JP2003534687A - Gps受信機 - Google Patents

Gps受信機

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JP2003534687A
JP2003534687A JP2001586485A JP2001586485A JP2003534687A JP 2003534687 A JP2003534687 A JP 2003534687A JP 2001586485 A JP2001586485 A JP 2001586485A JP 2001586485 A JP2001586485 A JP 2001586485A JP 2003534687 A JP2003534687 A JP 2003534687A
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ヨセフス エイ ヒュイスケン
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Philips Electronics NV
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    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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    • H04H2201/10Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system
    • H04H2201/20Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system digital audio broadcasting [DAB]

Abstract

(57)【要約】 ディジタルオーディオ放送(DAB)信号を受信し処理する手段を有する、GPS信号の受信及び処理を行う全地球測位システム(GPS)受信機。DAB信号及びGPS信号双方の同時処理を実現するため、本受信機は、ディジタルDAB及びGPS信号パスに結合されたレシーバフロントエンド、混合器段、フィルタリング処理手段及びアナログ−ディジタル変換器を具備し、そのディジタルGPS信号パスからDAB信号を選択的に除去するDAB信号除去手段を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全地球測位システム(GPS)受信機に関し、ディジタルオーディ
オ放送(DAB)信号を受信し処理する手段を有しGPS信号の受信及び処理を
行う受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような受信機は、例えば、"Mobile Satellite Communications for Consu
mers"(G.K.Noreen氏,1991年11月 Microwave Journal にて発表,第24
頁〜第34頁)の記事により知られている。この既知の受信機は、1つの受信機
ハウジング内においてDABレシーバとGPSレシーバとを用いることを示して
いる。かかる記事には、単一ポイントから多数ポイントへの送信機能と位置情報
との双方を身近に有することの利点が大々的に説明されている。
【0003】 しかしながら、1つのハウジングにおいてDAB信号とGPS信号とについて
の各完全なレシーバを用いることはコストが高くつくだけであり、また、受信し
たDAB信号及びGPS信号の処理において相互干渉を引き起こす場合もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる受信機を実現するコストを軽減しつつDAB及びGP
Sの両機能の性能を維持し又はさらに向上させることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明による、ディジタルオーディオ放送(DAB)信号を受信
し処理する手段を有し、GPS信号を受信し処理するGPS受信機は、ディジタ
ルDAB信号パス及びGPS信号パスに結合されるアナログ−ディジタル変換手
段、フィルタリング手段、混合段及びレシーバフロントエンドを有し、当該ディ
ジタルGPS信号パスからDAB信号を選択的に排除するDAB信号除去手段を
含む、ことを特徴としている。
【0006】 本発明は、GPS信号の適正な相関は、当該GPS信号が連続的に得られ又は
完全にDAB信号から分離されることを必ずしも要求するものではない、という
認識に基づいている。これにより、DAB信号のデータ搬送信号セグメント(以
下、非ゼロDABデータセグメントとも称する)の期間中にGPS信号の処理を
中断したり、又は受信機のGPS信号パスにおけるDAB信号の発生を許容した
りすることを可能にし、もってGPS信号の処理をDAB信号の処理と組み合わ
せGPS及びDAB処理の双方につき共通の所定レシーバ回路を用いることが可
能となる。本発明による上記方策を適用することにより、所定のRF回路をGP
S及びDAB信号処理の両方に用いることが可能となるとともに、少なくともデ
ィジタル化の後においてはGPS信号処理はDAB信号処理から完全又は十分に
分離される。これにより、実現コストを低減しつつ当該GPS信号処理と当該D
AB信号処理との間の相互干渉が生じるのを回避することができる。
【0007】 好ましくは、本発明によるGPS受信機は、同調可能な局部発振信号を前記混
合段に供給する電圧制御発振器を有し、前記DAB信号除去手段は、前記DAB
信号パスに含まれるDAB復調器に結合され制御信号を前記電圧制御発振器及び
スイッチングデバイスに供給する制御手段を有し、このスイッチングデバイスは
、前記アナログ−ディジタル変換手段と前記ディジタルDAB及びGPS信号パ
スとの間に結合され、前記制御手段は、当該受信機をチューニングしてGPS信
号を受信すると同時に非ゼロレベルのDABデータセグメントが生じたときには
前記GPS信号パスから前記フィルタリング手段を接続解除し前記フィルタリン
グ手段を前記DAB信号パスに接続するよう当該スイッチを制御する、ことを特
徴としている。
【0008】 この方策を適用することにより、当該受信機は、GPS受信モードからDAB
受信モードへ及びその逆の切り換えを、それぞれ、DAB信号における非ゼロレ
ベルデータ搬送セグメント及びゼロレベルのヌルシンボルの発生に基づいて行い
、もって全レシーバ回路をDAB信号及びGPS信号の両方の受信及び処理に用
いることを可能としている。この共用化された回路使用によって、製造価格をさ
らに削減することが可能となる。
【0009】 本発明によるもう1つの実施例のGPS受信機は、前記レシーバフロントエン
ドは、DAB及びGPS混合段にそれぞれ結合された互いに分離されたDABレ
シーバフロントエンド及びGPSレシーバフロントエンドを有し、これらDAB
及びGPS混合段の出力は、DAB及びGPSフィルタリングデバイスをそれぞ
れ介して加算器に結合され、当該加算器の出力は、前記DAB及びGPS信号パ
スに結合され、前記DAB及びGPS混合段は、前記DAB及びGPS信号を、
互いに異なる周波数レンジに周波数変換をなす、ことを特徴としている。
【0010】 この方策を適用することにより、当該ディジタルGPS信号パスからのDAB
信号の選択的排除を、周波数につき相互分離することで得られる。これにより、
非ゼロDAB信号がGPS信号パスに入り込むことが遮断される。
【0011】 好ましくは、このような実施例は、前記GPS信号の周波数レンジを越えて位
置付けられる周波数レンジを有するDABチャネルを選択するDABチャネル選
択手段を有し、このDABチャネル選択手段は、DABチャネル選択制御デバイ
スにより制御される、ことを特徴とする。
【0012】 この方策は、DABチャネルの選択を改善しつつもGPS信号の周波数レンジ
内のDAB信号のさらなる抑制を考慮に入れたものである。
【0013】 本発明によるさらに別の好ましい実施例のGPS受信機は、デコードされたD
AB信号から受信DAB信号を再生する信号レプリカ手段を有し、前記GPS信
号パスにおいて前記GPS信号から当該再生DAB信号を減じる補償手段を有す
る、ことを特徴としている。
【0014】 この方策によって、GPS信号パスにおいてDAB信号のフィードフォワード
補償をなし、DAB再生信号の適正な位相及び振幅調整によりGPS信号パスか
らDAB信号を十分に排除することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明は、例を挙げることにより示されるものであり、添付図面の各図におけ
る限定によって示されるものではない。同様の参照符号は同等又は等価な構成要
素を示している。
【0016】 図1は、本発明による第1の実施例のGPS/DAB結合レシーバを示してい
る。このレシーバは、GPS信号を受信し処理する全地球測位システム(GPS
:Global Positioning System)レシーバ1〜6,8と、ディジタルオーディオ放
送(DAB:Digital Audio Broadcast)信号を受信し処理する手段1〜7とを
有する。これには、低ノイズ増幅器(LNA)1を備えた共通レシーバフロント
エンドを含んでおり、かかる増幅器は、アンテナANTからのRFのGPS信号
及びDAB信号が供給されるとともに、後続して混合器段2、IFフィルタリン
グ手段4及びアナログ−ディジタル(AD)変換器手段5に結合される。混合器
段2には、同調可能な発振器3により局部発振信号が供給されている。AD変換
器手段5は、制御可能なスイッチングデバイス6を介してディジタルDAB信号
パスか又はGPSの信号パスに結合されている。これらディジタルDAB及びG
PS信号パスは、それぞれDAB復調器7及びGPS信号処理器8を含む。DA
B復調器7は、制御信号発生器9に結合されており、図4に示されるような受信
DAB信号においてゼロ又はゼロに近いレベルの信号エネルギーを有するいわゆ
るヌル(Null)シンボルの発生を検出するための検出デバイス(図示せず)を有
している。これまで説明した回路はそれらのもの自体は知られたものであり、こ
れ以上の知識は本発明を正しく理解する上では必要ない。詳しい情報としては、
IEEE Journal of Solid-State Circuits, Volume 33, No.11, November 1998 に
おいて発表された Jos A. Huisken 氏らによる記事"A Power-Efficient Single-
Chip OFDM Demodulator and Channel Decoder for Multimedia Broadcasting"
を参照されたい。
【0017】 本発明によれば、制御信号発生器9は、同調可能な発振器3の制御入力と結合
し、当該局部発振信号の周波数を制御可能スイッチングデバイス6と同時に変え
るようにしている。DAB復調器7の復調されたDAB信号における、ヌルシン
ボル以外の、例えばPRS及びFICシンボルやシンボル1から72としての非
ゼロレベルシンボルといったいずれのシンボルの検出において、本レシーバは、
DAB信号受信モードで動作する。このDAB信号受信モードにおいて、AD変
換手段5は、制御可能スイッチングデバイス6を介しDAB復調器7に結合する
一方、発振器3の周波数は、当該受信したRFのDAB信号をIFフィルタリン
グ手段4の通過帯域内の周波数レンジを有するIFのDAB信号に当該混合器段
において変換させることのできる値に調整される。
【0018】 ヌルシンボルの検出において、本レシーバは、DAB受信モードからGPS受
信モードに切り換えられる。このGPS信号受信モードにおいては、AD変換器
手段5が制御可能スイッチングデバイス6を介してGPS信号処理器8に結合さ
れる一方、発振器3の周波数は、当該受信されたRFのGPS信号をIFフィル
タリング手段4の通過帯域内の周波数レンジを有するIFのGPS信号に当該混
合器段において変換することができる値に調整される。制御信号発生器9は、発
振器3及びこれに伴う制御可能スイッチングデバイス6とともに、上記ディジタ
ルGPS信号パスからDAB信号を選択的に排除するためのDAB信号除去手段
を形成する。
【0019】 RFのDAB信号は、1452〜1492MHzの周波数レンジ内で当該アン
テナANTにおいて受信される。当該DABチャネルは、16kHzのラスタで配
される。各DABチャネルは、1.728MHzだけ隔たっている。当該周波数
レンジの中心周波数におけるチャネルは、1471.792MHz周辺に位置づ
けられている。DAB信号の帯域幅は、1.536MHzである。RFのGPS
信号は、1575.42MHzのRFキャリア周波数近傍における1.024M
Hzの帯域幅内でアンテナANTで受信される。
【0020】 これらRF信号は、適切な周波数の局部発振信号を用いることにより混合器段
2においてDAB及びGPS中間周波(IF)信号にダウンコンバートされる。
DAB受信モードにおいては、局部同調発振器3がDABチャンネル選択をなす
ために用いられる。
【0021】 いわゆるゼロIF(ZIF)レシーバにおいて、局部発振信号の周波数は、D
AB受信モードにおける受信されたRFのDAB信号のRFキャリア周波数か、
又はGPS受信モードにおける受信されたRFのGPS信号のRFキャリア周波
数かのどちらかにそれぞれ対応するように選択される。これにより、当該RF信
号のベースバンドへのダイレクトコンバージョンが達成される。このようにして
得られるIF信号は、ZIF信号と呼ばれる。かかるZIFレシーバをDAB受
信モードとGPS受信モードとの間で切り換えるときには、局部発振信号の周波
数を、当該RFDAB信号のRFキャリア周波数と、当該RFGPS信号の上記
RFキャリア周波数との間で変化させなければならない。
【0022】 いわゆる非ゼロIF(NZIF)レシーバにおいては、局部発振信号の周波数
は、DAB受信モードにおける受信されたRFのDAB信号のRFキャリア周波
数とは異なるように、又はGPS受信モードにおける受信されたRFのGPS信
号のRFキャリア周波数とは異なるように、両モードにおいて同じ所定のIF周
波数値を越えて選ばれる。これにより、当該RF信号を、両受信モードにおいて
当該IF周波数値と対応するNZIF周波数を有するNZIF信号へ変換するこ
とになる。DAB受信モードとGPS受信モードとの間で当該NZIFレシーバ
を切り換えるときには、局部発振信号の周波数を、当該IF周波数値を越えた当
該RFDAB信号のRFキャリア周波数とは異なる値と同IF周波数値を越える
RFGPS信号のRFキャリア周波数とは異なる値との間で変化させなければな
らない。
【0023】 ZIF及びNZIFレシーバ双方のコンセプトとして、フィルタリング手段4
には、DAB及びGPS双方のIF信号を選ぶために同じものを用いることを許
容する少なくとも当該DAB信号の帯域幅からなる帯域幅を有する帯域通過特性
を備えるものとしている。
【0024】 DAB復調器においてはPLL(図示せず)が用いられるので、DAB復調器
7へのDAB信号の供給の中断は、DAB信号の継続的処理に影響を与えない。
動作上、このようなPLLは、DAB信号の供給が1以上のシンボルにわたり途
絶えたとしても、当該入力DAB信号と同期したままとなる。これは、DAB信
号の連続した復調を考慮に入れたものである。このPLLの作用についてのより
詳細な情報については、上記記事 IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol
ume 33, No.11, November 1998 において発表された Jos A. Huisken 氏らによ
る記事"A Power-Efficient Single-Chip OFDM Demodulator and Channel Decode
r for Multimedia Broadcasting" を参照されたい。実際は、ヌルシンボル期間
は、ヌルシンボル以外のDABシンボルの期間にわたりGPS信号処理器8への
GPS信号の供給が途絶えたとしても、信頼性あるポジション判定に必要な、G
PSコードの適正な逆畳込み動作にとって十分に長いものとなっている。
【0025】 図2は、本発明による第2実施例のGPS/DAB結合型レシーバのブロック
図を示している。このレシーバは、DAB及びGPSのRF−LNA1’及び1
”をそれぞれ有する互いに分離されたDABレシーバフロントエンドとGPSレ
シーバフロントエンドとを含むレシーバフロントエンドを有している。かかるD
AB及びGPSのRF−LNA1’及び1”は、DAB及びGPS混合器段2’
及び2”とDAB及びGPSフィルタリングデバイス4’及び4”とにそれぞれ
結合される。このレシーバの局部発振器3は、DAB及びGPS混合器段2’及
び2の両方に、IF変換されたDAB及びGPS信号の周波数レンジがゼロIF
値に並んでかつ近い位置におかれるようにして選ばれた周波数を有する発振信号
を供給するのに用いられる。DAB及びGPSフィルタリングデバイス4’及び
4”の出力は、加算器11に接続され、その出力は、AD変換器5を介してDA
B復調器7及びGPS信号処理器8に結合される。DABフィルタリングデバイ
ス4’は、同調可能なチャネル選択デバイスを有しており、これは他の混合段1
0により構成されるものであり、DAB混合器段2’の出力において得ることの
できるDAB信号から所望のDABチャネルを選択しようとするものである。こ
のようにして選択されたDABチャネルは、GPSフィルタリングデバイス4”
の出力における当該GPS信号と周波数につき分離したものとなっており、DA
B信号がGPS信号中に入ることを遮断するようにしている。
【0026】 図1のレシーバとは対照的に、図2に示されるレシーバにおいてはスイッチン
グが生じない。加算器11において得られるDAB及びGPS信号の加算は、信
号合成をもたらし、これによりGPS信号がDAB信号と周波数分離されたもの
となる。局部発振器3並びにこれに引き続くフィルタリング手段4’及び4”は
、当該ディジタルGPS信号パスから選択的にDAB信号を排除するためのDA
B信号除去手段を形成する。DAB信号の周波数レンジにおいて結局残ったGP
S信号成分は、これらDAB信号のノイズレベルを無視することのできるほど僅
かに上昇させるのみであるのに対し、GPS信号の周波数レンジにおいて結局残
ったDAB信号は、これらがGPS信号と非相関なものであるという事実のため
にこれらGPS信号に影響を及ぼさない。これは、DAB復調器7におけるDA
B信号の適正な復調と、これと同時になされるGPS信号処理器8におけるGP
S信号の適正な処理とを考慮に入れたものである。制御信号発生器9は、ここで
適切な発振信号を他の混合段10に供給することにより、DAB−IFフィルタ
リング手段4”において所望のDAB信号の適正な選択をなし、DAB復調器の
対応する調整をなす備えを有する。
【0027】 図3は、本発明によるGPS/DAB組合型レシーバの第3実施例を示してい
る。本例においては、DAB信号及びGPS信号の双方を実質的に同一の中間周
波数に周波数変換するよう当該局部発振信号3の周波数が選ばれる。合成された
DAB/GPS信号は、フィルタリング手段4において選択され、この後にAD
変換器5におけるアナログ−ディジタル変換が続く。AD変換器5の出力におけ
るこの合成DAB/GPS信号に基づくDAB復調器7におけるDAB信号の復
調は、GPS信号に影響され難い。何となれば、GPS信号の信号エネルギーは
、ヌルシンボル以外のシンボルの発生中はDAB信号の信号エネルギーよりも十
分に小さいからである。GPS信号処理器8におけるGPS信号の逆畳込みは、
DAB信号に影響されない。何故ならば、DAB信号とGPS信号とは相関性が
ないからである。本発明によれば、復調されたDAB信号は、符号化回路13に
おいて符号化され、GPS処理器8においてGPS信号から減ぜられて、GPS
処理器8において処理されるGPS信号におけるDAB信号成分を除去するよう
にしている。
【0028】 図4は、いわゆるモードIにおけるDABフレーム構造を示しており、これは
、循環的に順次、ゼロ又はゼロ近傍レベルの信号エネルギーを有するヌルシンボ
ル及び非ゼロレベルDABデータセグメントを有する。かかるデータセグメント
は、DAB信号復調の同期に備えるPRSシンボルとこれに続く多数のいわゆる
FICシンボル及びデータ搬送DABシンボル1〜71とを含む。詳しい情報に
ついては、上記記事 IEEE Journal of Solid-State Circuits, Volume 33, No.1
1, November 1998 において発表された Jos A. Huisken 氏らによる記事"A Powe
r-Efficient Single-Chip OFDM Demodulator and Channel Decoder for Multime
dia Broadcasting"を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による第1の実施例のGPS/DAB複合型レシーバのブロ
ック図。
【図2】 本発明による第2の実施例のGPS/DAB複合型レシーバのブロ
ック図。
【図3】 本発明による第3の実施例のGPS/DAB複合型レシーバのブロ
ック図。
【図4】 DAB信号の代表的構造を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J062 AA01 BB01 BB05 CC07 DD13 DD14 FF01 5K061 AA16 BB10 BB17 CC11 CC14 CC45 FF11 JJ24

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オーディオ信号を受信し処理する手段を有し、測位信号を受信
    し処理する受信機であって、 オーディオ信号パス及び測位信号パスに結合されるアナログ−ディジタル変換
    手段、フィルタリング手段、混合段、レシーバフロントエンドを有し、当該ディ
    ジタル測位信号パスからオーディオ信号を選択的に排除するオーディオ信号除去
    手段を含む、 ことを特徴とする受信機。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の受信機であって、前記受信機は、全地球測位
    システム(GPS)受信機であることを特徴とする受信機。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の受信機であって、前記オーディオ信号は、デ
    ィジタルオーディオ放送(DAB)信号であることを特徴とする受信機。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の受信機であって、同調可能な局部発振信号を
    前記混合段に供給する電圧制御発振器を有し、前記DAB信号除去手段は、前記
    DAB信号パスに含まれるDAB復調器に結合され制御信号を前記電圧制御発振
    器及びスイッチングデバイスに供給する制御手段を有し、このスイッチングデバ
    イスは、前記アナログ−ディジタル変換手段と前記ディジタルDAB及びGPS
    信号パスとの間に結合され、前記制御手段は、当該受信機をチューニングしてG
    PS信号を受信するとともに非ゼロレベルのDABデータセグメントが生じたと
    きには前記GPS信号パスから前記フィルタリング手段を接続解除し前記フィル
    タリング手段を前記DAB信号パスに接続するよう当該スイッチを制御する、こ
    とを特徴とする受信機。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載の受信機であって、前記レシーバフロントエン
    ドは、DAB及びGPS混合段にそれぞれ結合された互いに分離されたDABレ
    シーバフロントエンド及びGPSレシーバフロントエンドを有し、これらDAB
    及びGPS混合段の出力は、DAB及びGPSフィルタリングデバイスをそれぞ
    れ介して加算器に結合され、当該加算器の出力は、前記DAB及びGPS信号パ
    スに結合され、前記DAB及びGPS混合段は、前記DAB及びGPS信号を、
    互いに異なる周波数レンジに周波数変換をなす、ことを特徴とする受信機。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の受信機であって、前記GPS信号の周波数レ
    ンジを越えて位置付けられる周波数レンジを有するDABチャネルを選択するD
    ABチャネル選択手段を有し、このDABチャネル選択手段は、DABチャネル
    選択制御デバイスにより制御される、ことを特徴とする受信機。
  7. 【請求項7】 請求項3に記載の受信機であって、復号されたDAB信号から
    受信DAB信号を再生する信号復元手段を有し、前記DAB信号除去手段は、前
    記GPS信号パスにおいて前記GPS信号から当該再生DAB信号を減じる補償
    手段を有する、ことを特徴とする受信機。
  8. 【請求項8】 請求項3ないし7のうちいずれか1つに記載の受信機であって
    、前記GPS信号パスに含まれる種々のGPS相関器を有し、これら各々は、前
    記GPS信号の、DAB信号成分で制御される時間多重相関のための積分出力回
    路を有する、ことを特徴とする受信機。
JP2001586485A 2000-05-22 2001-04-25 Gps受信機 Withdrawn JP2003534687A (ja)

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