电话或PHS等配备有GPS功能的便携终端，所述的GPS功能通过从GPS(全球定位系统)卫星接收无线电波来确定所述终端的当前位置，更具体地说，本发明涉及一种用于保持GPS时间的GPS时间保持方法。
背景技术：
近来，已提出了基于GPS来实现自身位置搜索功能的便携终端，例如蜂窝电话和PHS等。图11示出了配备有这种GPS功能的传统便携终端3。
如图11所示，传统便携终端3包括通信振荡器10、GPS振荡器20、通信处理器(C-CPU)40和GPS处理单元150。
通信振荡器10是用于向通信处理器40生成时钟的振荡器。GPS振荡器20是用于向GPS处理单元150生成时钟的振荡器。通信振荡器10所生成的时钟作为工作时钟被输入到通信处理器40。GPS振荡器20所生成的时钟作为工作时钟被输入到GPS处理单元150。
GPS处理单元150接收来自每个GPS卫星的无线电波，并从包含在这个无线电波中的时间信息和接收到该无线电波的时刻之间的差而计算出到每个GPS卫星的距离。为了执行高精度的位置测量，无论是发射方的GPS卫星中的时间，还是接收方的GPS接收机中的时间都必须精确。
每个GPS卫星都配备有原子钟，因而在每个GPS卫星所发射的无线电波中所包含的时间信息都具有高精度。然而，很难在GPS接收机上安装这种高精度的时钟。对需要实现尺寸减小和功率节约的设备来说，它物理上不可能拥有和原子钟一样高精度的时钟装置，便携终端尤其如此。
出于这种原因，通常的GPS接收机都使用从多个GPS卫星接收的无线电波中所包含的时间信息来获得高精度的时间。使用这种高精度的时间就可以计算出到每个GPS卫星的距离。从来自每个GPS卫星的无线电波中计算出来的时间被称为GPS时间。
因为这种GPS时间是非常精确的，所以提出了各种类型的装置，这些装置被设计为使用GPS时间来执行高精度的计时(例如参见日本在先公开专利No.2002-148372)。还提出了一种无线电通信系统，在该系统中，发射机和接收机都使用GPS时间来建立同步，从而彼此实现同步。
但是，并非所有常见的便携终端例如蜂窝电话和PHS(个人手持电话系统)都配备有GPS功能。因此，在基站和蜂窝电话之间使用一种和GPS时间异步的通信方案。假设在基于和GPS时间异步的通信方案的蜂窝电话中提供有GPS功能。在这种情况下，如果每次位置测量都要计算GPS时间，那么将花很多时间在位置测量上。因此，一旦获得GPS时间就将它保存起来，并使用保存的GPS时间来完成下一次位置测量，因而缩短了位置测量时间，并且改善了位置测量性能。然而，便携终端需要节省功耗，因此可转换到功率节省模式。此外，蜂窝电话的电源不是一直打开的，有些情况下被关闭。在本申请文件中请注意，电源关闭的所有情形，例如正常的功率节省模式和关机状态，它们都被表示为功率节省模式。
众所周知，知道更精确的GPS时间就能够在开始位置测量处理后更快地获得GPS时间，而更快地获得GPS时间就能够改善位置测量的性能。因此，即使设定为功率节省模式，保持一个尽可能接近GPS时间的时间也可以缩短从功率节省模式返回后的位置测量时间。
下面参考图12来描述当激活这样一种功率节省模式时保持GPS时间的传统方法。
在图12中的GPS时间轴上示出了以下各时刻的处理，从GPS处理单元150结束位置测量的时刻(时间T1)到便携终端转换为功率节省模式的时刻(时间T2)，再到从功率节省模式返回的时刻(时间T3)，然后到开始下一次位置测量的时刻(时间T4)。图12示出了两个例子。
首先描述“第一示例”。在时间T1，位置测量结束。在这个时刻，时间T1也被设为GPS处理单元150中的GPS时间。然而，在位置测量结束时，GPS处理单元150并没有保持GPS时间。在开始下一次位置测量的时间点上，GPS时间仍保持为GPS处理单元150中的时间T1。
下面描述“第二示例”。在时间T1，位置测量结束。在这个时刻，时间T1也被设为GPS处理单元150中的GPS时间。此后，GPS处理单元150通过使用来自GPS振荡器20的GPS振荡器频率而连续保持GPS时间，直到便携终端进入功率节省模式或电源被关闭。
当GPS处理单元150进入功率节省模式时，该单元不再保持GPS时间。在便携终端从功率节省模式返回后，GPS处理单元150中的GPS时间保持为时间T2。在便携终端从功率节省模式返回后，GPS处理单元150通过使用GPS振荡器频率而连续保持GPS时间。然而，在开始下一次位置测量时，GPS处理单元150中的GPS时间变为T2+(T4-T3)。
然而，根据保持GPS的传统方法，以及在第二示例中，在功率节省模式期间无法保持GPS时间，因此，在开始下一次位置测量时无法知道精确的GPS时间。
公开了一种即使不能从GPS卫星收到任何GPS时间信息，也能保持具有高精度的GPS时间的方法(例如参见日本在先公开专利No.2000-332678)。但是，这种方法被设计为在接收GPS无线电波期间对装置中的振荡器的振荡频率进行调节，因此需要一个用于调节振荡频率的电路。此外，这种方法需要使振荡器连续工作，因此不能应用到被设计为可转换到功率节省模式的上述系统中。
配备有传统GPS功能的上述便携终端在功率节省模式期间无法保持GPS时间。因此在从功率节省模式返回后要花去很多时间来执行位置测量。
发明内容
本发明的目的就是提供一种配备有GPS功能的便携终端，该终端即使已转换到功率节省模式，并且GPS处理单元很长时间内都没有执行任何位置测量，它也能通过在下一次开始位置测量时计算出更精确的GPS时间而大大改善位置测量功能，本发明还提供了一种GPS时间保持方法。
为了实现以上目的，根据本发明，提供了一种便携终端，包括GPS处理单元和RTC振荡器，所述GPS处理单元从GPS卫星接收无线电波并确定当前位置，所述RTC振荡器即使在功率节省模式也能连续地生成并输出实时时钟。所述GPS处理单元包括自运行(free-run)RTC计数器，其即使在功率节省模式下也可对所述RTC振荡器生成的实时时钟进行连续地计数；以及时间保持处理单元，其包括一个存储器，用于在从正常功率模式转换到功率节省模式时存储自运行RTC计数器的计数值以及所通知的GPS时间。所述时间保持处理单元由存储在所述存储器中的计数值和在从功率节省模式返回正常功率模式时从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值而计算出功率节省模式的持续时间，并且通过将所计算的功率节省模式的持续时间与在从正常功率模式转换到功率节省模式时存储在所述存储器中的GPS时间相加而计算出当前GPS时间。所述便携终端还包括位置测量处理单元，其通过在正常功率模式中从GPS卫星接收无线电波而执行位置测量，还将执行位置测量时所获得的GPS时间通知给所述时间保持处理单元，并通过使用在从功率节省模式转换到正常功率模式时由所述时间保持处理单元所通知的GPS时间来执行位置测量。
图1中的框图示出了根据本发明第一实施例的配备有GPS功能的便携终端的布置；图2中的框图示出了图1中GPS处理单元50的布置；图3中的定时图示出了根据第一实施例的配备有GPS功能的便携终端的操作；图4中的框图示出了根据本发明第二实施例的配备有GPS功能的便携终端的布置；图5中的框图示出了图4中GPS处理单元60的布置；图6中的框图示出了在根据第三实施例的配备有GPS功能的便携终端中的GPS处理单元70的布置；图7是用于解释本发明第四实施例中的时间保持处理的图；
图8中的曲线图示出了仅执行一次时间保持处理时自运行RTC计数器的增加；图9是用于解释当执行两次时间保持处理时的第一次时间保持处理的曲线图；图10是用于解释当执行两次时间保持处理时的第二次时间保持处理的曲线图；图11中的框图示出了配备有GPS功能的传统便携终端的布置；并且图12中的定时图示出了配备有GPS功能的传统便携终端的操作。
具体实施例方式
下面参考附图来详细描述本发明的各个实施例。
(第一实施例)用和图11中相同的标号来表示图1中的相同部分，因此省略对其的描述。
根据此实施例的便携终端1包括通信振荡器10、GPS振荡器20、RTC(实时时钟)振荡器30、通信处理器40和GPS处理单元50，该GPS处理单元50用于从GPS卫星接收无线电波并确定所述便携终端的当前位置。
通信振荡器10是用于向通信处理器40生成时钟的振荡器。由通信振荡器10生成的时钟作为工作时钟而被输入到通信处理器40。通信振荡器10的输出频率也作为用于时间保持(时间校正)的保持频率而被输入到GPS处理单元50，所述的时间保持是GPS处理单元50的一种功能。
GPS振荡器20是用于向GPS处理单元50生成时钟的振荡器。由GPS振荡器20生成的时钟作为工作时钟而被输入到GPS处理单元50。
RTC振荡器30是用于所述终端上的时间戳的振荡器，可连续地生成并输出实时时钟。由RTC振荡器30生成的实时时钟被输入到GPS处理单元50中的RTC计数器。注意，通常的RTC频率具有大概100ppm的精度。
通信处理器40具有以下功能，即通过和某个基站通信，而将通信振荡器频率校正到与该基站所具有的振荡器相当的精度，所述通信振荡器频率就是通信振荡器10的输出频率。在激活这个功能期间，通信振荡器10的输出频率一般都具有0.1ppm的高精度。
GPS处理单元50将这个高精度的通信振荡器频率用作进行时间校正的保持频率，从而可提高GPS时间的同步精度。
图2示出了图1中所示的GPS处理单元50的内部布置。如图2所示，GPS处理单元50包括参考时钟计数器51、RTC计数器52、自运行RTC计数器53、时间保持处理单元54和位置测量处理单元55。
参考时钟计数器51对作为参考时钟(RefClk)输入给GPS处理单元50的通信振荡器时钟进行计数。
RTC计数器52和自运行RTC计数器53对由RTC振荡器30生成的时钟进行计数。
自运行RTC计数器53被设计为只要便携终端1的电源打开就连续地工作。因此，即使便携终端1被置入功率节省模式，自运行RTC计数器53也能连续地对来自RTC振荡器30的时钟进行计数；自运行RTC计数器53的操作的开始和结束都不受控制。
当所述终端转换到功率节省模式时，时间保持处理单元54将自运行RTC计数器53的计数值以及由位置测量处理单元55通知的GPS时间都存储在存储器54a中。当所述终端从功率节省模式返回时，时间保持处理单元54再次读取自运行RTC计数器53的计数值，并且由存储在存储器54a中的计数值和所读取的计数值之间的差值而计算出功率节省模式的持续时间。时间保持处理单元54通过将所计算的功率节省模式的持续时间和存储在存储器54a中的、所述终端转换到功率节省模式时的GPS时间相加，而计算出当前GPS时间，并且将计算出的时间输出到位置测量处理单元55。
时间保持处理单元54让参考时钟计数器51和RTC计数器52在非功率节省模式，即正常功率模式中同时工作一个预定的时间间隔。时间保持处理单元54通过在所述预定时间间隔结束时比较参考时钟计数器51的计数值和RTC计数器52的计数值，而预先计算RTC振荡器30所生成的实时时钟的频率上的误差，并且在存储器54a中保留这个计算出的误差。在计算功率节省模式的持续时间的过程中，时间保持处理单元54基于保留在存储器54a中的计算出的误差值来执行算术运算，以补偿实时时钟上的误差。
位置测量处理单元55从GPS卫星接收无线电波，以测量所述终端的当前位置，并且将进行位置测量时所获得的GPS时间通知给时间保持处理单元54。当所述终端从功率节省模式返回时，位置测量处理单元55从时间保持处理单元54接收校正后的GPS时间，并使用接收到的GPS时间来执行位置测量。
在这个实施例中，按照这种方式，通常可保持高精度的来自通信振荡器10的时钟作为参考时钟而被输入到GPS处理单元50。此外，这本实施例中，在GPS处理单元50中，参考时钟计数器51对参考时钟进行计数，而RTC计数器52对RTC进行计数。在这个实施例中，时间保持处理单元54同时控制两个计数器，即参考时钟计数器51和RTC计数器52，以读出它们的计数值，从而预先得到RTC频率误差信息。
因此，当所述终端进入功率节省模式，并且在获得一次GPS时间后很长时间内都没有执行位置测量时，时间保持处理单元54通过读出自运行RTC计数器53的值而测量出功率节省模式的持续时间。此外，时间保持处理单元54通过使用参考时钟计数器51和RTC计数器52计算出RTC频率上的误差，从而在下一次开始位置测量时去除相应的误差因素。结果，与仅使用含有误差的RTC计数值通过换算而计算出的GPS时间相比，GPS处理单元50所计算出的GPS时间要精确得多。这样就能提高位置测量处理单元55的性能。
注意，在功率节省模式中，只有自运行RTC计数器53的电源是打开的。因此，在功率节省模式中，GPS处理单元50保持着对RTC的计数。通常的RTC频率是数10kHz，并且自运行RTC计数器53的功耗要比用于对频率大约为10到20MHz的参考时钟进行计数的参考时钟计数器51的功耗要低一些。
下面参考图3来详细描述这个实施例中便携终端1的操作。
假设在图3中GPS处理单元50还没有获得GPS时间。这种情况下，即使GPS处理单元50不具有用于位置测量处理的任何GPS时间或其它数据，该单元也可以通过接收卫星信号并分析包含在该信号中的导航数据而执行位置测量。
一旦成功地执行了位置测量，GPS处理单元50就同时获得了GPS时间。在GPS处理单元50中，在成功的位置测量之后，为了在下一次位置测量之前一直保持精确的GPS时间，时间保持处理单元54要在各个步骤中执行一系列的处理(后面将描述)，直到下一次位置测量。这一系列的处理此后将被称为时间保持处理。下面描述这一系列处理。
首先，时间保持处理单元54获得由RTC振荡器30生成的RTC频率的误差信息。时间保持处理单元54通过将RTC计数器52所计数的RTC时钟的数量与参考时钟计数器51所计数的参考时钟的数量做比较，而得到RTC频率的误差信息，这样做的一个前提就是假定作为参考时钟而输入给GPS处理单元50的时钟具有准确的频率。更具体地说，时间保持处理单元54同时启动参考时钟计数器51和RTC计数器52，并且同时停止它们。
此后，如果RTC频率是准确的，则通过比较参考时钟计数器51应当指出的理想参考时钟计数值和参考时钟计数器51实际指出的计数值，来确定RTC的误差信息。
下面将描述用于得到RTC频率的误差信息的方法的一个实际例子。
假设参考时钟被设定为19.2MHz，并且RTC被设定为32.768kHz，那么在RTC计数器52计数32,768个RTC的同时，参考时钟计数器51对参考时钟进行计数。
如果RTC频率是准确的，则由于参考时钟计数器51在1秒钟的间隔内对参考时钟进行计数，所以参考时钟计数器51的计数值在理想情况下就是19,200,000。假设参考时钟计数器51所指出的计数值是19,200,900。此时参考时钟计数值发生偏差的原因在于假定参考时钟频率是准确的，由于RTC频率的误差，本应为1秒的计数间隔不再等于1秒。基于参考时钟计数值的这个偏差量，时间保持处理单元54如下得到RTC频率32.768kHz(设计的RTC频率值)×{19,200,000(理想参考时钟计数值)/19,200,900(实际参考时钟计数值)}＝32.76646407kHz在这个例子中，由于RTC频率比设计值低，所以参考时钟计数器51对参考时钟进行计数的间隔变得比1秒钟长。结果，参考时钟计数值就变得大于理想值。
按照这种方式可以得到一个实际的RTC频率。然而，在这个时间点上，时间保持处理单元54只将参考时钟计数器51的计数值作为RTC频率的误差信息保留在存储器54a中。
然后，GPS处理单元50为功率节省模式做准备。时间保持处理单元54在GPS处理单元50被置入功率节省模式之前读出自运行RTC计数器53的值，并在存储器54a中保留这个值(Count1)以及与该值相关联的GPS时间。
时间保持处理单元54或通信处理器40将GPS处理单元50转换到功率节省模式。虽然GPS处理单元50被置入了功率节省模式，但是自运行RTC计数器53仍保持对RTC的计数。自运行RTC计数器53以足够大的位数来对RTC进行计数，所述位数大到不会出现任何实际问题，也不会发生溢出的程度。此外，GPS处理单元50在功率节省模式期间无法保持GPS时间。
时间保持处理单元54或通信处理器40使得GPS处理单元50从功率节省模式返回。
在GPS处理单元50从功率节省模式返回后，执行时间保持处理。在GPS处理单元50从功率节省模式返回后，时间保持处理单元54读出自运行RTC计数器53的值。假设用Count2来表示这种情况下读出的计数值。
时间保持处理单元54通过和功率节省模式之前保留在存储器54a中的值进行比较，根据Count2-Count1(这两个值都是RTC计数值)来计算从功率节省模式前保留GPS时间的瞬时到从功率节省模式返回后自运行RTC计数器53的值被读出的瞬时之间的时间间隔。
基于功率节省模式之前保留在存储器54a中的各RTC的误差信息，时间保持处理单元54可以得到对应于上述RTC计数值的准确时间。时间保持处理单元54因此就可以通过将以上时间和保留在存储器54a中的GPS时间相加而计算出从功率节省模式返回后的GPS时间。
下面描述用于计算从功率节省模式返回后的GPS时间的方法示例。
在功率节省模式之前保留在存储器54a中的各RTC的误差信息(参考时钟计数值)是1,900,900，在功率节省模式之前保留在存储器54a中的自运行RTC计数器值(Count1)是70,000,000，在功率节省模式之前保留在存储器54a中的GPS时间是1250(GPS周)加上302,400,000毫秒(周内时间)，并且从功率节省模式返回后的自运行RTC计数器值(Count2)是187,964,800，在以上这种情形下得到一个GPS时间。
首先，使用RTC计数值计算出从功率节省模式之前保留GPS时间的瞬时到从功率节省模式返回后自运行RTC计数器53的值被读出的瞬时之间的时间间隔。
187964800(从功率节省模式返回后)-70000000(功率节省模式之前)＝117964800。
然后，利用上述方法从各RTC的误差信息中得到RTC频率。
RTC频率32.76646407kHz如下得到用来计数117,964,800个具有上述频率的RTC的时间117964800/32.76646407kHz＝3600.16875秒因此，当在从功率节省模式返回后读出时间保持处理单元54的值时，可如下得到GPS时间302400000毫秒(周内时间)+3600.16875秒×1000＝306000168.875毫秒(周内时间)(如果这个结果超出了604,800,800(一周)，则从该结果中减去604,800,800而得到周内时间)上面描述了时间保持处理。时间保持处理单元54在开始下一次位置测量前，将用上述方法计算出的GPS时间发送给位置测量处理单元55。
如上所述，根据用于这个实施例的便携终端1的GPS时间保持方法，当位置测量处理单元55在从功率节省模式返回后开始位置测量时，时间保持处理单元54基于过去获得的GPS时间和在获得该GPS时间之后过去的时间，而计算出当前GPS时间，并将这个GPS时间传送给位置测量处理单元55。因此，根据这个实施例，一旦测量出GPS时间，并且终端转换到功率节省模式，那么即使在最后一次位置测量之后位置测量处理单元55在很长时间内都没有进行任何位置测量，也可以缩短位置测量时间。这样就能够以和连续执行位置测量的情形几乎一样的位置测量性能来执行位置测量。此外，由于是使用从具有低功耗的自运行RTC计数器53中读出的值来计算未执行位置测量期间的间隔，所以可以减小保持GPS时间所需的功耗。
此外，由于使用来自具有高精度的通信振荡器10的时钟作为参考时钟来计算RTC频率上的误差，因此可减小RTC频率的误差对计算GPS时间的影响，从而可计算出高精度的GPS时间。
(第二实施例)下面将描述根据本发明第二实施例的配备有GPS功能的便携终端。
如图4所示，根据这个实施例的便携终端2的基本布置和图1中所示的基本相同，除了用GPS处理单元60替换GPS处理单元50之外。然而，和上述第一实施例不同的是，在第二实施例中，通信振荡器10所生成的时钟没有被输入到GPS处理单元60。
如图5所示，这个实施例中的GPS处理单元60具有和图2中的GPS处理单元50相同的基本布置。但是，输入到参考时钟计数器51的时钟是由GPS振荡器20生成的时钟，而不是由通信振荡器10生成的时钟，所述的由GPS振荡器20生成的时钟也作为工作时钟被输入到GPS处理单元60。
在这个实施例中，时间保持处理单元54执行的时间保持处理与第一实施例中的基本相同，除了由GPS振荡器20生成的时钟被输入到参考时钟计数器51之外。
如上所述，在这个实施例中，由于GPS振荡器20所生成的时钟被输入到GPS处理单元60中的参考时钟计数器51，因此时间保持处理单元54通过启动参考时钟计数器51和RTC计数器52，就总是可以得到RTC误差信息。这是因为，由于通信振荡器10所生成的时钟是用于通信处理器40的工作时钟，所以这些时钟就不必总是输入到参考时钟计数器51。此外，为了降低便携终端的总功耗，通信处理器40和通信振荡器10很有可能被设计为间歇性地停止生成时钟。
在这个实施例中，向参考时钟计数器51提供由GPS振荡器20生成的、作为GPS处理单元60的工作时钟的时钟，这样做就能够在上述第一实施例所获得的效果之外，获得防止便携终端的功耗增大的效果。
(第三实施例)下面将描述根据本发明第三实施例的配备有GPS功能的便携终端。这个实施例中的便携终端的布置和图1中所示的便携终端1相同。然而，这个实施例中的便携终端的布置与图1中示例的不同之处在于用图6中的GPS处理单元70取代GPS处理单元50。
这个实施例中的GPS处理单元70额外地包括和图2中的GPS处理单元50有关的开关电路56。
开关电路56根据来自时间保持处理单元54或位置测量处理单元55的指令，选择并输出由通信振荡器10生成的时钟或由GPS振荡器20生成的时钟。这个实施例中的参考时钟计数器51将开关电路56所选的时钟作为参考时钟来计数。即，开关电路56由时间保持处理单元54或位置测量处理单元55进行控制，以能够选择来自通信振荡器10的时钟或来自GPS振荡器20的时钟，将其输入到参考时钟计数器51。
这个实施例可以执行以下操作当通信振荡器10工作时，将来自通信振荡器10的时钟输入到参考时钟计数器51；并且当通信振荡器10停止生成时钟时，将来自GPS振荡器20的时钟输入到参考时钟计数器51。除了上述第一和第二实施例中所获得的效果以外，这个实施例还可以获得以下效果，即在防止便携终端的功耗增大的同时，允许最大程度地使用高精度的通信振荡器时钟。
(第四实施例)下面描述根据本发明第四实施例的便携终端。虽然这个实施例中的便携终端的布置与第一到第三实施例的便携终端中每一个的布置都相同，但是在第四实施例中使用了不同的时间保持处理方法。
在这个实施例中，GPS处理单元以预定的时间间隔从功率节省模式返回。当GPS处理单元从功率节省模式返回时，时间保持处理单元通过计算功率节省模式的持续时间而计算GPS时间，并且通过在预定的时间间隔内运行参考时钟计数器51和RTC计数器52而计算实时时钟的频率误差。
图7示出了这个实施例中的时间保持处理。在这个实施例中一系列的时间保持处理操作中，时间保持处理被执行了若干次，直到GPS处理单元开始位置测量为止。
由于通常用于某一终端的RTC会随着温度的改变而发生频率上的很大变化，所以功率节省模式的持续时间越长，在所述保持处理单元进入功率节省模式之前所执行的参考时钟计数所得到的RTC误差信息就变得越不准确。
在这个实施例中，即使在GPS处理单元不执行位置测量时，也会周期性地重复进行时间保持处理。因此，由于RTC误差信息被周期性地更新，所以在开始位置测量之前刚刚被计算为时间保持处理的结果的GPS时间与仅执行一次时间保持处理的情况相比，就变得准确多了。
下面参考图8、9和10来描述这个实施例所获得的效果。图8、9和10的曲线图示出当GPS处理单元处于功率节省模式时，自运行RTC计数器的计数值是如何增大的。
所述计数值不以恒定比例增大的原因在于，由于周围温度波动的影响，RTC频率中途发生了改变。
参考图8，在时间Treal2，当GPS处理单元从功率节省模式返回时，基于在该单元进入功率节省模式之前获得的RTC误差信息计算出一个GPS时间。结果，得到了对应于时间Tcal的GPS时间。此时，由时间保持处理所完成的GPS时间计算中的误差由Treal2-Tcal给定。
参考图9，在时间Treal1，当GPS处理单元从功率节省模式返回时，基于在该单元进入功率节省模式之前获得的RTC误差信息计算出一个GPS时间。结果，得到了对应于时间Tcal1的GPS时间。此时，由时间保持处理所完成的第一次GPS时间计算中的误差由(Treal1-Tcal1)给定。
当第一次时间保持处理完成时，立即执行第二次时间保持处理。此时，可以得到最新的RTC误差信息。
参考图10，在时间Treal2，当GPS处理单元从功率节省模式返回时，基于在该单元第二次进入功率节省模式之前获得的RTC误差信息计算出一个GPS时间。结果，得到了对应于时间Tcal2的GPS时间。除了由第一次时间保持处理得到的GPS时间上的误差以外，还如下给出由第二次时间保持处理得到的GPS时间上的误差(Treal1-Tcal1)+(Treal2-Tcal2)与仅执行一次时间保持处理的情形相比，按照这种方式执行两次时间保持处理可以更准确地计算GPS时间，但是这种方式的效果取决于第一次时间保持处理之后第二次时间保持处理的开始时间。
参考图9和10，时间保持处理被执行了两次。然而，执行时间保持处理的次数越多，最终计算出的GPS时间上的误差就越小。也就是说，随着在GPS处理单元不进行位置测量时执行时间保持处理的间隔缩小，GPS时间可保持得更加精确。当GPS处理单元下一次执行位置测量时，其性能将得到改善。然而，增加时间保持处理的执行频率将增多GPS处理单元从功率节省模式返回的次数，导致功耗的增大。如上所述，根据本发明，可以获得以下效果(1)当开始位置测量时，基于先前获得的GPS时间和获得该GPS时间之后过去的时间来计算当前GPS时间。这样能够缩短位置测量时间，并改善位置测量的性能。
(2)由于是使用从低功耗的自运行RTC计数器中读取的值来计算未执行位置测量期间的间隔，所以可减少保持GPS时间所需的功耗。
(3)使用具有高精度频率的时钟作为参考时钟来计算RTC频率的误差，这样可以消除RTC频率的误差对GPS时间计算结果的影响。
(4)从执行位置测量到执行下一次位置测量的时间间隔内，以预定的间隔，周期性地重复时间保持处理，这样一来，即使RTC频率的误差中途改变，也可以减小包含在所计算出的功率节省模式的持续时间中的误差。这样就能长时间地保持具有更高精度的GPS时间。
权利要求
1.一种便携终端(1)，包括GPS处理单元(50)，其从GPS卫星接收无线电波并确定当前位置；和RTC振荡器(30)，其即使在功率节省模式也能连续地生成并输出实时时钟，其特征在于所述GPS处理单元包括自运行RTC计数器(53)，其即使在功率节省模式下也可对所述RTC振荡器生成的实时时钟进行连续地计数，时间保持处理单元(54)，其包括存储器(54a)，用于在从正常功率模式转换到功率节省模式时存储所述自运行RTC计数器的计数值以及所通知的GPS时间，所述时间保持处理单元由存储在所述存储器中的计数值和在从功率节省模式返回正常功率模式时从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值而计算出功率节省模式的持续时间，并且通过将所计算的功率节省模式的持续时间与在从正常功率模式转换到功率节省模式时存储在所述存储器中的GPS时间相加而计算出当前GPS时间，以及位置测量处理单元(55)，其通过在正常功率模式中从GPS卫星接收无线电波而执行位置测量，还将执行位置测量时所获得的GPS时间通知给所述时间保持处理单元，并通过使用在从功率节省模式转换到正常功率模式时由所述时间保持处理单元所通知的GPS时间来执行位置测量。
2.如权利要求1所述的终端，还包括通信振荡器(10)，用于向通信处理器生成时钟，所述GPS处理单元还包括参考时钟计数器(51)，用于将所述通信振荡器生成的时钟作为参考时钟来计数，以及RTC计数器(52)，用于对由所述RTC振荡器生成的实时时钟进行计数，其中，所述时间保持处理单元通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在正常功率模式中同时工作一个预定的时间间隔，并且在所述预定时间间隔结束时比较所述参考时钟计数器的计数值和所述RTC计数器的计数值，而预先计算所述实时时钟的频率上的误差，并且在由存储在所述存储器中的计数值和从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值来计算功率节省模式的持续时间时，对所述实时时钟的频率上的误差进行补偿。
3.如权利要求2所述的终端，其中所述GPS处理单元以预定的时间间隔从功率节省模式返回，并且所述时间保持处理单元通过在从功率节省模式返回时计算功率节省模式的持续时间来计算GPS时间，并通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在再次向功率节省模式发生转换之前工作一个预定的时间间隔，来计算所述实时时钟的频率上的误差。
4.如权利要求1所述的终端，还包括GPS振荡器(20)，用于向所述GPS处理单元生成时钟，所述GPS处理单元还包括参考时钟计数器，用于将所述GPS振荡器生成的时钟作为参考时钟来计数，以及RTC计数器，用于对由所述RTC振荡器生成的实时时钟进行计数，其中，所述时间保持处理单元通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在正常功率模式中同时工作一个预定的时间间隔，并且在所述预定时间间隔结束时比较所述参考时钟计数器的计数值和所述RTC计数器的计数值，而预先计算所述实时时钟的频率上的误差，并且在由存储在所述存储器中的计数值和从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值来计算功率节省模式的持续时间时，对所述实时时钟的频率上的误差进行补偿。
5.如权利要求4所述的终端，其中所述GPS处理单元以预定的时间间隔从功率节省模式返回，并且所述时间保持处理单元通过在从功率节省模式返回时计算功率节省模式的持续时间来计算GPS时间，并通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在再次向功率节省模式发生转换之前工作一个预定的时间间隔，来计算所述实时时钟的频率上的误差。
6.如权利要求1所述的终端，还包括通信振荡器，用于向通信处理器生成时钟，和GPS振荡器，用于向所述GPS处理单元生成时钟，所述GPS处理单元还包括开关电路(56)，其根据来自所述时间保持处理单元或所述位置测量处理单元的指令，选择并输出由所述通信振荡器生成的时钟和由所述GPS振荡器生成的时钟之一，参考时钟计数器，用于将所述开关电路所选的时钟作为参考时钟来计数，以及RTC计数器，用于对由所述RTC振荡器生成的实时时钟进行计数，其中，所述时间保持处理单元通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在正常功率模式中同时工作一个预定的时间间隔，并且在所述预定时间间隔结束时比较所述参考时钟计数器的计数值和所述RTC计数器的计数值，而预先计算所述实时时钟的频率上的误差，并且在由存储在所述存储器中的计数值和从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值来计算功率节省模式的持续时间时，对所述实时时钟的频率上的误差进行补偿。
7.如权利要求6所述的终端，其中所述GPS处理单元以预定的时间间隔从功率节省模式返回，并且所述时间保持处理单元通过在从功率节省模式返回时计算功率节省模式的持续时间来计算GPS时间，并通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在再次向功率节省模式发生转换之前工作一个预定的时间间隔，来计算所述实时时钟的频率上的误差。
8.一种在配备有GPS功能的便携终端中保持GPS时间的GPS时间保持方法，所述GPS功能用于通过从GPS卫星接收无线电波来确定当前位置，所述方法的特征在于存储步骤，即在从正常功率模式转换到所述功率节省模式时，存储即使在功率节省模式期间也连续对实时时钟进行计数的自运行RTC计数器的计数值以及所通知的GPS时间；持续时间计算步骤，即由所述所存储的计数值和在从所述功率节省模式返回所述正常功率模式时从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值来计算所述功率节省模式的持续时间；和GPS时间计算步骤，即通过将所述所计算的功率节省模式的持续时间与在从正常功率模式转换到功率节省模式时存储在所述存储器中的GPS时间相加，来计算当前GPS时间。
9.如权利要求8所述的方法，还包括同时工作步骤，即使得参考时钟计数器和RTC计数器在正常功率模式中同时工作一个预定的时间间隔，所述参考时钟计数器适于将通信处理器中用作工作时钟的时钟作为参考时钟来计数，并且所述RTC计数器适于对实时时钟进行计数；误差计算步骤，即通过在所述预定时间间隔后比较所述参考时钟计数器的计数值和所述RTC计数器的计数值，而预先计算所述实时时钟的频率上的误差；和误差补偿步骤，即在由所述所存储的计数值和从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值来计算功率节省模式的持续时间时，对所述实时时钟的频率上的误差进行补偿。
10.如权利要求9所述的方法，还包括间隔时间计算步骤，即以预定的时间间隔从功率节省模式返回，并在从功率节省模式返回时计算该功率节省模式的持续时间；和间隔误差计算步骤，即通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在再次向功率节省模式发生转换之前工作一个预定的时间间隔，来计算所述实时时钟的频率上的误差。
11.如权利要求8所述的方法，还包括同时工作步骤，即使得参考时钟计数器和RTC计数器在正常功率模式中同时工作一个预定的时间间隔，所述参考时钟计数器适于将GPS处理单元中用作工作时钟的时钟作为参考时钟来计数，并且所述RTC计数器适于对实时时钟进行计数；误差计算步骤，即通过在所述预定时间间隔后比较所述参考时钟计数器的计数值和所述RTC计数器的计数值，而预先计算所述实时时钟的频率上的误差；和误差补偿步骤，即在由所述所存储的计数值和从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值来计算功率节省模式的持续时间时，对所述实时时钟的频率上的误差进行补偿。
12.如权利要求11所述的方法，还包括间隔时间计算步骤，即以预定的时间间隔从功率节省模式返回，并在从功率节省模式返回时计算该功率节省模式的持续时间；和间隔误差计算步骤，即通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在再次向功率节省模式发生转换之前工作一个预定的时间间隔，来计算所述实时时钟的频率上的误差。
13.如权利要求8所述的方法，还包括选择步骤，即选择在通信处理器中用作工作时钟的时钟和在GPS处理单元中用作工作时钟的时钟之一；同时工作步骤，即使得用于对被选为参考时钟的时钟进行计数的参考时钟计数器和用于对实时时钟进行计数的RTC计数器在正常功率模式中同时工作一个预定的时间间隔；误差计算步骤，即通过在所述预定时间间隔后比较所述参考时钟计数器的计数值和所述RTC计数器的计数值，而预先计算所述实时时钟的频率上的误差；和误差补偿步骤，即在由所述所存储的计数值和从所述自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值来计算功率节省模式的持续时间时，对所述实时时钟的频率上的误差进行补偿。
14.如权利要求13所述的方法，还包括间隔时间计算步骤，即以预定的时间间隔从功率节省模式返回，并在从功率节省模式返回时计算该功率节省模式的持续时间；和间隔误差计算步骤，即通过使得所述参考时钟计数器和所述RTC计数器在再次向功率节省模式发生转换之前工作一个预定的时间间隔，来计算所述实时时钟的频率上的误差。
全文摘要
本发明公开了一种包括GPS处理单元和RTC振荡器的便携终端。在GPS处理单元中，自运行RTC计数器对RTC振荡器生成的实时时钟连续计数；时间保持处理单元包括用于在从正常功率模式转换到功率节省模式时存储自运行RTC计数器的计数值和所通知的GPS时间的存储器，由存储其中的计数值和在从功率节省模式返回正常功率模式时从自运行RTC计数器读取的计数值之间的差值而计算功率节省模式的持续时间，并且将该持续时间与所存储的GPS时间相加而计算当前GPS时间；位置测量处理单元在正常功率模式中从GPS卫星接收无线电波而执行位置测量，还向时间保持处理单元提供或从其接收GPS时间。本发明还公开了一种GPS时间保持方法。
文档编号G04G5/00GK1573354SQ20041004870
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月10日 优先权日2003年6月10日
发明者北谷谦一 申请人:日本电气株式会社