JP2002500751A - マルチビット相関器を備えたスペクトル拡散受信機 - Google Patents
マルチビット相関器を備えたスペクトル拡散受信機Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. スペクトル拡散信号の各シーケンシャルセグメントと少なくとも1つの シリーズの異なる時間遅延された符号レプリカとを相関化するためのマルチビッ トデジタル相関器と、 符号ソースに固有な情報を誘導するよう相関器に応答自在なマトリックス手段 と を備えたスペクトル拡散受信機。 2. マルチビットデジタル相関器が、 各シーケンシャルセグメント部分と符号レプリカのセグメント部分とを同時に 相関化するための一組の相関器 を更に含む、請求項1記載の受信機。 3. マルチビット相関器が、 1シリーズの単一ビット相関器を更に含み、各相関器が各シーケンシャルセグ メントの2分の1符号チップ幅部分と符号レプリカのセグメントの2分の1符号 チップ幅部分とを相関化するようになっている、 請求項1または2記載の受信機。 4. マトリックス手段が、 スペクトル拡散信号と時間遅延された符号レプリカの各々との相関関数に関連 したデータを記憶するための手段を 更に含む、請求項1または2記載の受信機。 5. データを記憶するための手段が、 複数のデータセルを更に含み、各データセルがスペクトル拡散信号と単一時間 遅延されたレプリカとの相関関数に関連したデータを記憶するようになっている 、 請求項4記載の受信機。 6. 各データセル内のデータが、 セグメントデータの代数和を更に含み、各データがスペクトル拡散信号のセグ メントと1つの時間遅延された符号レプリカのセグメントとの相関関数に関連し ている、 請求項4記載の受信機。 7. 各セグメントデータが、 スペクトル拡散信号のセグメントの複数の部分の各々と時間遅延された符号レ プリカの相関関数との代数和を更に含む、 請求項6記載の受信機。 8. 1セグメントの各部分が、 各2分の1符号チップ幅部分を更に含む、 請求項7記載の受信機。 9. マトリックス手段が、 スペクトル拡散信号と複数のシリーズの符号ソース固有の時間遅延された符号 レプリカの各々との相関関数に関連したデータを記憶するための手段を更に含む 、 請求項1または2記載の受信機。 10. データを記憶するための手段が、 複数のシリーズのデータセルを更に含み、各シリーズがスペクトル拡散信号と 符号固有のシリーズの時間遅延されたレプリカとの相関関数に関連したデータを 記憶するようになっている、 請求項9記載の受信機。 11. 各セグメントが、 送信された符号のうちの1つの少なくとも2つの2分の1チップ幅の長さを有 する信号サンプルを更に含む、 請求項1または2記載の受信機。 12. 信号サンプルの長さが少なくとも5つの2分の1チップ幅である、 請求項11記載の受信機。 13. 各セグメントにおける2分の1チップ幅の数が、各符号時間における チップ幅の数の素数倍に比例する、請求項11記載の受信機。 14. 各セグメントが、 3、11および31から選択した数に比例する整数の2分の1チップ幅の長さ を有する信号サンプルを更に含む、 C/A符号化されたGPS信号と共に使用するための、請求項1または2記載 の受信機。 15. 符号時間当たりのセグメントの数が3、11および31から選択した 異なる数に比例した整数である、請求項14記載の受信機。 16. 時間遅延されたレプリカの符号ソース固有のシリーズの数が3、11 および31の他の数に比例した整数である、請求項15記載の受信機。 17. 各符号ソースに関連した時間遅延されたレプリカの符号ソース固有の シリーズの数が2以上である、請求項16記載の受信機。 18. 捕捉モードでは同一符号ソースに関連し、トラッキング/再捕捉モー ドでは複数の異なる符号ソースに関連した少なくとも1つの符号時間の間で、複 数の符号ソース固有のシリーズの時間遅延されたレプリカを使用するよう、受信 機を選択的に作動させるための捕捉/トラッキング/再捕捉モード制御手段を更 に含む、請求項1または2記載の受信機。 19. 捕捉/トラッキング/再捕捉モード制御手段が更に、 トラッキング/再捕捉モードで各異なる符号ソースに関連した複数の符号ソー ス固有の時間遅延されたレプリカを使用するよう、受信機を選択的に作動させる ための手段を更に含む、請求項18記載の受信機。 20. マトリックス手段が、 固定された数の位置で遅延時間に固有の合計を記憶するためのメモリマトリッ クス手段を更に含む、 請求項18記載の受信機。 21. 捕捉/トラッキング/再捕捉モード制御手段が、 捕捉モードでは同一符号ソースに関連し、トラッキング/再捕捉モードでは複 数の符号ソースに関連するメモリマトリックス手段のすべての固定された数の位 置に遅延時間固有の合計を記憶するためのモード制御手段を更に含む、 請求項20記載の受信機。 22. 捕捉/トラッキング/再捕捉モード制御手段が、 トラッキング/再捕捉モードでメモリマトリックス手段の固定された数の位置 をファイルするよう、各符号ソースに関連した少なくとも2つの符号ソース固有 のシリーズの遅延時間に固有な合計を記憶するためのモード制御手段を更に含む 、 請求項20記載の受信機。 23. 各時間遅延固有の合計が、 符号ソースのうちの1つに対する受信機のレンジの尺度として関連した遅延時 間の精度の符号時間にわたる表示を更に含む、 請求項1または2記載のスペクトル拡散受信機。 24. スペクトル拡散信号の各シーケンシャルなセグメントと少なくとも2 つのシリーズの異なった時間遅延された符号レプリカとを相関化するためのマル チビット相関器を作動するための捕捉ウィンドー拡張手段を更に含む、 請求項1または2記載の受信機。 25. 少なくとも2つのシリーズの異なる時間遅延された符号レプリカが時 間的にシーケンシャルである、請求項24記載の受信機。 26. 少なくとも2つのシリーズの異なる時間遅延された符号レプリカが時 間的にインターレースされている、請求項24記載の受信機。 27. インターレースされた組における符号レプリカが、各組内の遅延時間 よりも短い遅延時間だけ分離されている、請求項26記載の受信機。 28. 1シリーズ内の各時間遅延されたレプリカが、そのシリーズ内の他の 符号レプリカよりも2分の1符号チップ幅だけ分離された、請求項24記載の受 信機。 29. シリーズのうちの1つにおける符号レプリカがシリーズのうちの他の シリーズ内の符号レプリカから2分の1符号チップ幅よりも短い時間だけ分離さ れた、請求項28記載の受信機。 30. シリーズのうちの1つにおける符号レプリカがシリーズのうちの他の シリーズ内の符号レプリカから4分の1符号チップ幅だけ分離された、請求項2 9記載の受信機。 31. マルチビット相関器がm/2個の1ビット相関器を含む、請求項1ま たは2記載の受信機。 32. マトリックス手段が、 更にスペクトル拡散信号と1つ以上の符号レプリカとの相関関数に関連したデ ータを記憶するための、m×n個のデータセルを更に含む、 請求項31記載の受信機。 33. マルチビット相関器が、各符号に対しm個の時間遅延された相関積を 発生する、請求項31記載の受信機。 34. 同一符号に対する各セグメントに対し複数の組の異なる時間に遅延さ れた相関積を形成するよう、マルチビット相関器を作動させるための収集モード 手段と、 関連する符号に対する相関積の少なくとも1つが所定のスレッショルドを達成 した時に、関連する符号に対し符号固有の遅延時間を選択するための手段と を更に含む、請求項1または2記載の受信機。 35. 複数の異なる符号の各々に対する各シーケンシャルセグメントに対し 、異なる時間遅延された相関積の組を形成するよう、マルチビット相関器を作動 させるためのトラッキング/再捕捉モード手段と、 その符号に対する相関積の少なくとも1つが所定のスレッショルドになった時 に、各符号に対する符号固有の遅延時間を選択するための手段と を更に備えた、請求項1または2記載の受信機。 36. マトリックス手段が、 各相関関数のパワーまたは振幅を選択的に累積するための手段を更に含む、 請求項1または2記載の受信機。 37. 部分的なチップ幅のサンプルを形成するよう、スペクトル拡散信号を サンプリングするための手段と、 各シーケンシャルセグメントを形成するように一連のシーケンシャルなシリー ズの部分的チップ幅のサンプルを収集するためのサンプルレジスタと を更に含む、請求項1または2記載の受信機。 38. サンプルレジスタがその後のシーケンシャルセグメントを収集する間 、マルチビット相関器が第1シーケンシャルセグメントに演算を行う、請求項3 7記載の受信機。 39. サンプルレジスタがその後のシーケンシャルセグメントを収集する間 、マルチビット相関器が複数の組の異なる時間遅延された相関積を形成するよう 、第1シーケンシャルセグメントに演算を行う、請求項37記載の受信機。 40. サンプルレジスタがその後のシーケンシャルセグメントを収集する間 、マルチビット相関器が各符号に対し少なくとも1つの組の異なる時間遅延され た相関積を形成するよう、シーケンシャルセグメントに演算を行う、請求項37 記載の受信機。 41. シーケンシャルセグメントの各々との相関化を行うために、各符号の レプリカの一連の衛星固有の時間遅延されたマルチチップセグメントを発生する ための符号化手段を更に含む、請求項1または2記載の受信機。 42. 符号化手段が、 各符号の部分的チップサンプルを発生するための符号発生器と、 マルチチップセグメントを形成するよう、各符号の部分的チップサンプルを収 集するための符号レジスタと を更に含む、請求項41記載の受信機。 43. マルチチップレプリカの衛星固有の組における各マルチチップセグメ ントが、1つの部分的符号チップ幅だけ先のマルチチップセグメントと異なる、 請求項42記載の受信機。 44. 符号発生器が各マルチチップセグメントの発生時にマルチチップ相関 積を形成するよう、マルチビット相関器に同期化される、請求項43記載の受信 機。 45. マルチビット相関器が、 各シーケンシャルセグメントの部分的チップ部分と各マルチチップセグメント の部分的チップ部分とをそれぞれ相関化し、各マルチチップ相関積を同時に発生 するようパラレルに作動する複数の相関器 を更に含む、請求項44記載の受信機。 46. a)n個の異なる符号固有の組みのm個の異なる時間遅延された相関 積または b)1つの符号に対するn×m個の異なる時間遅延された相関積のいず れかを形成するよう、受信機を選択的に作動させるための手段 を更に含む、請求項1または2記載の受信機。 47. 時間遅延された符号レプリカのシリーズが、 選択された符号送信機からプロンプト時間遅延をトラッキングするのに充分な 時間のトラッキングウィンドーをカバーする1シリーズのシーケンシャルな時間 遅延された符号レプリカと、 トラッキングウィンドーとは別個の時間の再捕捉ウィンドーをカバーする別の 時間遅延された符号レプリカと を更に含む、請求項1または2記載の受信機。 48. トラッキングウィンドーをカバーする時間遅延された符号レプリカの シリーズが、 早期、プロンプトおよび後期符号レプリカ、またはプロンプトおよび早期マイ ナス後期符号レプリカ を更に含む、請求項47記載の受信機。 49. 受信機が正常に作動する間、符号送信機が遮られる予測期間後、各符 号に対するプロンプト時間遅延相関積を含むよう、再捕捉ウィンドーが充分大き い、請求項48記載の受信機。 50. 都市環境内にある車両内の受信機が作動する間、符号送信機が遮られ る予測期間後、各符号に対するプロンプト時間遅延相関積を含むよう、再捕捉ウ ィンドーが充分大きい、請求項49記載の受信機。 51. マルチビット相関器が、 シーケンシャルセグメントの各々と相関化するための1シリーズの衛星固有の 時間遅延されたマルチチップレプリカを同期化するためのローカルクロックと、 受信中の符号のソースに関連したクロックとローカルクロックとを同期化する ための、マトリックス手段のトラッキングウィンドーサブセットに応答自在なト ラッキング手段と、 一時的に遮られた後に受信される符号のソースに関連するクロックとローカル クロックとを同期化するための、マトリックス手段の他の部分に応答自在な再捕 捉手段と を更に備えた、請求項1または2記載の受信機。 52. マトリックスの他の部分が符号のソースからのシーケンシャルセグメ ントと相関化するためのレプリカを同期化する際のローカルクロック内の予測さ れるエラーを収容するのに充分長い時間の再捕捉ウィンドーをカバーする請求項 51記載の受信機。 53. 再捕捉ウィンドーによって広がる時間遅延が符号の5つの2分の1チ ップ幅を越える、請求項52記載の受信機。 54. 符号のソースからプロンプト遅延をトラッキングするためのマトリッ クス手段に応答自在なトラッキング手段と、 符号のソースからマルチパス信号の不正確なトラッキングを検出するようプロ ンプト遅延よりも短い時間遅延を表示する相関積をモニタするための手段と を更に含む、請求項1または2記載の受信機。 55. 最大の相関積に関連した遅延時間をプロンプト遅延時間としてトラッ キング手段が選択するようにさせるためのマトリックス手段に応答自在なマルチ パス訂正手段を更に含む、請求項54記載の受信機。 56. レプリカの時間遅延の1つに等しくない時間遅延をプロンプト遅延時 間として選択するためのマトリックス手段に応答自在なトラッキング手段を更に 含む、請求項1または2記載の受信機。 57. トラッキング手段が、 時間遅延されたレプリカのうちの2つの相関積を等しくするための手段と、 等しい相関積の振幅の、その間の時間遅延を有する相関積に対する振幅の比に 応答し、プロンプト遅延時間を選択するための手段と を更に含む、請求項56記載の受信機。 58. 等しい相関積が固定された遅延時間だけ離間している、請求項57記 載の受信機。 59. 固定された遅延時間が1つのチップ幅である、請求項58記載の受信 機。 60. 等しい相関積の振幅の、これら等しい相関積の遅延時間の中間の遅延 時間を有する相関積の振幅に対する比が1より大である場合、プロンプト遅延時 間を等しい相関積の遅延時間の中間よりも短く選択する、請求項57記載の受信 機。 61. 等しい相関積の振幅の、これら等しい相関積の遅延時間の中間の遅延 時間を有する相関積の振幅に対する比が1より小である場合、プロンプト遅延時 間を等しい相関積の遅延時間の中間よりも長く選択する、請求項57記載の受信 機。 62. 符号ソースから受信される信号のデジタル化されたサンプルを第1レ ートで形成するためのサンプリング手段と、 デジタル化されたサンプルからのシーケンシャルなセグメントを第1レートよ りもほぼ低い第2レートで形成するためのデジタルフィルタリング手段と を更に備えた、請求項1または2記載の受信機。 63. 受信機のエネルギー消費量を低減するように、多数の符号時間の間、 相関化を一時的に中断するための手段と、 符号ソース固有の情報の誘導を続けるよう、相関化を再開するための手段と を更に備えた、請求項1または2記載の受信機。 64. 相関化を中断するための手段と相関化を再開するための手段が周期的 に交互に動作する、請求項63記載の受信機。 65. モデル化されないクロックドリフトが符号ソースからの信号の相関化 に使用される遅延時間の間の時間差よりも短くなるように、相関化を中断する時 間が充分短く、かつ符号時間の倍数である、請求項64記載の受信機。 66. 相関化を中断するための手段が、 いつ相関化を再開するかを決定するためのクロックドリフトをモデル化するた めの手段を更に含む、請求項64記載の受信機。 67. 相関化を再開するための手段が、 ローカルクロックと符号の単一ソースに関連するクロックとを同期化するため の手段 を更に含む、請求項64記載の受信機。 68. ローカルクロックが同期化されると、相関化を中断するための手段を 必要とする手段を更に含む、請求項64記載の受信機。 69. 相関化を再開するための手段が、複数の符号ソースからの信号の相関 化を再開するようにさせる、オペレータの操作に応答自在な手段を更に含む、請 求項64記載の受信機。 70. 選択されたトラックに沿った車両の進行に関連するオントラック情報 を提供するよう、少なくとも1つのGPS衛星をトラッキングするための手段と 、 トラックに垂直な車両の運動に関連したクロストラック情報の推定値を提供す るための手段と、 オントラックおよびクロストラック推定値から車両のナビゲーションデータを 提供するための手段と を備えた、車両のナビゲートするためのGPSシステム。 71. 車両ナビゲートデータが、 更に車両の位置データ を含む、請求項70記載のGPSシステム。 72. 車両ナビゲートデータが、 更に車両の速度データ を含む、請求項70記載のGPSシステム。 73. 車両ナビゲートデータが、 更にトラックに沿った走行距離データ を含む、請求項70記載のGPSシステム。 74. クロストラック情報の推定値を提供するための手段が、 マップデータベース を更に含む、請求項70記載のGPSシステム。 75. クロストラック情報の推定値を提供するための手段が、 トラックの物理的構造に関連したデータからクロストラック情報の推定値を誘 導するための手段 を更に含む、請求項70記載のGPSシステム。 76. 車両の位置を決定するための手段が、 内部クロックと、 GPS衛星からの時間データを誘導または内部クロックからの時間データの推 定値を提供するための手段と を更に含む、請求項70記載のGPSシステム。 77. 車両の位置を決定するための手段が、 GPS衛星からの高度データを誘導または内部クロックからの高度データの推 定値を提供するための手段と を更に含む、請求項70記載のGPSシステム。 78. 全方向性衛星アンテナと、 衛星アンテナからの信号を処理するための衛星受信機と、 トラックに沿った車両の進行に関連するオントラック情報を提供するよう、少 なくとも1つのGPS衛星をトラッキングするための手段内に設けられ、単一G PS衛星をトラッキングするよう、衛星受信機からの信号に応答自在な衛星トラ ッキングチャンネルと、 オントラック情報を提供するよう、少なくとも1つの衛星トラッキングチャン ネルの出力を処理するための手段と を更に備えた、請求項70記載のGPSシステム。 79. マップデータの記憶装置と、 車両の現在位置を決定するための手段と、 マップデータ内の選択された行き先を入力するための手段と、 現在位置から選択された行き先までのルートを提供するルートデータを決定す るための、マップデータでの記憶装置に応答自在な手段と、 マップデータ記憶装置からクロストラック情報の推定値を提供するための手段 にクロストラック情報を提供するための手段と を更に備えた、請求項70記載のGPSシステム。 80. 車両のナビゲーションデータを提供するための手段が、 車両の走行方向に行われたカーブ転回を検出するための手段 を更に含む、請求項70記載のGPSシステム。 81. 車両のナビゲーションデータを提供するための手段が、 車両の走行方向に行われたカーブ転回を検出するための手段と、 選択されたトラック内でなされたカーブ転回を表示するためのマップデータベ ースと、 車両の行ったカーブ転回と選択されたトラック内で行われたカーブ転回とを比 較するための手段と を更に備えた、請求項80記載のGPSシステム。 82. 車両のナビゲーションデータを提供するための手段が、 車両の行ったカーブ転回に関連する選択されたトラック内のカーブを識別する ための、比較する手段に応答自在な手段と、 選択されたトラック内の識別されたカーブに関連した車両ナビゲーションデー タを決定するための手段と を更に備えた、請求項81記載のGPSシステム。 83. クロストラック情報推定値を更新するよう、クロックホールドモード でシステムを一時的に作動させるためのクロック手段を更に備えた、請求項70 記載のGPSシステム。 84. クロストラック情報推定値を更新するよう、クロックホールド手段を 起動するためのモニタ手段を更に備えた、請求項83記載のGPSシステム。 85. モニタ手段が、 車両の運動変化を検出するための定常状態のモニタ を更に備えた、請求項84記載のGPSシステム。 86. 定常状態のモニタが、 カーブを検出するための手段 を更に備えた、請求項85記載のGPSシステム。 87. モニタ手段が、 クロックホールド手段を周期的に起動するためのタイマー を更に備えた、請求項84記載のGPSシステム。 88. 各々が衛星信号の受信されたコンポジット信号のシーケンシャルセグ メントを表示するx個のマルチビットデジタルセグメント値をC/A符号時間ご とに形成する工程と、 少なくともn×m個の遅延時間に固有の相関値を形成するように、各デジタル セグメント値とC/A符号変調のn個の衛星固有の組のm個の異なる時間遅延さ れたセグメントとを相関化する工程と、 相関値からナビゲーション情報を決定する工程と を備えた、GPS C/A符号受信機を作動させる方法。 89. mが各マルチビットデジタルセグメント値におけるビット数よりも大 きい、請求項88記載の方法。 90. マルチビットデジタルセグメントの各ビットがC/A符号チップの整 数分の1を表示する、請求項88記載の方法。 91. 相関化工程が、 n個の異なる衛星を表示するよう、衛星固有の組を選択することにより、異な る衛星をトラッキングすること を更に含む、請求項88記載の方法。 92. 相関化工程が、 同じ衛星を表示するように、衛星固有の組のうちの2つ以上を選択することに より、異なる衛星をトラッキングすること を更に含む、請求項88記載の方法。 93. 同一衛星を表示する衛星固有の組の時間遅延セグメントがシーケンシ ャルである、請求項92記載の方法。 94. 同一衛星を表示する衛星固有の組の時間遅延セグメントがインターレ ースされる、請求項92記載の方法。 95. 同一衛星を表示する衛星固有の組のセグメントの差動遅延時間が、都 市環境において一時的に遮られた衛星に対し最大より少ない予想遅延時間エラー を示す、請求項92記載の方法。 96. 相関化工程が、 n個の異なる衛星の整数分の1を表示するよう、衛星固有の組を選択すること により異なる衛星をトラッキングすることを更に備えた、請求項88記載の方法 。 97. n/2個の異なる衛星を表示するよう、衛星固有の組を選択すること によりn/2個の衛星をトラッキングすることを更に備えた、請求項88記載の 方法。 98. 相関化工程が、 同一衛星を表示するよう、衛星固有の組を選択することにより1つの衛星を捕 捉し、 時間遅延されたセグメントの異なる組を有する同一衛星に対する相関化工程を 繰り返す ことを更に備えた、請求項88記載の方法。 99. x、mおよびnの各々がC/A符号時間ごとの番号符号チップの素数 倍である、請求項88記載の方法。 100. 次のセグメントを形成するように、先のセグメントの1ビットをシ ーケンシャルに変えることにより、m/2個の異なる時間遅延されたセグメント のシリーズを形成する工程を更に備えた、請求項88記載の方法。 101. 各ビットがC/A符号チップの半分を示す、請求項100記載の方 法。 102. ナビゲーション情報を決定するための方法が、 プロンプト遅延を選択するように2つの等しい相関値の大きさと、両者の間の 相関値の大きさとを比較する工程 を更に含む、請求項88記載の方法。 103. 比較工程が、 等しい相関積の大きさが両者の間のピーク相関値の半分以下である時に、等し い相関値によって表示される遅延時間の間の中間値よりも長くなるようにプロン プト遅延を選択する ことを更に含む、請求項102に記載の方法。 104. 比較工程が、 等しい相関積の大きさが両者の間のピーク相関値の半分より大である時に、等 しい相関値によって表示される遅延時間の間の中間値よりも短くなるようにプロ ンプト遅延を選択する ことを更に含む、請求項102に記載の方法。 105. デジタルセグメント値を形成する工程が、 第1ビットレートで受信されたコンポジット信号をサンプリングする工程と、 第1ビットレートよりもほぼ低いビットレートでデジタルセグメント値を形成 するように第1コンポジット信号をデジタル式にフィルタリングする工程と を更に備えた、請求項88記載の方法。 106. 樹脂にのエネルギー消費量を低減するように1シリーズの符号時間 の間に相関化工程を中断する工程を更に含む、請求項88記載の方法。 107. 内部受信機のクロックが1つの特定の衛星に関連する時間遅延セグ メントのシリーズによって表示される時間遅延をドリフトするのに必要な時間よ りも、中断の符号時間のシリーズが短い、請求項106記載の方法。 108. 中断工程が更に、 内部クロックを更新するように特定の衛星のレプリカと周期的に相関化する工 程を更に含む、請求項107記載の方法。 109. 周期的に相関化する工程が、 ナビゲーション情報を更新するよう、複数の衛星固有のレプリカと相関化する 工程を更に含む、請求項108記載の方法。 110. オペレータの介入に応答して、ナビゲーション情報を更新するよう 、複数の衛星固有のレプリカと相関化する工程を更に含む、請求項108記載の 方法。
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