JP2003032144A - Spread spectrum signal acquisition device and method - Google Patents
Spread spectrum signal acquisition device and methodInfo
- Publication number
- JP2003032144A JP2003032144A JP2001217209A JP2001217209A JP2003032144A JP 2003032144 A JP2003032144 A JP 2003032144A JP 2001217209 A JP2001217209 A JP 2001217209A JP 2001217209 A JP2001217209 A JP 2001217209A JP 2003032144 A JP2003032144 A JP 2003032144A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prn
- signal
- codes
- code
- input signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、擬似雑音符号に
よって変調されてスペクトル拡散された信号を、受信部
において捕捉するスペクトル拡散信号捕捉装置およびそ
の方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spread spectrum signal capturing apparatus and method for capturing a signal, which is modulated by a pseudo noise code and spread spectrum, in a receiving section.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えばＧＰＳ受信機のような、スペクト
ル拡散受信装置は、受信信号を希望する擬似雑音符号
（以下、「ＰＲＮ符号」という。）の系列で逆拡散した
後、マッチドフィルタ等を用いて相関検波するように構
成されている。2. Description of the Related Art A spread spectrum receiver such as a GPS receiver despreads a received signal with a desired sequence of pseudo noise codes (hereinafter referred to as "PRN code") and then uses a matched filter or the like. Correlation detection is performed.
【０００３】受信信号に重畳されているＰＲＮ符号を初
期捕捉する際には、受信側で発生するＰＲＮ符号の位相
を順次シフトさせながら相関処理を行って、その結果を
判定する、いわゆるスライディング相関方式が採用され
ている。このスライディング相関方式を用いて信号を捕
捉する場合には、最長で、ＰＲＮ符号の一周期分に相当
する長さにわたって、発生するＰＲＮ符号の位相をシフ
トする必要があるので、ＰＲＮ符号の１周期の長さに比
例した時間が必要となる。特に、受信信号のＳＮ比が劣
悪な状態では、平均化によりノイズ成分を抑圧するため
に相関処理時の積算時間を長くする必要があるので、全
体に更に長い時間が必要となる。When the PRN code superimposed on the received signal is initially captured, the correlation processing is performed while sequentially shifting the phase of the PRN code generated on the receiving side, and the result is determined, a so-called sliding correlation method. Has been adopted. When a signal is captured using this sliding correlation method, it is necessary to shift the phase of the generated PRN code over a length corresponding to one cycle of the PRN code at the longest. It takes time proportional to the length of the. In particular, when the SN ratio of the received signal is poor, it is necessary to lengthen the integration time at the time of correlation processing in order to suppress the noise component by averaging, so a longer time is required as a whole.
【０００４】上記相関処理は、通常は周波数領域で掛け
算を行うか、時間領域で畳み込み積分を行うものである
が、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）を使用
出来ないような安価型の受信機では、図９に示すよう
な、積算回路とダンプ回路による積分ダンプフィルタが
使用されている。図９においてＰＮＧはＰＲＮ符号発生
器、Ｍは、このＰＲＮ符号と入力信号とを乗算する乗算
器、ＤＦは積算器とダンプ回路から成る積分ダンプフィ
ルタである。この積分ダンプフィルタＤＦの積算器は、
入力信号をＰＲＮ符号の一周期の時間だけ積算し、ダン
プ回路はその積算結果を出力するとともに積算器をリセ
ットする。この動作を繰り返すことによって、ＰＲＮ符
号の一周期相当分の時間間隔で相関処理結果を出力す
る。The above-mentioned correlation processing normally performs multiplication in the frequency domain or convolutional integration in the time domain, but in an inexpensive receiver that cannot use a DSP (digital signal processor). An integral dump filter including an integrating circuit and a dump circuit as shown in FIG. 9 is used. In FIG. 9, PNG is a PRN code generator, M is a multiplier that multiplies this PRN code and an input signal, and DF is an integral dump filter including an integrator and a dump circuit. The integrator of this integral dump filter DF is
The input signal is integrated for a period of one cycle of the PRN code, the dump circuit outputs the integrated result, and resets the integrator. By repeating this operation, the correlation processing result is output at a time interval corresponding to one cycle of the PRN code.
【０００５】ここで、上記ＰＲＮ符号発生器の発生した
ＰＲＮ符号と入力信号との位相差と相関処理結果の関係
を図１０および図１１に示す。図１０においてＰＲＮ-1
は、ＰＲＮ符号発生器の発生するＰＲＮ符号が、ＰＲＮ
符号のパターンの最小単位である１チップ分だけ遅れて
いる状態、ＰＲＮ-0.5は、それが０．５チップ分だけ遅
れている状態、ＰＲＮ0 は入力信号のＰＲＮ符号と受信
機側で発生したＰＲＮ符号の位相が一致している状態を
示している。同様にＰＲＮ+0.5は０．５チップ分だけ進
んでいる状態、ＰＲＮ+1は１チップ分だけ進んでいる状
態をそれぞれ示している。また、Ｍ出力は図９に示した
乗算器Ｍの出力である。図１１において、その横軸が入
力信号とＰＲＮ符号発生器の発生したＰＲＮ符号との位
相差、縦軸は積分ダンプフィルタＤＦの出力値（以下こ
の値を「相関値」という。）である。このように、ＰＲ
Ｎ符号の位相が一致した時、相関値が最大となり、−１
チップ分または＋１チップ分以上ずれると相関値は略０
となる。±０．５チップ分ずれた場合には０チップの時
の半分の値となる。10 and 11 show the relationship between the phase difference between the PRN code generated by the PRN code generator and the input signal and the correlation processing result. In FIG. 10, PRN -1
Is the PRN code generated by the PRN code generator is
The state is delayed by 1 chip which is the minimum unit of the code pattern, PRN -0.5 is delayed by 0.5 chip, PRN 0 is generated at the PRN code of the input signal and the receiver side. The state where the phases of the PRN codes are the same is shown. Similarly, PRN +0.5 shows the state of being advanced by 0.5 chip, and PRN +1 shows the state of being advanced by 1 chip. The M output is the output of the multiplier M shown in FIG. 11, the horizontal axis represents the phase difference between the input signal and the PRN code generated by the PRN code generator, and the vertical axis represents the output value of the integration dump filter DF (hereinafter, this value is referred to as the "correlation value"). In this way, PR
When the phases of the N codes match, the correlation value becomes maximum and -1
Correlation value is almost 0 when it shifts by more than chip or +1 chip.
Becomes When it is deviated by ± 0.5 chip, it becomes half the value when it is 0 chip.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】図９に示したような積
分ダンプフィルタを用いた相関器では、ＰＲＮ符号発生
器の基準周波数の周波数精度が問題となる。この基準周
波数のずれが規定値より大きくずれると、図１１に示し
た相関値のピークが表れずに信号を捕捉することが出来
なくなる。そこで、このような場合には、例えば１ｋＨ
ｚずつＰＲＮ符号発生器の基準周波数をずらせながら、
スライディング相関処理（０．５チップずつＰＲＮ符号
の位相をずらして相関値を求める処理）を行って信号を
捕捉する必要がある。すなわちＰＲＮ符号の位相と周波
数の二次元について捕捉を行うことになる。基準発振器
の発振周波数のずれが大きくなると、信号の捕捉のため
にサーチしなければならない周波数偏差の幅が大きくな
り、その結果、捕捉に要する時間が長時間化するという
問題があった。In the correlator using the integral dump filter as shown in FIG. 9, the frequency accuracy of the reference frequency of the PRN code generator becomes a problem. If the deviation of the reference frequency is larger than the specified value, the peak of the correlation value shown in FIG. 11 does not appear and the signal cannot be captured. Therefore, in such a case, for example, 1 kHz
While shifting the reference frequency of the PRN code generator by z,
It is necessary to perform a sliding correlation process (a process of obtaining a correlation value by shifting the phase of the PRN code by 0.5 chip) to capture a signal. That is, the two-dimensional acquisition of the phase and frequency of the PRN code is performed. If the deviation of the oscillation frequency of the reference oscillator becomes large, the width of the frequency deviation that must be searched for capturing the signal becomes large, and as a result, the time required for capturing becomes long.
【０００７】初期捕捉のための予備情報が何も無い状態
（ＧＰＳではオートノモススタート）では、複数種類
（ＧＰＳでは３２種類）のＰＲＮ符号の内、どの信号が
送信されているのか分からないため、すべてのＰＲＮ符
号とその位相について捕捉を試みなければならない。こ
のような時、前述のスライディング相関方式では、サー
チしなければならない領域に対してしらみつぶしに端か
ら順に探すので、基準発振器の周波数精度が捕捉時間に
大きく影響する。In the state where there is no preliminary information for initial acquisition (autonomous start in GPS), it is not known which signal is transmitted among a plurality of types (32 types in GPS) of PRN codes. Acquisition must be attempted for all PRN codes and their phases. In such a case, in the above-described sliding correlation method, since the region to be searched is searched for in order from the end, the frequency accuracy of the reference oscillator greatly affects the acquisition time.
【０００８】そこで、例えば図１２に示すように、乗算
器Ｍと積分ダンプフィルタＤＦの組を複数組用意し、各
乗算器に与えるＰＲＮ符号の位相を予めずらせて与える
ようにした相関器も用いられている。図１２においてシ
フトレジスタＳＲはＰＲＮ符号発生器ＰＮＧの出力タイ
ミングに同期して、乗算器Ｍａ，Ｍｂ，・・・Ｍｎに対
して１チップ分ずつずれたＰＲＮ符号が与えられるよう
にする。図１３は各積分ダンプフィルタＤＦａ，ＤＦｂ
・・・ＤＦｎの出力値とＰＲＮ符号発生器の発生するＰ
ＲＮ符号の位相との関係を示している。このように複数
の積分ダンプフィルタを用いることによって、複数チッ
プ分の範囲に亘って相関値が求められるので、その分、
初期捕捉を短縮化することが出来る。Therefore, for example, as shown in FIG. 12, a plurality of sets of a multiplier M and an integration dump filter DF are prepared, and a correlator which gives a phase of the PRN code given to each multiplier in advance is also used. Has been. In FIG. 12, the shift register SR synchronizes with the output timing of the PRN code generator PNG so that the multipliers Ma, Mb, ... FIG. 13 shows the integration dump filters DFa and DFb.
... Output value of DFn and P generated by PRN code generator
The relationship with the phase of the RN code is shown. By using a plurality of integration dump filters in this way, since the correlation value is obtained over the range of a plurality of chips,
The initial acquisition can be shortened.
【０００９】ところが図１２に示した構成では、結果的
に得られる相関特性は図１３に示したように鋸歯状にな
ってしまい、シフトレジスタから出力される各ＰＲＮ符
号の位相差を１チップとした場合に、相関ロスは最大６
ｄＢ（相関値の電圧レベル差が半分）になる。シフトレ
ジスタから出力される各ＰＲＮ符号の位相差を小さくす
れば、上記ロスは抑えられるが、その結果、同時にサー
チ可能な範囲が狭くなって高速化が図れない。すなわち
検出レベルとサーチ時間との間にトレードオフの関係が
あった。また、一旦捕捉に成功すれば、このような複数
の積分ダンプフィルタや乗算器は不要となるので、初期
捕捉のためだけにこのような大規模な回路を用いるのは
コストパフォーマンスの点で問題があった。However, in the configuration shown in FIG. 12, the resulting correlation characteristic has a sawtooth shape as shown in FIG. 13, and the phase difference between the PRN codes output from the shift register is one chip. Maximum correlation loss is 6
It becomes dB (the voltage level difference of the correlation value is half). The loss can be suppressed by reducing the phase difference between the PRN codes output from the shift register, but as a result, the searchable range is narrowed at the same time, and the speed cannot be increased. That is, there is a trade-off relationship between the detection level and the search time. Further, once the acquisition is successful, such a plurality of integral dump filters and multipliers are not necessary, so using such a large-scale circuit only for initial acquisition causes a problem in cost performance. there were.
【００１０】そのため、上記基準発振器として、必要に
応じてＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Os
cillators ）やＯＣＸＯ（Oven Controlled Crystal Os
cillators ）等の高精度ではあるが高価な基準発振器を
用いる必要があった。Therefore, as the reference oscillator, a TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillator) is used as necessary.
cillators) and OCXO (Oven Controlled Crystal Os)
It was necessary to use a high-precision but expensive reference oscillator such as cillators).
【００１１】この発明の目的は、例えばＸＯなどの安価
な発振器を用いた基準発振器のように周波数偏差が大き
くても、スペクトル拡散信号の初期捕捉および再捕捉に
要する時間を短縮化できるようにしたスペクトル拡散信
号捕捉装置およびその方法を提供することにある。An object of the present invention is to make it possible to shorten the time required for initial acquisition and reacquisition of a spread spectrum signal even if the frequency deviation is large as in a reference oscillator using an inexpensive oscillator such as XO. Disclosed is a spread spectrum signal capturing apparatus and method.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は、互いに種類
の異なる複数のＰＲＮ符号のうち、いずれかのＰＲＮ符
号での変調によりスペクトル拡散された入力信号を捕捉
する装置において、複数のＰＲＮ符号のうち、２つ以上
のＰＲＮ符号の和信号と入力信号との相関処理を行い、
相関処理結果が所定の閾値を超えるか否かによって、前
記変調に用いられたＰＲＮ符号の種類を限定的に検出す
る。According to the present invention, there is provided a device for capturing an input signal which has been spectrum-spread by modulation with any one of a plurality of PRN codes different from each other. Among them, the correlation processing of the sum signal of two or more PRN codes and the input signal is performed,
The type of PRN code used for the modulation is limitedly detected depending on whether or not the correlation processing result exceeds a predetermined threshold value.
【００１３】すなわち、２つ以上のＰＲＮ符号について
同時に相関処理を行うことによって、スペクトル拡散の
基になるＰＲＮ符号が未知である状態での初期捕捉時で
の相関処理の回数を削減できるようにする。That is, by performing the correlation processing on two or more PRN codes at the same time, it is possible to reduce the number of times of the correlation processing at the time of initial acquisition in the state where the PRN code which is the basis of the spread spectrum is unknown. .
【００１４】また、この発明は、互いに種類の異なる複
数のＰＲＮ符号のうち、いずれかのＰＲＮ符号での変調
によりスペクトル拡散された入力信号を捕捉する装置に
おいて、複数のＰＲＮ符号のうち、１つのＰＲＮ符号の
所定チップずつ位相の異なるＰＲＮ符号の和信号と入力
信号との相関処理を行い、相関処理結果が所定の閾値を
超えるか否かによって、変調に用いられたＰＲＮ符号の
位相の範囲を限定的に検出する。Further, according to the present invention, in an apparatus for capturing an input signal which has been spectrum-spread by modulation with any one of a plurality of PRN codes different from each other, one of the plurality of PRN codes is captured. Correlation processing is performed between the sum signal of the PRN code and the input signal having different phases by a predetermined chip of the PRN code, and the range of the phase of the PRN code used for modulation is determined depending on whether the correlation processing result exceeds a predetermined threshold value. Limited detection.
【００１５】すなわち、１つのＰＲＮ符号について、そ
の所定範囲に亘る位相について相関処理を行うことによ
って、少ない回数の相関処理でＰＲＮ符号の位相を捕捉
できるようにする。That is, by performing correlation processing on the phase over a predetermined range for one PRN code, the phase of the PRN code can be captured by a small number of times of the correlation processing.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係るＧＰＳ受信
機の構成を図１〜図４を参照して説明する。図１はＧＰ
Ｓ受信機のブロック図である。図１において、１はＧＰ
Ｓアンテナ、２はこのアンテナ１からの信号を周波数変
換するダウンコンバータ、３はその周波数変換された信
号を所定ビット数のデジタルデータ列に変換するＡＤコ
ンバータである。４ａ〜４ｎは、それぞれデジタル信号
処理により、所定のＰＲＮ符号について捕捉を行う受信
部であり、この例では複数チャンネル分備えている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the GPS receiver according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. Figure 1 is GP
It is a block diagram of an S receiver. In FIG. 1, 1 is GP
An S antenna, 2 is a down converter for frequency-converting the signal from the antenna 1, and 3 is an AD converter for converting the frequency-converted signal into a digital data string of a predetermined number of bits. Reference numerals 4a to 4n are receivers for capturing a predetermined PRN code by digital signal processing, and are provided for a plurality of channels in this example.
【００１７】図２は、図１に示した複数の受信回路４ａ
〜４ｎの内１つの受信回路を代表してその構成を示して
いる。図２において、ＰＮＧａ，ＰＮＧｂ，・・・ＰＮ
Ｇｎは、それぞれ異なった種類のＰＲＮ符号を発生する
ＰＲＮ符号発生器である。コードＮＣＯ４３は、各ＰＲ
Ｎ符号発生器に対して所定周波数所定位相でＰＲＮ符号
を発生させるためのクロック信号を発生する回路であ
る。また４１は、各ＰＲＮ符号発生器から発生されたＰ
ＲＮ符号を加算する加算器である。Ｍは、この加算され
たＰＲＮ符号とＡＤコンバータから出力された信号との
乗算を行う乗算器である。キャリアＮＣＯ４２は、位相
が０度と９０度のキャリア信号を発生する回路である。
ＭＩ，ＭＱは、キャリアＮＣＯ４２が発生したキャリア
信号と乗算器Ｍを経た信号とをそれぞれ乗算する乗算器
である。FIG. 2 shows a plurality of receiving circuits 4a shown in FIG.
The configuration is shown on behalf of one of the receiving circuits 4n to 4n. 2, PNGa, PNGb, ... PN
Gn is a PRN code generator that generates different types of PRN codes. Code NCO43 is each PR
It is a circuit for generating a clock signal for generating a PRN code at a predetermined frequency and a predetermined phase with respect to an N code generator. Further, 41 is the P generated by each PRN code generator.
It is an adder that adds RN codes. M is a multiplier that multiplies the added PRN code and the signal output from the AD converter. The carrier NCO 42 is a circuit that generates carrier signals having phases of 0 degrees and 90 degrees.
MI and MQ are multipliers that multiply the carrier signal generated by the carrier NCO 42 and the signal passed through the multiplier M, respectively.
【００１８】積分ダンプフィルタＤＦＩ，ＤＦＱは、乗
算器ＭＩ，ＭＱの出力値の積算およびダンプ処理を行っ
て、所定周期毎にＩ成分とＱ成分について相関値を出力
する。捕捉制御部４４は、ＰＲＮ符号発生器ＰＮＧａ〜
ＰＮＧｎに対して、それぞれ発生すべきＰＲＮ符号の設
定を行う。また、キャリアＮＣＯ４２およびコードＮＣ
Ｏ４３に対して、それぞれ周波数および位相の制御デー
タを与える。また、捕捉制御部４４は、積分ダンプフィ
ルタＤＦＩ，ＤＦＱの求めた相関値を基に、入力信号の
キャリア位相を検出する。また積分ダンプフィルタＤＦ
Ｉの求めた値を、入力信号のＰＲＮ符号と受信回路で発
生したＰＲＮ符号との相関値とする。The integral dump filters DFI and DFQ perform integration and dump processing of the output values of the multipliers MI and MQ, and output correlation values for the I component and the Q component at every predetermined cycle. The acquisition control unit 44 uses the PRN code generator PNGa ~.
The PRN code to be generated is set for each PNGn. In addition, the carrier NCO 42 and the code NC
Frequency and phase control data are given to O43. Further, the acquisition control unit 44 detects the carrier phase of the input signal based on the correlation value obtained by the integration dump filters DFI and DFQ. In addition, the integration dump filter DF
The value obtained by I is the correlation value between the PRN code of the input signal and the PRN code generated in the receiving circuit.
【００１９】図３は、受信回路内で発生した複数のＰＲ
Ｎ符号、その加算信号、および加算信号と入力信号に含
まれているＰＲＮ符号との乗算結果を示している。この
例では、ＰＲＮ（１），ＰＲＮ（２），ＰＲＮ（３）の
３つのＰＲＮ符号を発生させた場合について示してい
る。ΣＰＲＮは上記３つのＰＲＮ符号の加算信号の波形
である。この加算したＰＲＮ符号とＰＲＮ（２）との乗
算結果を積分することによって相関値が求められるが、
同図に示すように、明らかに相関値は０ではなく或る値
を持つことになる。FIG. 3 shows a plurality of PRs generated in the receiving circuit.
The N code, its addition signal, and the multiplication result of the addition signal and the PRN code included in the input signal are shown. This example shows a case where three PRN codes PRN (1), PRN (2), and PRN (3) are generated. ΣPRN is the waveform of the addition signal of the above three PRN codes. The correlation value is obtained by integrating the multiplication result of the added PRN code and PRN (2).
As shown in the figure, the correlation value obviously has a certain value instead of zero.
【００２０】図４は図１に示したプロセッサの初期捕捉
時における処理内容を示すフローチャートである。ま
ず、各受信回路（以下「チャンネル」という。）毎に複
数のＰＲＮ符号を割り当てる。すなわち各チャンネル
で、どのＰＲＮ符号について捕捉を行うかの設定を行
う。これにより、各チャンネルは指示された複数のＰＲ
Ｎ符号を発生し、それらの加算信号と入力信号との相関
値を求め、予め定めた閾値を超えるか否かによって、受
信信号に重畳されているＰＲＮ符号が上記複数のＰＲＮ
符号に含まれているか否かの判定結果を出力する。プロ
セッサは、この各チャンネルの信号有無判定結果を読み
込む。FIG. 4 is a flow chart showing the processing contents at the time of initial acquisition of the processor shown in FIG. First, a plurality of PRN codes are assigned to each receiving circuit (hereinafter referred to as "channel"). That is, which PRN code is to be acquired for each channel is set. As a result, each channel has a plurality of designated PRs.
The N code is generated, the correlation value between the added signal and the input signal is calculated, and the PRN code superimposed on the received signal is determined by whether or not the correlation value exceeds a predetermined threshold value.
The determination result of whether or not it is included in the code is output. The processor reads the signal presence / absence determination result of each channel.
【００２１】複数のチャンネルのうち、相関値が上記閾
値を超えるチャンネルについて、そのチャンネルに割り
当てた複数のＰＲＮ符号を、次に各チャンネルに１つず
つ個別に割り当てる。これにより、何れかのチャンネル
の内部で発生したＰＲＮ符号と入力信号との相関値が閾
値を超えることになる。プロセッサは、該当チャンネル
からＰＲＮ符号の位相データすなわち該当チャンネルの
コードＮＣＯ４３に与えたコード位相のデータを読み込
む。Of the plurality of channels, with respect to the channel having the correlation value exceeding the threshold value, the plurality of PRN codes assigned to the channel are then individually assigned to the respective channels. As a result, the correlation value between the PRN code generated inside any channel and the input signal exceeds the threshold value. The processor reads the PRN code phase data from the corresponding channel, that is, the code phase data given to the code NCO 43 of the corresponding channel.
【００２２】以上のようにして初期捕捉を行う。以降
は、そのＰＲＮ符号について位相および周波数の追尾を
継続する。Initial capture is performed as described above. After that, the tracking of the phase and the frequency of the PRN code is continued.
【００２３】なお、図２では追尾のための相関処理部分
について省略しているが、従来と同様に、あらかじめ
０．５チップ進んだＰＲＮ符号と０．５チップ遅れたＰ
ＲＮ符号を同時に発生し、それぞれについて相関値を求
め、両相関値の差が等しくなるように、その二つのＰＲ
Ｎ符号発生器へ与えるコードＮＣＯの周波数および位相
を制御すればよい。Although the correlation processing portion for tracking is omitted in FIG. 2, the PRN code advanced by 0.5 chip and the P delayed by 0.5 chip are pre-existing as in the conventional case.
RN codes are generated at the same time, the correlation value is calculated for each, and the two PRs are set so that the difference between both correlation values becomes equal.
It suffices to control the frequency and phase of the code NCO supplied to the N code generator.
【００２４】次に、第２の実施形態に係るＧＰＳ受信機
の構成を図５〜図８を参照して説明する。この第２の実
施形態は、ＰＲＮ符号の捕捉を一旦行った後、一時的に
追尾に失敗した時の再捕捉を高速化するものである。Next, the configuration of the GPS receiver according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, after the PRN code is once captured, the re-acquisition when the tracking temporarily fails is speeded up.
【００２５】図５は図１に示した複数の受信回路のうち
の１つを代表してその構成を示している。図５におい
て、ＳＲはＰＲＮ符号発生器ＰＮＧから出力されるＰＲ
Ｎ符号をシリアルに入力しシフトするシフトレジスタで
ある。４１は、シフトレジスタＳＲの各ステージの信号
を加算する加算器である。その他の構成は図２に示した
ものと同様である。FIG. 5 shows the configuration of one of the plurality of receiving circuits shown in FIG. 1 as a representative. In FIG. 5, SR is the PR output from the PRN code generator PNG.
It is a shift register that serially inputs and shifts N codes. Reference numeral 41 is an adder that adds the signals of the respective stages of the shift register SR. Other configurations are the same as those shown in FIG.
【００２６】図６は、図５に示したシフトレジスタＳＲ
の出力信号と、その加算結果の例を示している。ここで
はＰＲＮ0 がシフトレジスタの初段の信号、ＰＲＮ-1が
２段目の信号、ＰＲＮ-2が３段目の信号である。ΣＰＲ
Ｎは、この３つの信号の加算信号である。FIG. 6 shows the shift register SR shown in FIG.
7 shows an example of the output signal of and the addition result thereof. Here, PRN 0 is the first stage signal of the shift register, PRN −1 is the second stage signal, and PRN −2 is the third stage signal. ΣPR
N is an addition signal of these three signals.
【００２７】このような同一種類のＰＲＮ符号につい
て、１チップ毎にずれた複数の信号の和信号と入力信号
とを相関処理すると、図７に示すような相関特性とな
る。すなわち、図５におけるシフトレジスタＳＲによっ
て遅延された複数チップ分について連続的に相関値が表
れ、その前後が１チップにわたって傾斜した台形状の特
性となる。When the sum signal of a plurality of signals shifted for each chip and the input signal are subjected to the correlation processing with respect to the PRN code of the same kind, the correlation characteristic as shown in FIG. 7 is obtained. That is, the correlation value continuously appears for a plurality of chips delayed by the shift register SR in FIG. 5, and the trapezoidal characteristic is obtained in which the correlation value is inclined over one chip.
【００２８】図８は図５に示した捕捉制御部４４の処理
手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flow chart showing the processing procedure of the capture control section 44 shown in FIG.
【００２９】まず、コードＮＣＯへ、初期の位相制御デ
ータを与える。この状態で相関値が予め定めた閾値を超
えるか否かを判定する。閾値を超えなければ、コードＮ
ＣＯへ与える位相制御データを、位相シフトレジスタの
段数に相当するチップ分だけシフトさせる。これによ
り、シフトレジスタの段数分だけ次の連続する複数チッ
プ分について相関処理を行う。この処理を繰り返して相
関出力が得られれば、シフトレジスタＳＲのシフト動作
を停止させ、該当位相範囲の開始位相制御データをコー
ドＮＣＯへ与える。続いて相関出力が得られるまで、コ
ードＮＣＯへの位相制御データの位相を１チップ分ずつ
順次シフトさせる。この処理の繰り返しによって、相関
出力を得られた時のコードＮＣＯへの位相制御データを
ＰＲＮ符号の位相データとして出力する。First, the initial phase control data is given to the code NCO. In this state, it is determined whether or not the correlation value exceeds a predetermined threshold value. If the threshold is not exceeded, code N
The phase control data given to the CO is shifted by the number of chips corresponding to the number of stages of the phase shift register. As a result, the correlation processing is performed for the next consecutive plural chips by the number of stages of the shift register. If the correlation output is obtained by repeating this process, the shift operation of the shift register SR is stopped, and the start phase control data of the corresponding phase range is given to the code NCO. Subsequently, the phase of the phase control data to the code NCO is sequentially shifted by one chip until the correlation output is obtained. By repeating this processing, the phase control data to the code NCO when the correlation output is obtained is output as the phase data of the PRN code.
【００３０】このようにして、ＰＲＮ符号の捕捉を一旦
行った後、一時的に追尾に失敗した時の再捕捉時、すな
わち捕捉すべきＰＲＮ符号が明らかであるときに、相関
処理の演算回数を削減して、再捕捉を高速化する。In this way, after the PRN code is once captured, the number of times of correlation processing is calculated at the time of re-acquisition when tracking fails temporarily, that is, when the PRN code to be captured is clear. Reduce and speed up recapture.
【００３１】[0031]
【発明の効果】この発明によれば、複数のＰＲＮ符号の
うち、２つ以上のＰＲＮ符号の和信号と入力信号との相
関処理の結果が所定の閾値を超えるか否かによってスペ
クトル拡散のための変調に用いられたＰＲＮ符号の種類
を限定するようにしたので、同時に複数のＰＲＮ符号に
ついて相関処理を行った場合と同等の高速化が図れる。
しかもキャリア除去および相関処理のための回路構成
が、ＰＲＮ符号毎に複数の受信回路で捕捉する場合に比
べて回路規模が小さくなり、小型低コスト化が図れる。According to the present invention, spectrum spreading is performed depending on whether or not the result of the correlation processing between the sum signal of two or more PRN codes among a plurality of PRN codes and the input signal exceeds a predetermined threshold value. Since the types of PRN codes used for the modulation are limited, it is possible to achieve a speedup equivalent to the case where correlation processing is performed on a plurality of PRN codes at the same time.
In addition, the circuit configuration for carrier removal and correlation processing has a smaller circuit scale than that in the case where a plurality of receiving circuits captures each PRN code, and the size and cost can be reduced.
【００３２】また、この発明によれば複数のＰＲＮ符号
のうち、１つのＰＲＮ符号の所定チップずつ位相の異な
るＰＲＮ符号の和信号と入力信号との相関処理結果が所
定の閾値を超えるか否かによって、スペクトル拡散のた
めの変調に用いられたＰＲＮ符号の位相範囲を検出する
ようにしたので、回路規模を殆ど増大させることなく再
捕捉時のサーチ時間を短縮化できる。According to the present invention, whether or not the result of the correlation processing between the sum signal of the PRN codes and the input signal of which the phases are different by a predetermined chip of one PRN code among a plurality of PRN codes exceeds a predetermined threshold value. Thus, the phase range of the PRN code used for modulation for spread spectrum is detected, so that the search time at the time of recapture can be shortened without increasing the circuit scale.
【図１】第１の実施形態に係るＧＰＳ受信機の全体の構
成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a GPS receiver according to a first embodiment.
【図２】同受信機における受信回路の構成を示すブロッ
ク図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a receiving circuit in the receiver.
【図３】図２における各ＰＲＮ符号発生器の発生するＰ
ＲＮ符号、加算器の出力および乗算器の出力を示す図3 is a diagram illustrating P generated by each PRN code generator in FIG.
Diagram showing RN code, output of adder and output of multiplier
【図４】図１におけるプロセッサの処理手順を示すフロ
ーチャートFIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of a processor in FIG.
【図５】第２の実施形態に係るＧＰＳ受信機における受
信回路の構成を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a receiving circuit in the GPS receiver according to the second embodiment.
【図６】同受信回路における位相の異なったＰＲＮ符号
とその加算結果の例を示す図FIG. 6 is a diagram showing an example of PRN codes having different phases and addition results thereof in the receiving circuit.
【図７】同受信回路における相関特性を示す図FIG. 7 is a diagram showing correlation characteristics in the receiving circuit.
【図８】図５における捕捉制御部の処理手順を示すフロ
ーチャートFIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of a capture control unit in FIG.
【図９】従来の相関器の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a conventional correlator.
【図１０】同相関器における入力信号とＰＲＮ符号との
位相差および乗算結果の関係を示す図FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a phase difference between an input signal and a PRN code and a multiplication result in the correlator.
【図１１】同相関器の相関特性を示す図FIG. 11 is a diagram showing correlation characteristics of the correlator.
【図１２】従来の相関器部分の他の構成例を示す図FIG. 12 is a diagram showing another configuration example of a conventional correlator portion.
【図１３】同相関器における相関特性を示す図FIG. 13 is a diagram showing correlation characteristics in the correlator.
Ｍ−乗算器 ４−受信部 ４１−加算器 M-multiplier 4-Receiver 41-Adder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J062 AA02 CC07 DD13 DD15 DD23 5K022 EE02 EE32 EE36 5K047 AA02 GG34 HH15 MM11 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 5J062 AA02 CC07 DD13 DD15 DD23 5K022 EE02 EE32 EE36 5K047 AA02 GG34 HH15 MM11
Claims (4)
うち、いずれかのＰＲＮ符号での変調によりスペクトル
拡散された入力信号を捕捉する装置において、前記複数
のＰＲＮ符号のうち、２つ以上のＰＲＮ符号の和信号と
前記入力信号との相関処理を行い、相関処理結果が所定
の閾値を超えるか否かによって、前記変調に用いられた
ＰＲＮ符号の種類を限定的に検出するようにしたスペク
トル拡散信号捕捉装置。1. An apparatus for capturing an input signal that has been spread in spectrum by modulation with any one of a plurality of PRN codes of different types, wherein two or more PRN codes of the plurality of PRN codes are captured. The spread spectrum is configured to perform the correlation processing between the sum signal of the codes and the input signal, and to detect the type of the PRN code used for the modulation in a limited manner depending on whether the correlation processing result exceeds a predetermined threshold value. Signal acquisition device.
うち、いずれかのＰＲＮ符号での変調によりスペクトル
拡散された入力信号を捕捉する装置において、前記複数
のＰＲＮ符号のうち、１つのＰＲＮ符号の所定チップず
つ位相の異なるＰＲＮ符号の和信号と前記入力信号との
相関処理を行い、相関処理結果が所定の閾値を超えるか
否かによって、変調に用いられたＰＲＮ符号の位相の範
囲を限定的に検出するようにしたスペクトル拡散信号捕
捉装置。2. An apparatus for capturing an input signal that has been spectrum-spread by modulation with any PRN code among a plurality of PRN codes different from each other, wherein one PRN code among the plurality of PRN codes is captured. Correlation processing is performed between the sum signal of PRN codes having different phases by a predetermined chip and the input signal, and the range of the phase of the PRN code used for modulation is limited depending on whether the correlation processing result exceeds a predetermined threshold value. A spread spectrum signal capturing device for detecting a signal.
うち、いずれかのＰＲＮ符号での変調によりスペクトル
拡散された入力信号を捕捉する方法であって、前記複数
のＰＲＮ符号のうち、２つ以上のＰＲＮ符号の和信号と
前記入力信号との相関処理を行い、相関処理結果が所定
の閾値を超えるか否かによって、前記変調に用いられた
ＰＲＮ符号の種類を限定的に検出するスペクトル拡散信
号捕捉方法。3. A method for capturing an input signal that has been spectrum spread by modulation with any one of a plurality of PRN codes different from each other, wherein two or more of the plurality of PRN codes are included. A spread spectrum signal for performing a correlation process between the sum signal of the PRN code and the input signal, and detecting the type of the PRN code used for the modulation in a limited manner depending on whether or not the correlation process result exceeds a predetermined threshold value. Capture method.
うち、いずれかのＰＲＮ符号での変調によりスペクトル
拡散された入力信号を捕捉する方法であって、前記複数
のＰＲＮ符号のうち、１つのＰＲＮ符号の所定チップず
つ位相の異なるＰＲＮ符号の和信号と前記入力信号との
相関処理を行い、相関処理結果が所定の閾値を超えるか
否かによって、変調に用いられたＰＲＮ符号の位相の範
囲を限定的に検出するスペクトル拡散信号捕捉方法。4. A method for capturing an input signal that has been spectrum spread by modulation with any PRN code among a plurality of PRN codes different from each other, wherein one PRN code among the plurality of PRN codes is used. Correlation processing is performed between the sum signal of the PRN codes whose phases are different from each other by a predetermined chip of the code and the input signal, and the range of the phase of the PRN code used for modulation is determined depending on whether the correlation processing result exceeds a predetermined threshold value. A spread spectrum signal acquisition method with limited detection.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001217209A JP2003032144A (en) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | Spread spectrum signal acquisition device and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001217209A JP2003032144A (en) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | Spread spectrum signal acquisition device and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003032144A true JP2003032144A (en) | 2003-01-31 |
Family
ID=19051579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001217209A Pending JP2003032144A (en) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | Spread spectrum signal acquisition device and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003032144A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506925A (en) * | 2003-07-03 | 2008-03-06 | ネメリックス・エスエー | GPS receiver with short acquisition time |
| JP2010169683A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | O2 Micro Inc | Navigation system with signal processor |
| GB2469859A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-03 | Samsung Electronics Co Ltd | Processing GPS signals |
| GB2481575A (en) * | 2010-06-18 | 2012-01-04 | Samsung Electronics Co Ltd | Improvements to reception of spread spectrum signals |
| WO2016125305A1 (en) * | 2015-02-06 | 2016-08-11 | 三菱電機株式会社 | Antenna device |
| CN112649819A (en) * | 2020-11-24 | 2021-04-13 | 中国科学院国家空间科学中心 | High-dynamic spread spectrum signal capturing device and capturing method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01124730A (en) * | 1987-11-10 | 1989-05-17 | Nec Corp | Sea water temperature measuring instrument |
| JPH0955716A (en) * | 1995-08-11 | 1997-02-25 | Toshiba Corp | Spread spectrum radio communication device |
| JPH1079687A (en) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Kokusai Electric Co Ltd | Delay locked loop |
| JP2000036775A (en) * | 1998-07-17 | 2000-02-02 | Fujitsu Ltd | Correlator and delay lock loop circuit |
| JP2000357980A (en) * | 1999-06-16 | 2000-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Receiving device |
-
2001
- 2001-07-17 JP JP2001217209A patent/JP2003032144A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01124730A (en) * | 1987-11-10 | 1989-05-17 | Nec Corp | Sea water temperature measuring instrument |
| JPH0955716A (en) * | 1995-08-11 | 1997-02-25 | Toshiba Corp | Spread spectrum radio communication device |
| JPH1079687A (en) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Kokusai Electric Co Ltd | Delay locked loop |
| JP2000036775A (en) * | 1998-07-17 | 2000-02-02 | Fujitsu Ltd | Correlator and delay lock loop circuit |
| JP2000357980A (en) * | 1999-06-16 | 2000-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Receiving device |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506925A (en) * | 2003-07-03 | 2008-03-06 | ネメリックス・エスエー | GPS receiver with short acquisition time |
| JP2010169683A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | O2 Micro Inc | Navigation system with signal processor |
| GB2469859A (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-03 | Samsung Electronics Co Ltd | Processing GPS signals |
| GB2469859B (en) * | 2009-04-30 | 2012-07-25 | Samsung Electronics Co Ltd | Processing code-modulated signals |
| GB2481575A (en) * | 2010-06-18 | 2012-01-04 | Samsung Electronics Co Ltd | Improvements to reception of spread spectrum signals |
| WO2016125305A1 (en) * | 2015-02-06 | 2016-08-11 | 三菱電機株式会社 | Antenna device |
| JPWO2016125305A1 (en) * | 2015-02-06 | 2017-06-22 | 三菱電機株式会社 | Antenna device |
| US10284239B2 (en) | 2015-02-06 | 2019-05-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Antenna device |
| CN112649819A (en) * | 2020-11-24 | 2021-04-13 | 中国科学院国家空间科学中心 | High-dynamic spread spectrum signal capturing device and capturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5029181A (en) | Automatic calibration device for direct spectrum spread receiver | |
| AU686965B2 (en) | Synchronism acquisition method and apparatus for correlation demodulation | |
| US8351486B2 (en) | Parallel correlator implementation using hybrid correlation in spread-spectrum communication | |
| US6909739B1 (en) | Signal acquisition system for spread spectrum receiver | |
| US7505511B2 (en) | Matched filter and spread spectrum receiver | |
| JPH1056404A (en) | Cdma synchronization acquisition circuit | |
| US6487193B1 (en) | Path searched device and CDMA receiver with the same | |
| US7558312B2 (en) | Parallel correlator implementation using block integration for spread-spectrum communication | |
| JP2003032144A (en) | Spread spectrum signal acquisition device and method | |
| US6058139A (en) | Correlator and synchronous tracking apparatus using time sharing of a received signal in a spread spectrum receiver | |
| JP4352557B2 (en) | Synchronous circuit | |
| JP3594729B2 (en) | Delay locked loop used in GPS signal receiver | |
| US6813262B1 (en) | Synchronization tracking device and method in code division multiple access receiver | |
| JP3917469B2 (en) | Code demodulator and positioning signal receiver | |
| JPH08163107A (en) | Synchronous tracking device | |
| JP2596988B2 (en) | Spread spectrum communication system and apparatus | |
| JPH08335892A (en) | Spread spectrum communication equipment | |
| JP2001028556A (en) | Demodulating device for signal undergoing spectrum spread | |
| JP2841873B2 (en) | Synchronous holding circuit | |
| JP3234446B2 (en) | Spread spectrum signal demodulator | |
| JPH07162340A (en) | Synchronization tracking circuit for spread spectrum communication | |
| JPH07123024A (en) | Method for initial pull-in of automatic frequency control in spread spectrum communication and receiver | |
| JPS6412140B2 (en) | ||
| JPH09191271A (en) | Radio communication equipment | |
| JPH11331032A (en) | Receiver for spread spectrum communication |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080606 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100928 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101109 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110419 |