CN101470191B - 多路信号判定方法以及多路信号判定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多路信号判定方法、程序以及多路信号判定装置，其目的在于不增加计算量、不增大电路规模的情况下，进行多路信号判定。根据对于接收信号的相关计算结果，计算“PE值”和矢量角”，其中，“PE值”为精确相位的相关值与超前于精确相位N(0＜N＜1)码片的相位的相关值的比例，“矢量角”为，在IQ坐标平面上绘制超前相关值及滞后相关值时，由从原点分别朝向超前相关值及滞后相关值的各位置的位置矢量所形成的角度。然后，可以根据判定该PE值在判定范围B、C内或外以及矢量角在判定范围A内或外的结果，判定接收信号是否为多路信号。

Description

多路信号判定方法以及多路信号判定装置

技术领域

本发明涉及一种判定接收信号是否为多路信号的多路信号判定方法。 

背景技术

作为使用定位用信号的定位系统，全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)已经被广泛认知，其被使用在内藏于便携式电话机、汽车导航装置等定位装置中。在GPS中，进行根据多个GPS卫星的位置、或从各GPS卫星到本机的伪距离等信息求出表示本机位置的三维坐标值和计时误差四个参数值的定位运算，从而来定位本机当前位置。 

在使用定位用信号的定位中发生误差的一个主要原因是多路。产生多路的环境称为多路环境。所谓多路环境是指，在来自定位用信号的发送源(若GPS则为GPS卫星)的直接波中叠加反射到建筑物或地面等的反射波、穿过障碍物的透射波、经障碍物衍射的衍射波等间接波，然后将其作为多路信号被接收，存在间接波成为错误信号并造成解码困难的现象。 

作为用于降低该多路影响的技术，提出了各种技术。例如，在专利文献1中公开了如下技术：进行关于接收信号与对于每1个码片相位不同的C/A代码的多个复制代码的相关计算，求被预测为相 关值为峰值的相位范围，并针对该相位范围进一步进行关于接收信号与对每0.1个码片相位不同的多个复制代码的计算，检测码相位。 

专利文献1：特开2000-312163号公报 

但是，一般情况下，很难判定接收信号是否为多路信号。因此，一般采取所谓的防御性的方法，即：不判定接收信号是否为多路信号，而假定是多路信号，以降低对定位计算的影响。例如专利文献1的技术为即使在接收信号为多路信号的情况下，也可以检测合适的码相位的技术。由于采用了上述防御性的方法，其现状为造成了计算量增加、电路规模增大等各种损失。 

发明内容

本发明是鉴于上述问题研发的。 

用于解决上述课题的本发明第一方面为一种多路信号判定方法，包括：对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和扩散码的复制信号的各IQ成分进行相关计算；根据相关计算的结果判定码相位；计算由相互位置矢量形成的角度，相互位置矢量是指，在IQ坐标上绘制在超前及滞后方向的各方向上从码相位离开N码片的超前相位及滞后相位的相关值时的相互位置矢量，其中，0＜N＜1；根据第一相关值、第二相关值、第三相关值计算相对于第三相关值的第一相关值与相对于第三相关值的第二相关值的比例，其中，第一相关值为在码相位上的相关值，第二相关值为在从码相位错开X码片的相位上的相关值，第三相关值为在从码相位错开Y码片的相位上的相关值，而且，0＜X＜1，1＜Y；以及利用角度及比例判定接收信号是否为多路信号。 

根据本发明第九方面的多路信号判定装置，包括：相关计算部，对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和扩散码的复制信号的IQ成分进行相关计算；码相位判定部，根据相关计算的结果判定码相位；角度计算部，计算在IQ坐标上绘制在超前及滞后方向上分别从码相位离开N码片的超前相位及滞后相位的各相位的相关值时的相互位置矢量所形成的角度，其中，0＜N＜1；比例计算部，根据第一相关值、第二相关值、第三相关值计算相对于第三相关值的第一相关值与相对于第三相关值的第二相关值的比例，其中，第一相关值为在码相位上的相关值，第二相关值为在从码相位错开X码片的相位上的相关值，第三相关值为在从码相位错开Y码片的相位上的相关值，而且，0＜X＜1、1＜Y；以及多路信号判定部，利用角度以及比例判定接收信号是否为多路信号。 

正如本发明的实施方式中，由在IQ坐标上绘制超前相位以及滞后相位的各相关值时的相互位置矢量所形成的角度，在接收信号不是多路信号(直接波信号)时为定值(理论上为零)，在接收信号是多路信号时，进行近似正弦(sin)波的变动。而且，如果接收信号为直接波信号，则相对于第三相关值的第一相关值与相对于第三相关值的第二相关值的比例为与扩散码对应的定值，如果接收信号为多路信号，则相对于第三相关值的第一相关值与相对于第三相关值的第二相关值的比例进行近似正弦波的变动。因此，通过判定“两个位置矢量所形成的角度”以及“两个相关值的比例”的变动，可以判定接收信号是否为多路信号。 

根据本发明第二方面的多路信号判定方法，基于第一方面的多路信号判定方法，判定是否为多路信号包括：判定角度是否为超过规定的角度变动幅度的角度；判定比例是否为超过规定的比例变动幅度的比例；当角度超过规定的角度变动幅度、且比例超过规定的比例变动幅度时，判定接收信号是多路信号。 

根据第二发明，当两个位置矢量所形成的角度超过规定的角度变动幅度、且两个相关值的比例超过规定的比例变动幅度时，判定接收信号是多路信号。 

根据本发明第三方面的多路信号判定方法，基于第二方面的多路信号判定方法，其中，定位用信号是来自定位用卫星的信号，每个定位用卫星的扩散码不同，多路信号判定方法还包括根据定位用卫星改变规定的角度变动幅度以及规定的比例变动幅度中的一个或两个。 

根据第三方面，定位用信号是来自定位卫星的信号，并且每个定位用卫星的扩散码不同，根据定位用卫星改变规定的角度变动幅度以及规定的比例变动幅度中的一个或两者。如果扩散码不同，则接收信号不是多路信号时的两个位置矢量所形成的角度或两个相关值的比例也不同。因此，可以通过根据定位用卫星改变角度变动幅度、比例变动幅度，进行精确度更高的多路信号的判定。 

根据本发明第四方面的多路信号判定方法，作为第一方面的多路信号判定方法，判定是否为多路信号包括：判定角度是否为超过规定的角度变动幅度的角度；判定比例是否为超过第一比例变动幅度的比例；判定比例是否为超过作为大于第一比例变动幅度的阈值条件的第二比例变动幅度的比例；1)当角度超过规定的角度变动幅度、且比例超过第一比例变动幅度时，或者2)判定比例超过第二比例变动幅度时，判定接收信号是多路信号。 

根据第四方面，1)当两个位置矢量所形成的角度超过规定的角度变动幅度、且两个相关值的比例超过第一比例变动幅度时，或者2)两个相关值的比例超过作为大于第一比例变动幅度的阈值条件的第二比例变动幅度时，判定接收信号是多路信号。 

根据本发明第五方面的多路信号判定方法，作为第四发明的多路信号判定方法，其中，定位用信号是来自定位用卫星的信号，对于每个定位用卫星，扩散码不同，多路信号判定方法还包括与定位用卫星对应地改变规定的角度变动幅度、第一比例变动幅度以及第二的比例变动幅度中的至少一个。 

根据第五方面，定位用信号是来自定位用卫星的信号，并且每个定位用卫星的扩散码不同，根据定位用卫星改变规定角度变动幅度、第一比例变动幅度以及第二的比例变动幅度中的至少一个。如果扩散码不同，则接收信号不是多路信号时的两个位置矢量所形成的角度、或两个相关值的比例也不同。因此，可以通过根据定位用卫星改变角度变动幅度、第一比例变动幅度以及第二比例变动幅度，进行精确度更高的多路信号的判定。 

根据本发明第六方面的多路信号判定方法，包括：对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和扩散码的复制信号的IQ成分的各个成分进行相关计算；根据相关计算的结果判定码相位；计算由相互位置矢量形成的角度，相互位置矢量是指，在IQ坐标上绘制在超前及滞后方向的各方向上从码相位离开N码片的超前相位及滞后相位的相关值时的相互位置矢量，其中，0＜N＜1；利用角度判定接收信号是否为多路信号。 

而且，根据本发明第十方面的多路信号判定装置，包括：相关计算部，对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和扩散码的复制信号的IQ成分的进行相关计算；码相位判定部，根据相关计算的结果判定码相位；角度计算部，计算在IQ坐标上绘制在超前及滞后方向上分别从码相位离开N码片的超前相位及滞后相位的各相位的相关值时的相互位置矢量所形成的角度其中，0＜N＜1；多路信号判定部，利用角度判定接收信号是否为多路信号。 

如本发明的实施方式，由在IQ坐标上绘制超前相位以及滞后相位的各自相关值时的相互的位置矢量所形成的角度，在接收信号不是多路信号(直接波信号)时为定值(理论上为零)，是多路信号时，进行近似正弦波的变动。因此，通过判定“两个位置矢量所形成的角度”的变动，可以判定接收信号是否为多路信号。 

根据本发明第七方面的多路信号判定方法，包括：对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和扩散码的复制信号的IQ成分的各个成分进行相关计算；根据相关计算的结果判定码相位；根据第一相关值、第二相关值、第三相关值计算相对于第三相关值的第一相关值与相对于第三相关值的第二相关值的比例，其中，第一相关值为在码相位上的相关值，第二相关值为在从码相位错开X码片的相位上的相关值，第三相关值为在从码相位错开Y码片的相位上的相关值，而且，0＜X＜1、1＜Y；利用比例判定接收信号是否为多路信号。 

根据本发明第十一方面的多路信号判定装置，包括：相关计算部，对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和扩散码的复制信号的IQ成分进行相关计算；码相位判定部，根据相关计算的结果判定码相位；比例计算部，根据第一相关值、第二相关值、第三相关值计算相对于第三相关值的第一相关值与相对于第三相关值的第二相关值的比例，其中，第一相关值为在码相位上的相关值。第二相关值为在从码相位错开X码片的相位上的相关值，第三相关值为在从码相位离开Y码片的相位上的相关值，而且，0＜X＜1，1＜Y；多路信号判定部，利用比例判定接收信号是否为多路信号。 

如本发明的实施方式，相对于第三相关值的第一相关值和相对于第三相关值的第二相关值的比例，在接收信号是直接波信号时为与扩散码对应的定值，为多路信号时，进行近似正弦波的变动。因 此，可以通过判定“两个相关值的比例”的变动，判定接收信号是否为多路信号。 

根据本发明第八方面的程序，使第1～第7的任何本发明的多路信号判定方法在内藏于定位装置的处理器中执行。 

根据本发明第八方面，通过使处理器读取并执行该程序，所以可以发挥与第1～第7的任何发明同样的作用效果。 

附图说明

图1为相关值的峰值检测的说明图； 

图2为与多路信号对应的相关结果的一个例子； 

图3为误差ERR的说明图； 

图4为PE值的定义的说明图； 

图5为PE值与误差ERR的关系图； 

图6为与直接波信号对应的相关结果的一个例子； 

图7为与多路信号对应的相关结果的一个例子； 

图8为矢量角的定义的说明图； 

图9为矢量角与误差ERR的关系图； 

图10为判定接收信号是否为多路信号的说明图； 

图11为便携式电话机的内部构成图； 

图12为基带处理电路部的电路构成图； 

图13为标记判定范围表的数据构成例； 

图14为PE偏移表的数据构成例； 

图15为ROM的构成例； 

图16为RAM的构成例； 

图17为基带处理的流程图；以及 

图18为基带处理中执行的多路检测处理的流程图。 

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的具体实施方式进行说明。另外，在下文中，虽然说明了将本发明应用于具有GPS定位功能的便携式电话机的情况，但是本发明的可应用的实施方式并不限定于此。 

(原理) 

(A)多路信号判定 

首先，针对接收信号是否为多路信号的判定方法进行说明。在GPS接收机中，利用被称为C/A代码的扩散码进行GPS卫星信号的捕捉，该GPS卫星信号是由作为定位用卫星的GPS卫星发出的定位用信号。具体而言，由作为扩散码的C/A代码对GPS卫星信号进行扩散调制。进行该GPS卫星信号的接收信号与模拟作为捕捉对象的GPS卫星(捕捉对象卫星)的GPS卫星信号(捕捉对象卫星信号)的C/A代码的复制代码的相关计算。此时，改变复制代码 的频率及相位，同时进行相关计算。当复制代码的频率与接收信号的频率一致、且复制代码的相位与接收信号的相位一致时，通过相关计算得到的相关值为最大值。通过检测相关值为最大值时的相位及频率，得到GPS卫星信号所包含的C/A代码的相位及载波频率(多普勒频率)，并捕捉GPS卫星信号。而且，C/A代码对每个GPS卫星预先规定不同的代码，因此，可以分离、捕捉来自接收信号的需要的GPS卫星信号。而且，当最大的相关值小于定值时，不判定为峰值，而判定为不是捕捉对象卫星信号。此时，改变捕捉对象卫星信号，再次进行相关计算。 

因此，GPS卫星经常改变其位置，GPS卫星与GPS接收机之间的距离(伪距离)也相应改变。因此，在GPS接收机中，为了对应伪距离的变化，进行跟踪(tracking)捕捉到的GPS卫星信号的处理。 

图1为用于说明检测相关值为最大(峰)的相位(峰值相位)的示图。在图1中，将横轴作为码相位，纵轴作为相关值，示出了C/A代码的自相关值的一个例子。如图1所示，C/A代码的自相关值为以峰值为顶点的左右对称的大致三角形形状。也就是说，从峰值相位滞后了相同量的相位的相关值与超前了相同量的相位的相关值相等。

因此，对于当前跟踪的码相位(punctual phase，精确相位)，分别算出超前定值(例如，1/3码片)的相位(early phase，超前相位)、滞后定值(例如，1/3码片)的相位(late phase，滞后相位)的相关值。然后，控制精确相位，以使滞后相位的相关值(滞后相关值)P1与超前相位的相关值(超前相关值)Pe相等。具体而言，如图1(a)所示，当超前相关值Pe与滞后相关值P1一致时，视为精确相位Pp与峰值一致。而且，如图1(b)所示，当超前相关值Pe大于滞后相关值P1时，精确相位Pp比峰值相位滞后，所以使精 确相位提前。而且，如图1(c)所示，当超前相关值Pe小于滞后相关值P1时，精确相位Pp比峰值相位超前，所以使精确相位延迟。 

然而，在多路环境中，由GPS接收机接收的信号(接收信号)是在GPS卫星发送GPS卫星信号(直接波信号)中叠加由建筑物或地面等反射的反射波、穿过障碍物的透射波、经障碍物衍射的衍射波等间接波信号而得到的信号(多路信号)。 

图2为多路信号的相关结果的示图，示出直接波信号、间接波信号、以及合成(重叠)该直接波信号和间接波信号的多路信号的各相关值示图。如图2所示，与直接波信号的相关值同样，间接波信号的相关值形成大致三角形的形状，但是间接波信号的相关值的峰值(相关峰值)的大小比直接波信号的相关峰值小。这是因为GPS卫星发出的GPS卫星信号经过建筑物或地面等反射、穿过障碍物等，而导致信号强度被减弱。而且，间接波信号峰值相位比直接波信号峰值相位滞后。这是因为，GPS卫星发出的GPS卫星信号经过建筑物或地面等反射、或被障碍物衍射等而导致从GPS卫星到GPS接收机的传播路径变长。而且，多路信号的相关值是直接波信号的相关值与间接波信号的相关值的和，所以三角形变形，且不是以峰值为中心的左右对称。因此，如图3所示，多路信号中的精确相位与峰值相位不一致。以下将该峰值相位与精确相位的相位差称为“误差ERR”。另外，间接波信号相对于直接波信号是滞后的相位，间接波信号的相关峰值小于直接波信号的相关峰值。因此，精确相位是相对于峰值相位滞后的相位。 

在本实施方式中，定义两个参数“PE值”及“矢量角”，据此，判定接收信号是否为多路信号的同时，算出码相位的误差ERR，对通过信号捕捉、跟踪(tracking)所得到的码相位进行修正。 

图4为用于说明PE值的定义的示图，示出相对于接收信号的相关结果的一个例子。在图4中，根据精确相位的相关值(精确相关值)Pp、比精确相位超前1个码片以上的相位处的相关值Pn、比精确相位只超前N个码片的码相位处的相关值Pa，利用式(1)定义PE值。且，0＜N＜1，在图4中示出了N＝2/3的情况。即，PE值表示相对于相关值Pn的精确相关值Pp与相对于相关值Pn的相关值Pa之比。由于相关值Pn是与精确相位相差1个码片以上的相位的相关值，所以称为噪声基底(noise floor)。 

PE＝(Pp-Pn)/(Pa-Pn)(1) 

而且，该PE值与误差ERR值之间的关系如下。图5为示出多路的影响从“无”状态变化到“有”状态时的接收信号PE值与误差ERR之间的关系的示图。图5中，将横轴作为共用时间轴，实线表示PE值随时间的变化，虚线表示误差ERR随时间的变化。 

根据图5，在多路影响为“无”的状态下，GPS接收机中的接收信号仅为直接波信号。此时，误差ERR几乎为零，PE值为定值。这是因为，直接波信号的相关值曲线形状(curved shape)不随时间改变。可是，根据PRN代码，该三角形的倾斜程度不同，所以PE值也根据GPS卫星而不同。 

另一方面，在多路影响“有”的状态下，接收信号为在直接波信号上叠加间接波信号的多路信号。此时，误差ERR及PE值都随时间的变化而改变。这是因为，通过GPS卫星、GPS接收机的移动，GPS卫星信号与GPS接收机之间的相对位置关系变化，间接波信号改变，多路信号曲线的相关值的形状变化。也就是，因为图4中接收信号的相关值Pp、Pa变化。该PE值的变动可与正弦波近似，其振幅由直接波信号和间接波信号的信号强度关系、载波频率之差确定。而且，PR值和误差ERR几乎同样地随时间改变。也就 是说，误差ERR增加，PE值也增加，相反，如果误差ERR减少则PE值减少。 

矢量角定义如下。图6为直接波信号的相关结果的示图。图6(a)示出相对于直接波信号的码相位的相关值的图表，图6(b)为在以横轴为相关值的Q成分、纵轴为相关值的I成分的IQ坐标平面中绘制图6(a)中各码相位的相关值P的图。另外，相关值  $P=\sqrt{I^2+Q^2}.$ 图6(b)直接波信号相关值P在IQ坐标平面中分布为通过原点O的大致直线状。即，码相位CP0、CP4的相关值P0、P4的I成分和Q成分都为零，在IQ坐标平面中，绘制在原点O处。而且，码相位CP1～CP3的相关值P1～P3的I成分和Q成分不都为零，所以被绘制在偏离原点的位置，特别是，相关值P为最大的码相位(峰值相位)CP2的相关值P2，被绘制在离原点O最远的位置。也就是说，从码相位的负方向向着正方向，从超前于峰值相位CP2一个以上码片的相位CP0到滞后于峰值相位CP2一个以上码片的相位CP4的相关值P，在IQ坐标平面中描绘如下大致直线状的轨迹：以离开原点的方式移动，并在到达离峰值相位最远的位置后，再次返回原点O。另外，用于描述该相关值P的大致直线状的轨迹在图6(b)中与Q轴成约45度的角度，但是，根据直接波信号的载波相位、IO坐标系的方式等而不同。 

图7为在图2、图3所示的直接波信号中合成间接波信号的多路信号的相关结果。图7(a)示出相对于多路信号的码相位的相关值的图表，图7(b)为示出将图7(a)中的各码相位的相关值P绘制在IQ坐标平面的图。如图7(b)所示，分布多路信号的相关值P，以在IQ坐标平面中描绘闭合曲线的轨迹。即，码相位CP0为相关值P0的I成分和Q成分都为零，被绘制在IQ坐标平面的原点O处。而且，码相位CP1～CP4的相关值P1～P4的I成分和Q成分不同时为零，所以被绘制在偏离原点O的位置，特别是，峰值 相位CP2的相关值P2，被绘制在离原点O最远的位置。也就是说，多路信号的相关值P被描绘成如下的闭合曲线轨迹：以远离原点O的方式移动，并在到达离峰值相位最远的位置后，再次返回原点O。 

而且，如果在IQ坐标平面中分别绘制多路信号的相关值P中的超前、滞后相关值P，则如图8所示。图8(a)示出相对于多路信号的相关值，图8(b)为示出在IQ坐标平面中绘制图8(a)的各码相位的相关值的图。在图8(b)中，将由原点O向超前相关值Pe的位置矢量作为“超前相关矢量”，将由原点O向滞后相关值P1的位置矢量作为“滞后相关矢量”。而且，将该超前相关矢量与滞后相关矢量所形成的角度θ定义为“矢量角”。另外，由于相关值P1、Pe相等，所以IQ坐标平面的超前相关矢量与滞后相关矢量大小相等。 

而且，该矢量角与误差ERR之间有如下关系。图9为示出多路影响从“有”的状态变化到“无”的状态时的矢量角与误差ERR之间的关系的图。在图9中，横轴为共用的时刻，实线表示矢量角随时间的变化，虚线表示误差ERR随时间的变化。 

在多路影响“无”的状态下，接收信号仅为直接波信号。此时，误差ERR为零，矢量角为恒定值(理论上为零)。这是因为，如图6所示，在IQ坐标平面中，直接波信号的相关值P分布成大致直线状的轨迹。另外，由于在理论上相对于直接波信号的超前相关值和滞后相关值相等，所以矢量角为零。但是，实际上，由于以规定的相位宽度移动相位的同时还进行相关计算，所以是由硬件性能决定的恒定值。 

另一方面，在多路影响“有”的状态下，接收信号为多路信号，此时，误差ERR及矢量角都随时间的变化而改变。该矢量角的变化可与正弦波近似，其振幅由直接波信号和间接波信号的信号强度 关系、载波频率之差确定。而且，在多路影响“有”的状态下，在矢量角和误差ERR之间，误差ERR越大，矢量角就越接近多路影响“无”的状态(接近零的恒定值)，相反，如果误差ERR越小，则矢量角变大。 

这样，从PE值和矢量角分别与误差ERR的关系可以判定接收信号是否为多路信号。而且，当误差ERR的大小为足够大时，可以判定为多路信号。 

具体而言，如图10所示，相对于PE值和矢量角，来确定判定范围。图10为示出多路影响从“无”的状态变化到“有”的状态的时候的误差ERR、PE值与矢量角分别随时间变化的图，横轴为共用的时间轴，虚线表示误差ERR随时间的变化，实线表示PE值随时间的变化，点划线表示矢量角随时间的变化。 

如图10所示，确定相对于PE值的判定范围B、C。该判定范围B、C的中心值为共用的范围，该中心值等于接收信号仅为直接波信号时的PE值(即，直接波信号所包含的C/A代码对应的规定值)。而且，将判定范围C宽度确定为大于判定范围B的宽度。然而，直接波信号的PE值根据该直接波信号所包含的GPS卫星信号的C/A代码而不同。因此，判定范围B、C的中心值为根据捕捉对象的GPS卫星而不同的数值。而且，确定相对于矢量角的判定范围A。该判定范围A的中心值等于接收信号包括直接波信号时的矢量角的数值。 

而且，如果满足“条件A：PE值在判定范围B外、且矢量角在判定范围A外”、或“条件B：PE值在判定范围C外”中的至少一个条件，则判定接收信号为多路信号，如果都不满足，则判定为不是多路信号。其理由如下所述。 

在多路影响“无”的状态下，PE值为对应于捕捉对象卫星的定值，而且，矢量角为定值(理论上为零)。也就是说，同时不满足“条件A”及“条件B”，判定为不是多路信号。相反，在多路影响“有”的状态下，PE值进行大致符合误差ERR的变化，而且，矢量角的绝对值随误差ERR的绝对值的变大而变小，同时随误差ERR的绝对值的变小而变大。也就是说，从误差ERR与矢量角的关系考虑，即使是多路信号也存在不满足“条件A”的情况。例如在图10中，在时刻t1、t3、t5的各自附近的期间，虽然不满足“条件A”，但是，是误差ERR的绝对值较大的期间。因此，根据“条件B”，与矢量角的值无关，PE值大到某种程度时，判定为是多路信号。 

(B)误差ERR的修正 

接下来，针对判定接收信号为多路信号时的码相位修正进行说明。如图5所示，PE值和误差ERR值各自随时间的变化(增减方向)大体一致。因此，根据下式(2)可以算出误差ERR。 

ERR＝(PE-Offset)/k(2) 

如上所述，直接波信号的PE值根据GPS卫星信号的PRN代码而不同。式(2)中的“偏移”是用于对于每个该PRN代码调整不同的PE值的偏移。而且，“k”为用于刻度(scale)变换的系数。而且，如图3所示，使通过信号跟踪得到的码相位的精确相位超前误差ERR，由此，可以得到实际的峰值相位。 

[构成] 

图11为示出作为GPS接收机的便携式电话机1的内部构成的框图。如图11所示，便携式电话机1包括：GPS天线10、GPS接 收部20、主机CPU(中央处理部)51、操作部52、显示部53、ROM(只读存储器)54、RAM(随机存储器)55、便携用无线通信电路部60、以及便携用天线70。 

GPS天线10为接收含有由GPS卫星发送的GPS卫星信号的RF(radio frequency，无线电频率)信号的天线。另外，GPS卫星信号是通过PRN代码的C/A代码进行频谱调制(spectrum-modulated)的信号，叠加于以1.57542[GHz]为载波频率的L1频段的载波。 

GPS接收部20从通过GPS天线10接收的RF信号中捕捉、提取GPS卫星信号，并根据从GPS卫星信号中取出的导航信息等进行定位计算，算出当前的位置。该GPS接收部20包括：RF接收电路部30、基带处理电路部40。 

RF接收电路部30包括：SAW(Surface Acoustic Wave，表面声波)滤波器31、LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)32、局部振荡信号生成部33、乘法部34、放大部35、以及A/D变换部36，并利用所谓的超外差方式进行信号接收。 

SAW滤波器31为带通滤波器，对于从GPS天线10输入的RF信号，使规定带宽的信号通过，拦截带宽以外的频率成分，然后输出。LNA 32为低噪音放大器，放大由SAW滤波器31输入的信号，然后输出。局部振荡信号生成部33由LO(Local Oscillator，本机振荡器)等振荡器构成，并生成局部振荡信号。乘法部34包括用于合成多个信号的乘法器，并且使由LNA 32输入的RF信号与由局部振荡信号生成部33生成的局部振荡信号相乘(合成)，然后下变频为中频信号(IF信号)。另外，虽然图中未显示，在乘法部34中，通过相互偏移90度相位的局部振荡信号分别与RF信号相乘，将接收信号下变频为IF信号的同时，分离为相位相同成分(I信号)和 垂直成分(Q信号)。放大部35以规定放大倍数放大由乘法部34输入的IF信号(I信号和Q信号)。A/D变换部36将由放大部35输入的信号(模拟信号)变换为数字信号。因此，从RF接收电路部30输出IF信号的I信号和Q信号。 

基带处理电路部40根据从RF接收电路部30输入的IF信号来捕捉、跟踪GPS卫星信号，并根据将数据解码后取出的导航信息、时刻信息等进行伪距离的计算、定位计算等。图12中示出基带处理电路部40的电路构成。如图12所示，基带处理电路部40包括存储器41、复制代码(replica code)生成部42、相关计算部43、CPU 44、ROM 45、以及RAM 46。 

存储器41按预定规定的时间间隔对由RF接收电路部30输入的IF信号的I信号和Q信号分别进行取样然后存储。复制代码生成部42根据来自CPU 44的控制信号，生成并输出模拟了捕捉对象GPS卫星的GPS卫星信号的PRN代码的复制代码(replica signal，复制信号)。相关计算部43在偏移复制码相位的同时，进行被存储在存储器41中的IF信号的I信号和Q信号的各采样数据、和从复制代码生成部42输入的复制代码的相关计算。 

CPU 44在总括地控制基带处理电路部40的各部的同时，还进行包含基带处理的各种计算处理。在基带处理中，CPU 44使复制代码生成部42生成与捕捉对象的GPS卫星信号对应的C/A代码的复制代码。而且，根据基于相关计算部43的相关计算结果(相关值)，检测GPS卫星信号所包含的C/A代码以及码相位，捕捉、跟踪GPS卫星信号。如参照图1说明的那样，GPS卫星信号的跟踪是这样进行的：改变当前跟踪的相位(精确相位)的相关值，使滞后相关值与超前相关值一致。将捕捉成功的GPS卫星的数据(卫星编号等)存储于捕捉卫星数据461。 

而且，根据接收信号的相关结果，确定定位计算用测量信息。测量信息是关于CPU 44在定位计算中使用的接收信号的信息，含有接收信号的接收频率、码相位信息。该测量信息被存储于测量信息462。 

接下来，CPU 44进行多路判定处理，以判定捕捉到的来自GPS卫星的接收信号是否为多路信号。在多路信号判定处理中，首先，算出PE值。即，如参照图4说明的那样，求出正在跟踪的码相位(精确相位)的相关值Pp、超前该精确相位2/3码片的相位的相关值Pa、以及超前精确相位1码片以上的相位的相关值Pn，根据式(1)，算出PE值。 

而且，CPU 44算出矢量角。即，如参照图8说明的，在IQ坐标平面中，绘制滞后相关值及超前相关值，并且由原点O朝向滞后相关值位置的滞后相关矢量与由原点O朝向超前相关值位置的超前相关矢量形成的角度θ为“矢量角”。 

接下来，分别将算出的PE值及矢量角值与预先设定的判定范围A～C比较，设定标记F1～F3。即，将PE值分别与判定范围B、C比较，如果在判定范围B外，则标记F2设定为“1”，并且如果在判定范围C外，则标记F3设定为“1”。而且，将矢量角与判定范围A比较，如果在判定范围A外，则标记F1设定为“1”。另外，作为初始值，将标记F1～F3设定为“0”。将标记F1～F3的设定值存储于标记数据463。 

判定范围A～C由标记判定范围表452定义。图13中示出标记判定范围表452的数据构成的一个例子。针对各个GPS卫星，标记判定范围表452对应存储存储判定范围A～C的各中心值和至以该中心值为基准的正方向及负方向的宽度。 

而且，CPU44根据标记F1～F3的设定值的组合，判定接收信号是否为多路信号。即，如果满足“条件A：标记F1、F2同时为‘1’”或“条件B：标记F3为‘1’”中的至少一个，则判定为是多路信号，如果不满足则判定为不是多路信号。 

如果根据该多路判定处理判定接收信号是多路信号，接下来进行误差修正处理。在误差修正处理中，根据在多路判定处理中算出的PE值，利用式(2)算出码相位的误差ERR。此时，参照PE偏移表453，用捕捉对象卫星所对应的PE偏移(offset)算出误差ERR。 

PE偏移表是定义了GPS卫星各自的PE偏移(offset)的数据表。图14中示出PE偏移表453的数据构成的一个例子。PE偏移表453对于每个GPS卫星对应存储PE偏移。 

当算出误差ERR时，CPU 44使码相位超前算出的误差ERR，然后修正针对捕捉到的GPS卫星的测量信息。然后，根据修正后的测量信息，解码捕捉到的GPS卫星信号的数据，取出导航信息并算出伪距离后，进行测定便携式电话机1的当前位置的定位计算。将算出的定位位置存储于定位结果数据464。 

ROM 45存储用于使CPU 44控制基带处理电路部40及RF接收电路部30的各部的系统程序、以及用于实现包括基带处理的各种处理的各种程序或数据等。图15中示出ROM 45的构成。如图15所示，作为程序，ROM 45中存储有用于实现基带处理的基带程序451，同时，作为数据，存储标记判定范围表452、PE偏移表453。 

RAM 46被作为CPU 44的操作区域使用，暂时存储由ROM 45读取的程序或数据、以及CPU 44根据各种程序执行的计算结果等。图16示出RAM 46的构成。如图16所示，RAM 46存储捕捉卫星数据461、测量信息462、标记数据463、以及定位结果数据464。 

回到图11，主机CPU 51根据存储在ROM 54的系统程序等各种程序，总括地控制便携式电话机1的各部。具体而言，主要是，在实现作为电话机的通话功能的同时，执行用于实现包括导航功能的各种功能的处理，导航功能是指在显示部53上显示绘制于地图上的、由基带处理电路部40输入的便携电话机1的当前位置的导航画面。 

操作部52为由操作键、按钮开关等构成的输入装置，向主机CPU 51输出与使用者进行的操作相对应操作信号。通过该操作部52的操作，输入定位的开始/终止指示等各种指示。显示部53是由LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示装置)等构成的显示装置，显示基于由主机CPU 51输入的显示信号的显示画面(例如，导航画面、时刻信息等)。 

ROM 54存储用于使主机CPU 51控制便携式电话机1的系统程序、以及用于实现导航功能的各种程序或数据等。RAM 55被作为主机CPU51的操作区域使用，并暂时存储由ROM 54读出的程序或数据、由操作部52输入的数据、主机CPU 51执行各种程序所得的计算结果等。 

便携用无线通信电路部60是由RF变换电路、基带处理电路等构成的便携电话用通信电路部，在主机CPU 51的控制下进行无线信号的发送接收。便携用天线70是与携带电话机1的通信服务从业者所设置的无线基站之间进行便携电话用无线信号的发送接收的天线。 

[处理的流程] 

图17为用于说明CPU 44所执行的基带处理流程的流程图。如图17所示，CPU 44首先根据历书(Almanac)等GPS卫星的轨道 信息选定捕捉对象卫星(步骤A1)。而且，进行以选择的各捕捉对象卫星为对象的循环A的处理。 

在循环A中，使复制代码生成部42生成对应于作为对象的捕捉对象卫星C/A代码的复制代码，根据与来自从相关计算部43输入的捕捉对象卫星的接收信号对应的相关计算结果，算出定位计算用的测量信息(步骤A3)。即，指定相关值为峰值相关值时的接收频率及相位，并作为该捕捉对象卫星的测量信息。如果终止将全部的捕捉对象卫星作为对象的循环A的处理时，则进行将这些捕捉对象卫星中被捕捉的各GPS卫星(捕捉卫星)作为对象的循环B的处理。在循环B中，进行判定来自对象的捕捉卫星的接收信号是否为多路信号的多路检测处理(步骤A5)。 

图18为多路检测处理的流程图。如图18所示，CPU 44首先对全部标识F1～F3进行初始设定，使其为“0”(步骤B1)。接下来，根据与由相关计算部43输入的来自对象的捕捉卫星的接收信号对应的相关结果，算出PE值(步骤B3)。而且，根据由相关计算部43输入的超前相关值及滞后相关值算出矢量角(步骤B5)。 

接下来，参照标记判定范围表452，将算出的PE值分别与规定的判定范围B、C比较，如果PE值在判定范围B外(步骤B7：YES)，则将标记F2设定为“1”(步骤B9)，而且，如果PE值在判定范围C外(步骤B11：YES)，则将标记F3设定为“1”(步骤B13)。然后，将算出的矢量角与规定的判定范围A比较，如果在判定范围A外(步骤B15：YES)，则将标记F1设定为“1”(步骤B17)。 

而且，根据标识F1～F3的设定值，判定来自作为对象的捕捉卫星的接收信号是否为多路信号。即，如果满足“条件A：标记F1、F2同时为‘1’”、或“条件B：标记F3为‘1’”中的至少一个(步 骤B19：YES)，则判定接收信号是多路信号(步骤B21)，如果同时不满足(步骤B19：NO)，则判定为不是多路信号(步骤B23)。如果进行以上的处理，则结束多路检测处理。 

如果该多路检测处理的结果判定是多路信号(步骤A7：YES)，接下来，则进行修正测量信息误差的误差修正处理。即，CPU 44参照PE偏移表453，读取与作为对象的捕捉卫星的PRN代码对应的PE偏移(步骤A9)。根据读出的PE偏移和作为对象的捕捉卫星PE值，利用式(1)算出误差ERR(步骤A11)。而且，使码相位超前算出的误差ERR，修正作为对象的捕捉卫星的测量信息(步骤A13)。 

如果终止了将全部捕捉卫星作为对象的循环B的处理，则CPU44使用各捕捉卫星测量信息，进行计算便携电话机1的当前位置的定位计算(步骤A15)，将算出的测定位置输出至主机CPU 51(步骤A17)。然后，判定是否结束定位，如果不结束(步骤A19：NO)，则返回步骤A1，如果结束(步骤A19：YES)，则结束基带处理。 

[作用、效果] 

在本实施方式中，根据接收信号的相关计算结果计算“PE值”，此“PE值”为精确相位的相关值与超前于精确相位N(0＜N＜1)码片的相位的相关值的比例。而且，算出“矢量角”，该“矢量角”是指，在IQ坐标平面上绘制超前相关值及滞后相关值时，从原点分别朝向超前相关值及滞后相关值的位置的位置矢量形成的角度。然后，根据判定该PE值在判定范围B、C内或外、以及矢量角在判定范围A内或外的结果，可以判定接收信号是否为多路信号。当判定为是多路信号时，可以算出误差ERR，并对码相位进行适当的修正。其结果，即使便携式电话机1位于多路环境中时，也可以提高定位精确度。 

[变形例] 

另外，当然可使用于本发明的实施方式并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行适当变更。 

(A)多路信号的判定 

例如，在上述实施方式中，当满足两个条件(条件A、B)的至少一个时，判定接收信号为多路信号，但是，也可以只使用一个条件进行此判定。此时，可以将判定范围A、B、C的范围变大或变小。 

(B)电子设备 

而且，在上述实施方式中，虽然是针对具有GPS功能的便携式电话机进行了说明，但是对例如被称为便携型导航装置、车载导航装置、PDA(personal digital assistants，个人数字助手)、手表的其他电子设备也同样可以适用。 

(C)可适用系统 

而且，在上述实施方式中，说明了利用GPS的情况，当然也同样适用于例如与GPS相同地使用了CDMA方式的被称为GALILEO的其他卫星定位系统。而且，不限于卫星定位系统，也同样适用于用于输出通过直接频谱扩散方式调制的信号的系统，例如将用IEEE802.11b规格的无线LAN的无线信号作为定位信号而使用的系统。 

符号说明 

1、便携电话机            20、GPS接收部 

30、RF接收电路部         40、基带处理电路部 

42、复制代码生成部       43、相关计算部 

44、CPU                  45、ROM 

451、基带程序            452、标记判定范围表 

453、PE偏移表            46、RAM 

Claims (10)

1.一种多路信号判定方法，其特征在于，包括：

对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和所述扩散码的复制信号的IQ成分的各个成分进行相关计算；

根据所述相关计算的结果判定码相位；

计算由相互位置矢量形成的角度，所述相互位置矢量是指，在IQ坐标平面上绘制在超前及滞后方向的各方向上从所述码相位离开N码片的超前相位及滞后相位的相关值时的相互位置矢量，其中，0＜N＜1；

根据第一相关值、第二相关值、第三相关值计算所述第一相关值与所述第三相关值的差与所述第二相关值与所述第三相关值的差的比例，其中，所述第一相关值为在所述码相位上的相关值，第二相关值为在从所述码相位错开X码片的相位上的相关值，第三相关值为在从所述码相位错开Y码片的相位上的相关值，而且，0＜X＜1，1＜Y；以及

利用所述角度及所述比例判定所述接收信号是否为多路信号。

2.根据权利要求1所述的多路信号判定方法，判定是否为所述多路信号包括：

判定所述角度是否为超过规定的角度变动幅度的角度；

判定所述比例是否为超过规定的比例变动幅度的比例；

当所述角度超过所述规定的角度变动幅度、且所述比例超过所述规定的比例变动幅度时，判定所述接收信号是多路信号。

3.根据权利要求2所述的多路信号判定方法，其中，

所述定位用信号是来自定位用卫星的信号，每个所述定位用卫星的所述扩散码不同，

所述多路信号判定方法还包括根据所述定位用卫星改变所述规定的角度变动幅度以及所述规定的比例变动幅度中的一个或两个。

4.根据权利要求1所述的多路信号判定方法，判定是否为所述多路信号包括：

判定所述角度是否为超过规定的角度变动幅度的角度；

判定所述比例是否为超过第一比例变动幅度的比例；

判定所述比例是否为超过作为比所述第一比例变动幅度大的阈值条件的第二比例变动幅度的比例；

1)当所述角度超过所述规定的角度变动幅度、且所述比例超过所述第一比例变动幅度时，或者2)判定所述比例超过所述第二比例变动幅度时，判定所述接收信号是多路信号。

5.根据权利要求4所述的多路信号判定方法，其中，

所述定位用信号是来自定位用卫星的信号，对于每个所述定位用卫星，所述扩散码不同，

所述多路信号判定方法还包括与所述定位用卫星对应地改变所述规定的角度变动幅度、所述第一比例变动幅度以及所述第二比例变动幅度中的至少一个。

6.一种多路信号判定方法，包括：

对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和所述扩散码的复制信号的IQ成分的各个成分进行相关计算；

根据所述相关计算的结果判定码相位；

计算由相互位置矢量形成的角度，所述相互位置矢量是指，在IQ坐标平面上绘制在超前及滞后方向的各方向上从所述码相位离开N码片的超前相位及滞后相位的相关值时的相互位置矢量，其中，0＜N＜1；

利用所述角度判定所述接收信号是否为多路信号。

7.一种多路信号判定方法，包括：

对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和所述扩散码的复制信号的IQ成分的各个成分进行相关计算；

根据所述相关计算的结果判定码相位；

根据第一相关值、第二相关值、第三相关值计算所述第一相关值与所述第三相关值的差与所述第二相关值与所述第三相关值的差的比例，其中，所述第一相关值为在所述码相位上的相关值，所述第二相关值为在从所述码相位错开X码片的相位上的相关值，第三相关值为在从所述码相位错开Y码片的相位上的相关值，而且，0＜X＜1、1＜Y；

利用所述比例判定所述接收信号是否为多路信号。

8.一种多路信号判定装置，包括：

相关计算部，对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和所述扩散码的复制信号的IQ成分的各个成分进行相关计算；

码相位判定部，根据所述相关计算的结果判定码相位；

角度计算部，计算在IQ坐标平面上绘制在超前及滞后方向上分别从所述码相位离开N码片的超前相位及滞后相位的各相位的相关值时的相互位置矢量所形成的角度，其中，0＜N＜1；

比例计算部，根据第一相关值、第二相关值、第三相关值计算所述第一相关值与所述第三相关值的差与所述第二相关值与所述第三相关值的差的比例，其中，第一相关值为在所述码相位上的相关值，第二相关值为在从所述码相位错开X码片的相位上的相关值，第三相关值为在从所述码相位错开Y码片的相位上的相关值，而且，0＜X＜1、1＜Y；以及

多路信号判定部，利用所述角度以及所述比例判定所述接收信号是否为多路信号。

9.一种多路信号判定装置，包括：

相关计算部，对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和所述扩散码的复制信号的IQ成分的各个成分进行相关计算；

码相位判定部，根据所述相关计算的结果判定码相位；

角度计算部，计算在IQ坐标平面上绘制在超前及滞后方向上分别从所述码相位离开N码片的超前相位及滞后相位的各相位的相关值时的相互位置矢量所形成的角度，其中，0＜N＜1；

多路信号判定部，利用所述角度判定所述接收信号是否为多路信号。

10.一种多路信号判定装置，包括：

相关计算部，对于通过扩散码被扩散调制的定位用信号的接收信号和所述扩散码的复制信号的IQ成分的各个成分进行相关计算；

码相位判定部，根据所述相关计算的结果判定码相位；

比例计算部，根据第一相关值、第二相关值、第三相关值计算所述第一相关值与所述第三相关值的差与所述第二相关值与所述第三相关值的差的比例，其中，第一相关值为在所述码相位上的相关值，第二相关值为在从所述码相位错开X码片的相位上的相关值，第三相关值为在从所述码相位离开Y码片的相位上的相关值，而且，0＜X＜1，1＜Y；以及

多路信号判定部，利用所述比例判定所述接收信号是否为多路传号。

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