JP2007198984A - Signal acquisition device and signal acquisition method - Google Patents

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Kazuhiro Nojima
一宏 野嶋
Akifumi Miyano
暁史 宮野
Hiroshi Yoshida
浩史 吉田
Kei Murayama
圭 村山
Hiroshi Katayama
浩 片山
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire more surely a signal having a prescribed frequency, even when a clock signal whose frequency is fluctuated with elapse of time is used. <P>SOLUTION: A GPS signal reception part 104 acquires a GPS signal based on a GPS clock signal generated from a clock generation part 106 for GPS. A search frequency control part 109 controls a search object frequency of the GPS signal reception part 104 based on a frequency corresponding to reference correction information. A frequency comparison part 107 outputs a frequency difference with an ideal value of the frequency of the GPS clock signal. A clock frequency estimation part 122 discriminates a variation state of the frequency of the GPS clock signal based on a plurality of frequency differences at different times, estimates the frequency of the GPS clock signal at each time, and adjusts the reference correction information for correcting the search object frequency so that a search range of a GPS reception part 217 becomes an ideal frequency band. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえばGPS(Global Positioning System)衛星から送出される信号のような所定の周波数の信号を捕捉するための信号捕捉装置および信号捕捉方法に関し、特に携帯電話機等の移動体通信端末に好適な信号捕捉装置および信号捕捉方法に関する。   The present invention relates to a signal capturing device and a signal capturing method for capturing a signal having a predetermined frequency such as a signal transmitted from a GPS (Global Positioning System) satellite, and is particularly suitable for a mobile communication terminal such as a mobile phone. The present invention relates to a signal capturing apparatus and a signal capturing method.

近年、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistant)といった高速でのデータ伝送が可能な移動体通信端末の普及が進んでいる。このような移動体通信端末では、その利便性や用途の拡大を図るために、衛星測位システムを利用した位置情報の取得機能を追加することが注目されている。   In recent years, mobile communication terminals capable of high-speed data transmission such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants) have become popular. In such a mobile communication terminal, in order to expand the convenience and application, it is attracting attention to add a position information acquisition function using a satellite positioning system.

衛星測位システムは、地球の周回軌道を回る複数の人工衛星から送出される情報を受信して、各人工衛星との間の距離を測定し、受信側の装置の現在位置を計算するシステムである。米国の国防総省が構築したGPSは、このような衛星測位システムの代表的なものであり、GPS衛星と呼ばれる人工衛星を複数配置している。   The satellite positioning system is a system that receives information transmitted from a plurality of artificial satellites orbiting the earth, measures the distance to each artificial satellite, and calculates the current position of the receiving device. . The GPS constructed by the US Department of Defense is a representative of such a satellite positioning system, and a plurality of artificial satellites called GPS satellites are arranged.

GPS衛星は、送出の対象となる信号に対して、所定のPRN(Pseudo Random Noise:擬似ランダム雑音)コードを用いたスペクトラム拡散処理を行う。すなわち、移動体通信端末では、このGPS衛星から送出される信号(以下、「GPS信号」という。)に対し対応するPRNコードを用いて逆拡散処理を行うことによって、元の信号を取得することが可能である。そして、取得した信号に対して、メッセージ同期、エフェメリス(ephemeris)収集、PVT(Position, Velocity, Time)計算等の処理を行うことにより、自己の現在位置や時刻についての情報を得ることができる。   The GPS satellite performs spread spectrum processing using a predetermined PRN (Pseudo Random Noise) code on a signal to be transmitted. That is, the mobile communication terminal obtains the original signal by performing despreading processing using a corresponding PRN code for a signal transmitted from the GPS satellite (hereinafter referred to as “GPS signal”). Is possible. Then, by performing processing such as message synchronization, ephemeris collection, and PVT (Position, Velocity, Time) calculation on the acquired signal, information about the current position and time of the self can be obtained.

このような測位機能が搭載された移動体通信端末では、GPS信号の受信処理に使用するためのクロック信号(以下、「GPSクロック信号」という。)を生成する装置部として、小型で安価であることから、水晶発振器を適用することが広く行われている(たとえば、特許文献1参照。)。   A mobile communication terminal equipped with such a positioning function is small and inexpensive as a device unit that generates a clock signal (hereinafter referred to as “GPS clock signal”) for use in GPS signal reception processing. For this reason, a crystal oscillator is widely applied (see, for example, Patent Document 1).

ただし、水晶発振器の発振周波数は、周囲温度その他の使用条件によって変動するため、サーチ周波数範囲を大きく設定する必要があり、その結果、信号捕捉に時間がかかることがある。そこで、この従来の提案では、移動体通信端末が地上の無線基地局との間で無線通信を行う際に得られる高い周波数精度のクロック信号を使用して、自装置内部の水晶発振器が生成するGPSクロック信号の周波数がその理想値からどの程度ずれているかを検出する。そして、その周波数差に基づいて、測位に関する信号処理を行うようになっている。これにより、水晶発振器が発生させるGPSクロック信号の周波数が理想値と異なっていても、周波数サーチ範囲を限定して、高速な信号捕捉を行うことが出来る。   However, since the oscillation frequency of the crystal oscillator varies depending on the ambient temperature and other use conditions, it is necessary to set a large search frequency range, and as a result, it may take time to capture a signal. Therefore, in this conventional proposal, a crystal oscillator inside the device is generated using a clock signal with high frequency accuracy obtained when the mobile communication terminal performs radio communication with the ground radio base station. It detects how much the frequency of the GPS clock signal deviates from its ideal value. And the signal processing regarding positioning is performed based on the frequency difference. Thereby, even if the frequency of the GPS clock signal generated by the crystal oscillator is different from the ideal value, it is possible to capture the signal at high speed by limiting the frequency search range.

ところで、前記したGPS信号のスペクトラム拡散処理で使用されるPRNコードは、コード長1ms(ミリ秒)、チップレート1.023MHz(メガヘルツ)であり、1チップの周期は約1μs(マイクロ秒)である。このスペクトラム拡散処理は、それぞれのGPS衛星に搭載された原子時計の時刻に同期して行われる。したがって、移動体通信端末は、0.5μs以下の誤差の精度で送出側のGPS衛星との時刻同期を確立してからでなければ、前記したメッセージ同期以降の処理を開始することができず、測位を行うことができない。   By the way, the PRN code used in the above-described spread spectrum processing of GPS signals has a code length of 1 ms (milliseconds), a chip rate of 1.023 MHz (megahertz), and the cycle of one chip is about 1 μs (microseconds). . This spread spectrum process is performed in synchronization with the time of the atomic clock mounted on each GPS satellite. Therefore, the mobile communication terminal cannot start the processing after the message synchronization described above unless it establishes time synchronization with the GPS satellite on the transmission side with an error accuracy of 0.5 μs or less, Unable to perform positioning.

しかしながら、移動体通信端末は、GPS信号の受信を開始していない状態ではいずれのGPS衛星からも独立して動作しているのが通常である。そこで、測位に先立って、まずGPS信号をサーチし、GPS信号に対する周波数同期または位相同期やPRNコードの同期(以下、「コード同期」と総称する。)を確立するための処理が必要となる。   However, the mobile communication terminal normally operates independently from any GPS satellite in a state where reception of GPS signals has not started. Therefore, prior to positioning, first, a GPS signal is searched, and processing for establishing frequency synchronization or phase synchronization with the GPS signal and synchronization of a PRN code (hereinafter collectively referred to as “code synchronization”) is required.

図17は、このような従来のGPS信号のサーチの様子の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。移動通信端末は、サーチ対象となる周波数としてのサーチ対象周波数1を、GPS信号の標準の周波数として予め定められたサーチの基準となる周波数としてのサーチ基準周波数fを基点として、時間の経過とともに徐々に周囲の周波数帯域に移動させる。これは、GPS衛星と移動体通信端末との間の相対速度その他の原因によって、サーチの対象となる周波数を移動体通信端末に到達するGPS信号の周波数としてのGPS信号周波数fに正確に合わせ込むことが難しいためである。この例では、時刻tでGPS信号が捕捉されることになる。また、移動体通信端末が携帯電話網に設けられたサーバとの通信によってGPS衛星の軌道情報を授受することで、GPS信号の標準の周波数よりも高い周波数精度で設定することも可能である。この場合には、より早い時刻にGPS信号を捕捉することができる。 FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of such a conventional GPS signal search. The horizontal axis represents the elapsed time since the search was started, and the vertical axis represents the frequency. Mobile communication terminal, the search target frequency 1 as a frequency to be searched, as a base point the search reference frequency f b as frequencies of predetermined search criteria as a standard frequency of the GPS signal, with time Gradually move to the surrounding frequency band. This is because the frequency to be searched is precisely matched with the GPS signal frequency f 0 as the frequency of the GPS signal reaching the mobile communication terminal due to the relative speed between the GPS satellite and the mobile communication terminal and other causes. This is because it is difficult to insert. In this example, a GPS signal is captured at time t. It is also possible to set the frequency accuracy higher than the standard frequency of the GPS signal by exchanging GPS satellite orbit information by communication with a server provided in the mobile phone network. In this case, the GPS signal can be captured at an earlier time.

一方で、サーチ範囲を広げると、広げた分だけサーチする時間がかかる。また、サーチ速度を上げてこの時間の短縮を図ろうとすると、信号レベルが低い場合にはGPS信号を誤って捕捉し損ねてしまう可能性が高くなる。そこで、通常は、同図に示すようにサーチ対象周波数1に周波数上限値fmaxと周波数下限値fminを定める。そして、サーチを所定の時間内にサーチ対象周波数1がその上限値と下限値に到達するような速度でサーチ範囲を広げていくことにより、設定されたサーチ範囲、すなわち周波数上限値fmaxと周波数下限値fminとの間の周波数帯域についてのサーチを、所定の時間内に終了することができる。ここで、サーチを終了してもGPS信号の捕捉が出来なかった場合には、前記した一連のサーチ処理を再実行する。
特開2003−329761号公報
On the other hand, if the search range is expanded, it takes time to search for the expanded range. Further, if the search speed is increased to shorten this time, there is a high possibility that the GPS signal will be erroneously missed if the signal level is low. Therefore, normally, as shown in the figure, a frequency upper limit value f max and a frequency lower limit value f min are determined for the search target frequency 1. Then, by expanding the search range at such a speed that the search target frequency 1 reaches the upper limit value and the lower limit value within a predetermined time, the set search range, that is, the frequency upper limit value f max and the frequency are set. The search for the frequency band between the lower limit value f min can be completed within a predetermined time. Here, when the GPS signal cannot be captured even after the search is completed, the series of search processes described above are re-executed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-329761

しかしながら、水晶発振器には、前記したように周辺の温度変化によって発振周波数が変化してしまうという特徴がある。また、GPS信号のサーチは、前記したGPSクロック信号を動作クロックとして使用して行われる。したがって、サーチが開始された後に水晶発振器の発振周波数が変動し、GPSクロック信号の周波数が理想値のときのサーチ範囲に対して、実際のサーチ範囲が時間の経過とともにずれていってしまう場合がある。この場合、捕捉できるはずのGPS信号をいつまでも捕捉できないといった事態が発生する恐れがある。   However, as described above, the crystal oscillator has a feature that the oscillation frequency changes due to a change in ambient temperature. The search for the GPS signal is performed using the GPS clock signal as an operation clock. Therefore, the oscillation frequency of the crystal oscillator fluctuates after the search is started, and the actual search range may deviate over time from the search range when the frequency of the GPS clock signal is an ideal value. is there. In this case, there is a possibility that a GPS signal that can be captured cannot be captured indefinitely.

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、時間の経過とともに周波数が変動するようなクロック信号を使用する場合でも、所定の周波数の信号をより確実に捕捉することが可能な信号捕捉装置および信号捕捉方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a point, and even when a clock signal whose frequency fluctuates with the passage of time is used, a signal capturing device capable of capturing a signal having a predetermined frequency more reliably An object is to provide a signal acquisition method.

かかる課題を解決するため、本発明の信号捕捉装置は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差を検出する周波数差検出手段と、この周波数差検出手段による複数の時刻での検出結果を基に所定のクロック信号の周波数を推定するクロック周波数推定手段と、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのクロック周波数推定手段による推定値に基づいて補正する信号受信手段とを具備する構成を採る。   In order to solve such a problem, a signal acquisition device of the present invention includes a frequency difference detection unit that detects a frequency difference as a difference from an ideal value of a frequency of a predetermined clock signal, and a plurality of times by the frequency difference detection unit. A clock frequency estimating means for estimating the frequency of a predetermined clock signal based on the detection result, and searching for a signal to be captured using the predetermined clock signal as an operation clock, and determining the frequency of the signal to be searched A signal receiving means for correcting based on the estimated value by the clock frequency estimating means is employed.

また、本発明の信号捕捉装置は、捕捉の対象となる信号のサーチの開始からの経過時間に対応付けて、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差に関する情報を格納する周波数差情報格納手段と、サーチの開始からの経過時間を測定するタイマと、このタイマが測定する経過時間に対応する情報を周波数差情報格納手段から取得し、所定のクロック信号の周波数を推定するクロック周波数推定手段と、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのクロック周波数推定手段による推定値に基づいて補正する信号受信手段とを具備する構成を採る。   In addition, the signal acquisition device of the present invention stores the information about the frequency difference as the difference from the ideal value of the frequency of the predetermined clock signal in association with the elapsed time from the start of the search for the signal to be acquired. A difference information storage means, a timer for measuring the elapsed time from the start of the search, and a clock for acquiring information corresponding to the elapsed time measured by the timer from the frequency difference information storage means and estimating the frequency of a predetermined clock signal A signal receiving unit that searches for a signal to be captured using a predetermined clock signal as an operation clock and corrects the frequency of the signal to be searched based on an estimated value by the clock frequency estimating unit. The structure which comprises a means is taken.

また、本発明の信号捕捉装置は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差を予め定められた周期で繰り返し検出する周波数差検出手段と、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、この周波数差検出手段が検出を行うごとにそのサーチの対象となる信号の周波数をその検出結果に基づいて補正する信号受信手段とを具備する構成を採る。   The signal capturing device of the present invention also includes frequency difference detecting means for repeatedly detecting a frequency difference as a difference from an ideal value of the frequency of a predetermined clock signal at a predetermined cycle, and capturing the predetermined clock signal as an operation clock. And a signal receiving means for correcting the frequency of the signal to be searched based on the detection result each time the frequency difference detecting means performs a search. .

また、本発明の信号捕捉方法は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差を複数の時刻でそれぞれ検出する周波数差検出ステップと、この周波数差検出ステップによる複数の時刻での検出結果を基に所定のクロック信号の周波数を推定するクロック周波数推定ステップと、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段について、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのクロック周波数推定手段による推定値に基づいて補正するサーチ対象周波数制御ステップとを具備する方法を採る。   The signal acquisition method of the present invention includes a frequency difference detection step for detecting a frequency difference as a difference from an ideal value of a frequency of a predetermined clock signal at a plurality of times, and a plurality of times at the plurality of times by the frequency difference detection step. A clock frequency estimating step for estimating the frequency of a predetermined clock signal based on the detection result, and a signal receiving means for searching for a signal to be captured using the predetermined clock signal as an operation clock, the signal to be searched And a search target frequency control step for correcting the frequency based on the estimated value by the clock frequency estimating means.

本発明によれば、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差を検出し、その複数の時刻での検出結果を基に所定のクロック信号の周波数を推定する。そして、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこの推定値に基づいて補正する。あるいは、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差に関する情報をサーチが開始されてからの経過時間と対応付けて格納する。これにより、所定のクロック信号の周波数が時間の経過とともに変動する場合でも、その変動を推定することができ、これに合わせ込む形でサーチの対象となる周波数の値の補正を行うことができる。また、周波数差を予め定められた周期で繰り返し検出してサーチの対象となる周波数の補正を行う。これにより、所定のクロック信号の周波数が時間の経過とともに変動する場合でも、サーチの対象となる周波数の値を予め定められた周期で適切な値に補正することができる。すなわち、予め定められた周波数の信号の捕捉をより確実に行うことができる。更に、クロック信号の周波数変動に対する耐性が向上するため、より柔軟な装置設計が可能となる。   According to the present invention, a frequency difference as a difference from an ideal value of the frequency of a predetermined clock signal is detected, and the frequency of the predetermined clock signal is estimated based on detection results at a plurality of times. Then, a signal to be captured is searched using a predetermined clock signal as an operation clock, and the frequency of the signal to be searched is corrected based on this estimated value. Alternatively, information regarding a frequency difference as a difference from an ideal value of the frequency of a predetermined clock signal is stored in association with an elapsed time after the search is started. Thereby, even when the frequency of the predetermined clock signal fluctuates with time, the fluctuation can be estimated, and the value of the frequency to be searched can be corrected in accordance with this. Further, the frequency difference is repeatedly detected at a predetermined cycle to correct the frequency to be searched. As a result, even when the frequency of the predetermined clock signal varies with time, the frequency value to be searched can be corrected to an appropriate value at a predetermined period. That is, a signal having a predetermined frequency can be captured more reliably. Furthermore, since resistance to frequency fluctuations of the clock signal is improved, a more flexible device design is possible.

以下、本発明の実施の形態に係る信号捕捉装置ついて、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, a signal capturing device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る信号捕捉装置が使用される通信システムの構成を示すシステム構成図である。この通信システム20は、携帯電話機10と、携帯電話網21と、この携帯電話網21に接続された無線基地局23と、携帯電話機10の上空に配置されたGPS衛星(ここでは説明のために、4つのGPS衛星24−1〜24−4を示す)と、から主に構成される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a configuration of a communication system in which the signal acquisition device according to Embodiment 1 of the present invention is used. The communication system 20 includes a mobile phone 10, a mobile phone network 21, a radio base station 23 connected to the mobile phone network 21, and a GPS satellite disposed above the mobile phone 10 (for the sake of explanation here) 4 GPS satellites 24-1 to 24-4 are shown).

携帯電話機10は、無線基地局23と無線信号を送受信することによって、携帯電話網21に配置された図示しない他の携帯電話機や固定電話機あるいは情報サーバと通信を行う。また、4つのGPS衛星24−1〜24−4のそれぞれから送出されるGPS信号を捕捉し、各GPS信号から情報を抽出することによって測位を行う。このGPS信号は、1,57542GHz(ギガヘルツ)の同一の周波数の搬送波に、GPS信号ごとに異なるC/Aコード(Coarse/Acquisition Code)やPコード(Precise CodeもしくはProtected Code)といったPRNコードを重畳したものである。   The mobile phone 10 communicates with other mobile phones, fixed phones, or information servers (not shown) arranged in the mobile phone network 21 by transmitting and receiving radio signals to and from the radio base station 23. In addition, positioning is performed by capturing GPS signals transmitted from the four GPS satellites 24-1 to 24-4 and extracting information from the GPS signals. In this GPS signal, a PRN code such as a C / A code (Coarse / Acquisition Code) or a P code (Precise Code or Protected Code) that is different for each GPS signal is superimposed on a carrier wave having the same frequency of 1,57542 GHz (gigahertz). Is.

図2は、図1に示す携帯電話機10の構成を示すブロック図である。携帯電話機10は、無線用アンテナ101と、無線通信部102と、GPS用アンテナ103と、GPS信号受信部104と、測位演算部105と、GPS用クロック生成部106と、周波数比較部107と、基準周波数制御部108と、サーチ周波数制御部109と、タイマ110と、トリガ出力部111と、周波数差情報格納部112と、測位開始指示入力部113と、から主に構成される。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the mobile phone 10 shown in FIG. The mobile phone 10 includes a radio antenna 101, a radio communication unit 102, a GPS antenna 103, a GPS signal receiving unit 104, a positioning calculation unit 105, a GPS clock generation unit 106, a frequency comparison unit 107, A reference frequency control unit 108, a search frequency control unit 109, a timer 110, a trigger output unit 111, a frequency difference information storage unit 112, and a positioning start instruction input unit 113 are mainly configured.

基準周波数制御部108は、基準周波数設定部121と、更にクロック周波数推定部122を備えている。また、サーチ周波数制御部109は、基準補正情報格納部123を備えている。   The reference frequency control unit 108 includes a reference frequency setting unit 121 and a clock frequency estimation unit 122. The search frequency control unit 109 includes a reference correction information storage unit 123.

また、この携帯電話機10は、図示しないがCPU(Central Processing Unit)と、制御プログラムを格納したROM(Read Only Memory)等の記憶媒体と、RAM(Random Access Memory)等の作業用メモリと、既存のハードウェアとしての通信回路によって構成されている。すなわち、制御プログラムをCPUが実行することで上記した各装置部の機能が実現する。   Although not shown, the mobile phone 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage medium such as a ROM (Read Only Memory) storing a control program, a working memory such as a RAM (Random Access Memory), and an existing memory. It is comprised by the communication circuit as hardware. That is, the function of each device unit described above is realized by the CPU executing the control program.

無線通信部102は、図1に示す無線基地局23との間で無線信号の送受信を行う。無線基地局23は、図示しないが高い周波数精度でクロック信号を生成するクロック発振器を備えている。そして、このクロック信号を搬送周波数として使用し、無線通信部102と無線通信を行う。無線通信部102は、図示しないがPLL(Phase-Locked Loop)回路を有するAFC(Automatic Frequency Control)装置を備えており、無線基地局23から送出される無線信号の搬送波周波数に周波数同期した基準クロック信号を生成する。   The radio communication unit 102 transmits and receives radio signals to and from the radio base station 23 illustrated in FIG. Although not shown, the radio base station 23 includes a clock oscillator that generates a clock signal with high frequency accuracy. The clock signal is used as a carrier frequency to perform wireless communication with the wireless communication unit 102. The wireless communication unit 102 includes an AFC (Automatic Frequency Control) device having a PLL (Phase-Locked Loop) circuit (not shown), and a reference clock that is frequency-synchronized with the carrier frequency of the wireless signal transmitted from the wireless base station 23. Generate a signal.

GPS信号受信部104は、GPS信号をサーチするとともにこれを捕捉し、GPS信号に含まれる情報を取得する。そして、測位演算部105は、この取得された情報を元に測位のための演算を行う。すなわち、携帯電話機10は、携帯電話網21に接続する機能と、GPSシステムによる測位機能とを備えた移動体通信端末である。   The GPS signal receiving unit 104 searches for and captures a GPS signal, and acquires information included in the GPS signal. And the positioning calculating part 105 performs the calculation for positioning based on this acquired information. That is, the mobile phone 10 is a mobile communication terminal having a function of connecting to the mobile phone network 21 and a positioning function by a GPS system.

測位開始指示入力部113は、GPSによる測位の開始の指示を受け付ける。GPS用クロック生成部106は、図示しない温度補償型水晶発振器(Temperature Compensated Crystal Oscillator : TCXO)を使用して、GPS信号受信部104の動作クロックとして使用されるGPSクロック信号を生成する。このGPS用クロック生成部106は、携帯電話機10の無線通信部102のAFC装置のような周波数同期は施されず、自走のクロック源である。また、温度補償型となっているものの、水晶発振器の発振周波数は周囲温度からの影響によって変動する。したがって、GPSクロック信号の周波数精度は、無線通信部102が出力する基準クロック信号の周波数精度よりも低くなっている。   The positioning start instruction input unit 113 receives an instruction to start positioning by GPS. The GPS clock generation unit 106 generates a GPS clock signal used as an operation clock of the GPS signal reception unit 104 using a temperature compensated crystal oscillator (TCXO) (not shown). This GPS clock generation unit 106 is a self-running clock source that is not subjected to frequency synchronization like the AFC device of the wireless communication unit 102 of the mobile phone 10. Although it is a temperature compensation type, the oscillation frequency of the crystal oscillator varies due to the influence of the ambient temperature. Therefore, the frequency accuracy of the GPS clock signal is lower than the frequency accuracy of the reference clock signal output from the wireless communication unit 102.

トリガ出力部111は、タイマ110を使用して周波数比較部107に周波数の比較を行わせるためのトリガを出力する。   The trigger output unit 111 outputs a trigger for causing the frequency comparison unit 107 to perform frequency comparison using the timer 110.

周波数比較部107は、このトリガに対応して、GPSクロック信号の周波数をその理想値と比較し、その周波数の差分を周波数差情報として出力する。この周波数差情報は、たとえば基準クロック信号が所定回数立ち上がる区間にGPSクロック信号が何回立ち上がるかをカウントし、GPSクロック信号の周波数が理想値であったときに得られるカウント値と実際のカウント値を比較することによって求めることができる。   In response to this trigger, the frequency comparison unit 107 compares the frequency of the GPS clock signal with its ideal value, and outputs the frequency difference as frequency difference information. This frequency difference information is obtained by counting how many times the GPS clock signal rises in a section where the reference clock signal rises a predetermined number of times, for example, and the count value obtained when the frequency of the GPS clock signal is an ideal value and the actual count value Can be obtained by comparing.

基準周波数制御部108は、この周波数差情報を基にして、GPSクロック信号の周波数の理想値の実際のGPSクロック信号の周波数に対する比を表す情報である基準補正情報を生成する。この基準補正情報は、GPS信号受信部104がGPS信号を捕捉する際の基準となる周波数(以下、「サーチ基準周波数」という。)を補正するのに使用されるものである。ただし、基準周波数設定部121がある時刻の周波数差情報を基に1つの基準補正情報を生成するのに対して、クロック周波数推定部122は、複数の異なる時刻の周波数差情報を基にGPSクロック信号の周波数がどのように変動するかを推定し、逐次基準補正情報の生成を行う。具体的には、クロック周波数推定部122は、複数の時刻における周波数差情報を基にGPSクロック信号の周波数の変動速度を演算し、その演算結果を使用して各時刻におけるGPSクロック信号の周波数を推定し、基準補正情報を生成する。   Based on this frequency difference information, the reference frequency control unit 108 generates reference correction information that is information indicating a ratio of the ideal value of the frequency of the GPS clock signal to the frequency of the actual GPS clock signal. This reference correction information is used to correct a reference frequency (hereinafter referred to as “search reference frequency”) when the GPS signal receiving unit 104 captures a GPS signal. However, while the reference frequency setting unit 121 generates one reference correction information based on frequency difference information at a certain time, the clock frequency estimation unit 122 uses a GPS clock based on frequency difference information at a plurality of different times. It estimates how the frequency of the signal fluctuates, and sequentially generates reference correction information. Specifically, the clock frequency estimation unit 122 calculates the frequency fluctuation speed of the GPS clock signal based on frequency difference information at a plurality of times, and uses the calculation result to calculate the frequency of the GPS clock signal at each time. Estimate and generate reference correction information.

周波数差情報格納部112は、基準周波数制御部108から周波数差情報を入力されるとこれを格納するともに、入力された時刻を示す時間情報を対応付けて格納する。   When the frequency difference information is input from the reference frequency control unit 108, the frequency difference information storage unit 112 stores the frequency difference information and also stores time information indicating the input time in association with each other.

サーチ周波数制御部109は、基準周波数設定部121あるいはクロック周波数推定部122によって生成された基準補正情報のうち最新のものを、基準補正情報格納部123に格納する。そして、サーチ周波数制御部109は、サーチ基準周波数を基準としてGPS信号のサーチ対象周波数を決定し、GPS信号受信部104に対して逐次指示するが、その際に基準補正情報格納部123に格納された基準補正情報を基にしてサーチ対象周波数の補正を行う。   The search frequency control unit 109 stores the latest reference correction information generated by the reference frequency setting unit 121 or the clock frequency estimation unit 122 in the reference correction information storage unit 123. Then, the search frequency control unit 109 determines a GPS signal search target frequency based on the search reference frequency, and sequentially instructs the GPS signal reception unit 104. At that time, the search frequency control unit 109 stores the GPS signal search unit in the reference correction information storage unit 123. The search target frequency is corrected based on the reference correction information.

図3は、図2に示すGPS信号受信部104の回路構成を示すものである。GPS信号受信部104は、増幅回路131と、第1のミキサ132と、第1の帯域制限フィルタ133と、第2のミキサと134と、第2の帯域制限フィルタ135と、アナログデジタル(A/D)変換器136と、第3のミキサ137と、積分器138と、周波数逓倍器139と、数値制御発振器(Numerical Controlled Oscillator:NCO)140と、PRNコード生成部141と、から主に構成される。   FIG. 3 shows a circuit configuration of the GPS signal receiving unit 104 shown in FIG. The GPS signal receiving unit 104 includes an amplifier circuit 131, a first mixer 132, a first band limiting filter 133, a second mixer and 134, a second band limiting filter 135, analog digital (A / D) It is mainly composed of a converter 136, a third mixer 137, an integrator 138, a frequency multiplier 139, a numerically controlled oscillator (NCO) 140, and a PRN code generation unit 141. The

周波数逓倍器139は、GPSクロック信号を逓倍してGPS信号の搬送波の周波数レベルの第1のローカル信号(周波数:fLo1)に変換する。図2に示すGPS用アンテナ103で受信された受信信号は、増幅回路131で増幅され、第1のミキサ132でこの第1のローカル信号と乗算されてから、第1の帯域制限フィルタ133で不要な周波数成分を除去することでGPS信号は第1のIF(Intermediate Frequency)周波数(fIF1)にダウンコンバートされる。数値制御発振器140は、GPSクロック信号を動作クロックとし、入力されるサーチ対象周波数と同一の周波数をもつ第2のローカル信号(周波数:fLo2)を生成する。第1の帯域制限フィルタ133から出力される第1のIF周波数に変換された受信信号は、第2のミキサ134でこの第2のローカル信号と乗算され、第2のIF周波数(fIF2)に変換される。ここでは第2のIF周波数はベースバンド相当の信号、すなわち0Hz付近としているが、第2のIF周波数fLo2はベースバンドでなくても構わない。第2のIF周波数fLo2に変換された受信信号は、第2の帯域制限フィルタ135で不要な周波数成分が除去される。そして、アナログデジタル変換器136で、デジタル信号に変換される。 The frequency multiplier 139 multiplies the GPS clock signal and converts it to a first local signal (frequency: f Lo1 ) at the frequency level of the carrier wave of the GPS signal. The reception signal received by the GPS antenna 103 shown in FIG. 2 is amplified by the amplifier circuit 131, multiplied by the first local signal by the first mixer 132, and then unnecessary by the first band limiting filter 133. By removing such frequency components, the GPS signal is down-converted to a first IF (Intermediate Frequency) frequency (f IF1 ). The numerically controlled oscillator 140 generates a second local signal (frequency: f Lo2 ) having the same frequency as the input search target frequency using the GPS clock signal as an operation clock. The received signal converted to the first IF frequency output from the first band-limiting filter 133 is multiplied by the second local signal by the second mixer 134, and the second IF frequency (f IF2 ) is multiplied. Converted. Here, the second IF frequency is a signal equivalent to a baseband, that is, near 0 Hz, but the second IF frequency fLo2 may not be a baseband. From the received signal converted to the second IF frequency f Lo2 , an unnecessary frequency component is removed by the second band limiting filter 135. Then, it is converted into a digital signal by the analog-digital converter 136.

PRNコード生成部141は、PRNコードを数値制御発振器140から出力されるクロック信号に同期してPRNコードを生成する。アナログデジタル変換器136でデジタル化された受信信号は、第3のミキサ137でこの生成されたPRNコードと乗算され、積分器138で積分される。すなわち、受信する信号がGPS信号であり、なおかつ数値制御発振器140から出力されるクロック信号がこれと周波数同期したとき、PRNコード生成部141が出力するPRNコードとの同期が確立し、積分器138が出力する積分値はピークをとる。したがって、図2に示す測位演算部105は、この積分値を監視することによって、コード同期が確立されたか否かを判別し、GPS信号の捕捉を検出する。   The PRN code generation unit 141 generates the PRN code in synchronization with the clock signal output from the numerical control oscillator 140. The received signal digitized by the analog / digital converter 136 is multiplied by the generated PRN code by the third mixer 137 and integrated by the integrator 138. That is, when the received signal is a GPS signal and the clock signal output from the numerically controlled oscillator 140 is frequency-synchronized with this, synchronization with the PRN code output from the PRN code generation unit 141 is established, and the integrator 138 The integrated value output by takes a peak. Therefore, the positioning calculation unit 105 shown in FIG. 2 determines whether code synchronization has been established by monitoring this integral value, and detects the capture of the GPS signal.

数値制御発振器140の設定周波数は、GPSクロック信号の周波数が理想値に一致する前提での内容となっている。具体的には、前記した第1のローカル信号はGPSクロック信号を逓倍したものであり、更に第2のローカル信号を出力する数値制御発振器140はGPSクロック信号の周波数が正しいものとして動作するため、その上で設定された周波数で第2のローカル信号を出力する。したがって、サーチ対象周波数をfと設定した場合、GPSクロック信号の周波数をfclk、周波数逓倍器139の逓倍率をNとすると、数値制御発振器140の設定周波数(fnco)を以下の式(1)で表される内容に設定することで、サーチ対象周波数fをサーチすることが可能となる。 The set frequency of the numerically controlled oscillator 140 is based on the assumption that the frequency of the GPS clock signal matches the ideal value. Specifically, the first local signal described above is obtained by multiplying the GPS clock signal, and the numerically controlled oscillator 140 that outputs the second local signal operates on the assumption that the frequency of the GPS clock signal is correct. Then, the second local signal is output at the frequency set. Therefore, when the search target frequency is set to f s , the frequency of the GPS clock signal is set to f clk , and the multiplication rate of the frequency multiplier 139 is set to N 1, and the set frequency (f nco ) of the numerically controlled oscillator 140 is expressed by the following equation: By setting the content represented by (1), it becomes possible to search the search target frequency f s .

nco=f−N×fclk−fIF2……(1) f nco = f s -N 1 × f clk -f IF2 ...... (1)

GPSクロック信号の周波数が理想値からずれている場合には、第1のローカル信号および第2のローカル信号も周波数が想定する周波数からずれたものとなる。たとえば、GPSクロック信号の周波数が理想値のm倍であった場合、出力される第1のローカル信号の周波数および第2のローカル信号の周波数も想定される周波数のm倍となる。したがって、これらの信号によってダウンコンバートされて出力される信号、すなわちIF変換された受信信号の周波数も、指定されたサーチ対象周波数fに対応するIF周波数からずれたものとなる。 When the frequency of the GPS clock signal is deviated from the ideal value, the first local signal and the second local signal are also deviated from the assumed frequency. For example, when the frequency of the GPS clock signal is m times the ideal value, the frequency of the first local signal and the frequency of the second local signal that are output are also m times the expected frequency. Therefore, the frequency of the signal that is down-converted by these signals, that is, the IF-converted received signal is also shifted from the IF frequency corresponding to the designated search target frequency f s .

なお、GPS信号の捕捉は、図1に示す4つのGPS衛星24−1〜24−4の全てについてそれぞれ異なるチャネルで行われる必要がある。ここでは、説明の簡便化のために、GPS信号受信部104にはGPS衛星24−1に対応する構成のみが備えられているものとするが、実際にはチャネルごとに図3に示す構成が備えられる。   Note that the GPS signal needs to be captured on different channels for all of the four GPS satellites 24-1 to 24-4 shown in FIG. Here, for simplification of explanation, it is assumed that the GPS signal receiving unit 104 is provided with only a configuration corresponding to the GPS satellite 24-1, but actually, the configuration shown in FIG. Provided.

以上の構成を有する携帯電話機10について、以下、各装置部の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of each device unit of the mobile phone 10 having the above configuration will be described.

測位開始指示入力部113は、図示しないがキースイッチを備えている。携帯電話機10のユーザは、このキースイッチを操作することによって任意のタイミングでGPSによる測位の開始の指示を入力できる。また、携帯電話機10搭載のアプリケーションソフトウェアあるいは携帯電話網21側からの測位開始の指示の入力も受け付ける。測位開始指示入力部113は、この測位開始の指示が入力されると、その旨を示す測位開始指示情報をGPS用クロック生成部106およびトリガ出力部111に出力する。   The positioning start instruction input unit 113 includes a key switch (not shown). The user of the mobile phone 10 can input an instruction to start positioning by GPS at any timing by operating this key switch. In addition, an input of a positioning start instruction from the application software installed in the mobile phone 10 or the mobile phone network 21 side is also accepted. When this positioning start instruction is input, the positioning start instruction input unit 113 outputs positioning start instruction information indicating that to the GPS clock generation unit 106 and the trigger output unit 111.

GPS用クロック生成部106は、測位開始指示情報が入力されると、温度補償型水晶発振器への電源供給を開始し、GPSクロック信号の出力を開始する。トリガ出力部111は、測位開始指示情報が入力されると、まずタイマ110を値「0」に初期化するとともにその計時を開始させ、更に周波数比較部107に対してトリガを出力する。   When the positioning start instruction information is input, the GPS clock generation unit 106 starts supplying power to the temperature compensated crystal oscillator and starts outputting the GPS clock signal. When the positioning start instruction information is input, the trigger output unit 111 first initializes the timer 110 to a value “0” and starts timing thereof, and further outputs a trigger to the frequency comparison unit 107.

周波数比較部107は、トリガ出力部111からトリガが入力されると、無線通信部102が出力する基準クロック信号とGPS用クロック生成部106が出力するGPSクロック信号の入力を開始する。そして、GPSクロック信号の周波数をその理想値と比較し、その周波数の差分を、周波数差情報として基準周波数制御部108の基準周波数設定部121へと出力する。この周波数差情報は、たとえば基準クロック信号が所定回数立ち上がる区間にGPSクロック信号が何回立ち上がるかをカウントし、GPSクロック信号の周波数が理想値であったときに得られるカウント値と実際のカウント値を比較することによって求めることができる。   When a trigger is input from the trigger output unit 111, the frequency comparison unit 107 starts to input a reference clock signal output from the wireless communication unit 102 and a GPS clock signal output from the GPS clock generation unit 106. Then, the frequency of the GPS clock signal is compared with the ideal value, and the difference between the frequencies is output to the reference frequency setting unit 121 of the reference frequency control unit 108 as frequency difference information. This frequency difference information is obtained by counting how many times the GPS clock signal rises in a section where the reference clock signal rises a predetermined number of times, for example, and the count value obtained when the frequency of the GPS clock signal is an ideal value and the actual count value Can be obtained by comparing.

基準周波数設定部121は、後に説明する基準周波数設定処理によって、周波数比較部107からの周波数差情報の入力に対応して、サーチ周波数制御部109に対して基準補正情報を出力する。また、適宜、クロック周波数推定部122に対して周波数差情報を出力する。   The reference frequency setting unit 121 outputs reference correction information to the search frequency control unit 109 in response to the input of the frequency difference information from the frequency comparison unit 107 by a reference frequency setting process described later. Further, frequency difference information is output to the clock frequency estimation unit 122 as appropriate.

クロック周波数推定部122は、後に説明する周波数変動判別処理によって、基準周波数設定部121からの周波数差情報の入力に対応して、GPSクロック信号の変動の状態を判別し、各時刻における周波数を推定して適切な基準補正情報を生成する。   The clock frequency estimator 122 discriminates the state of fluctuation of the GPS clock signal in response to the input of the frequency difference information from the reference frequency setting unit 121 by frequency fluctuation discrimination processing described later, and estimates the frequency at each time Thus, appropriate reference correction information is generated.

サーチ周波数制御部109は、基準補正情報を入力されるたびに、その基準補正情報で基準補正情報格納部123の格納内容を更新する。サーチ周波数制御部109は、サーチ対象周波数を制御するためのサーチ周波数制御アルゴリズムを予め用意している。そして、基準補正情報格納部123に格納された基準補正情報をこのサーチ周波数制御アルゴリズムに使用することによって、予め定められたサーチ範囲についてのGPS信号の順次走査(シーケンシャルスキャン)を実現する。   Each time the reference correction information is input, the search frequency control unit 109 updates the content stored in the reference correction information storage unit 123 with the reference correction information. The search frequency control unit 109 prepares a search frequency control algorithm for controlling the search target frequency in advance. Then, by using the reference correction information stored in the reference correction information storage unit 123 for the search frequency control algorithm, a GPS signal is sequentially scanned (sequential scan) for a predetermined search range.

このサーチ周波数制御アルゴリズムは、図17での説明と同様にサーチ基準周波数を基準としてサーチ対象周波数を高周波側と低周波数側の両方に時間の経過とともに移動させていき、予め定められたサーチ範囲についてのGPS信号のサーチを行うためのものである。サーチ周波数制御部109は、このサーチ周波数制御アルゴリズムによって決定される本来指定すべきサーチ対象周波数に、基準補正情報格納部123の格納値を乗じたものを、図3に示す数値制御発振器140に対して出力する。すなわち、GPSクロック信号の周波数の理想値とのずれを補う形で、GPS信号受信部104に入力するサーチ対象周波数を補正するようになっている。   This search frequency control algorithm moves the search target frequency to both the high frequency side and the low frequency side as time elapses with reference to the search reference frequency in the same manner as described with reference to FIG. The GPS signal is searched for. The search frequency control unit 109 multiplies the search target frequency determined by this search frequency control algorithm by the stored value of the reference correction information storage unit 123 to the numerically controlled oscillator 140 shown in FIG. Output. That is, the search target frequency input to the GPS signal receiving unit 104 is corrected so as to compensate for the deviation from the ideal value of the frequency of the GPS clock signal.

図4は、トリガ出力部111によるトリガ出力処理の流れを示すである。トリガ出力部111は、図2に示した測位開始指示入力部113から測位開始指示情報を入力されると(ステップS201:YES)、タイマ110を初期化するとともに、予め定められた周期Sでトリガを出力するために使用するパラメータnに初期値「1」を設定し(ステップS202)、トリガを周波数比較部107へと出力する(ステップS203)。そして、GPS信号のサーチがまだ終了していない場合には(ステップS204:NO)、トリガ出力部111は、タイマ110が出力する時間情報が、周期Sにそのときのパラメータnを乗じた値に達したか否かの判別を行う(ステップS205)。まだ到達していない場合には(NO)、ステップS204へと戻る。   FIG. 4 shows a flow of trigger output processing by the trigger output unit 111. When receiving the positioning start instruction information from the positioning start instruction input unit 113 shown in FIG. 2 (step S201: YES), the trigger output unit 111 initializes the timer 110 and triggers at a predetermined cycle S. Is set to the parameter n used to output (step S202), and a trigger is output to the frequency comparison unit 107 (step S203). If the GPS signal search has not ended yet (step S204: NO), the trigger output unit 111 sets the time information output by the timer 110 to a value obtained by multiplying the period S by the parameter n at that time. It is determined whether or not it has been reached (step S205). If not reached yet (NO), the process returns to step S204.

トリガ出力部111は、タイマ110が出力する時間情報が周期Sにパラメータnを乗じた値に達した場合には(ステップS205:YES)、パラメータnを値「1」だけ増加させ(ステップS206)、ステップS203へ戻り、再びトリガを出力する。すなわち、周期Sでトリガが出力され、繰り返し基準周波数設定部121に周波数差情報が入力される。なお、タイマ110は、GPSクロック信号や無線通信部102が出力する基準クロック信号に同期する形でも良いし、図示しない他のクロック源の信号を使用して別途計時を行うようにしても良い。そして、GPS信号のサーチが終了すると(ステップS204:YES)、ステップS201へ戻り、再び新たに測位開始指示情報が入力されるのを待機する(リターン)。   When the time information output from the timer 110 reaches the value obtained by multiplying the period S by the parameter n (step S205: YES), the trigger output unit 111 increases the parameter n by the value “1” (step S206). Returning to step S203, the trigger is output again. That is, a trigger is output at a period S, and frequency difference information is input to the repetitive reference frequency setting unit 121. The timer 110 may be synchronized with a GPS clock signal or a reference clock signal output from the wireless communication unit 102, or may be separately timed using a signal from another clock source (not shown). When the GPS signal search is completed (step S204: YES), the process returns to step S201 and waits for new positioning start instruction information to be input again (return).

なお、GPS信号のサーチが終了するのは、たとえば、測位に必要な数のGPS衛星24との間でコード同期を確立できたときや、後に説明する所定のサーチ範囲についてサーチを実施したものの、測位に必要な数のGPS衛星24との間でコード同期を確立できなかったときである。この場合には、トリガ出力部111はステップS202へ戻り、再度一連のサーチ処理を再実行するようにしてもよい。   Note that the GPS signal search ends when, for example, code synchronization has been established with the number of GPS satellites 24 necessary for positioning, or a search is performed for a predetermined search range described later. This is when the code synchronization cannot be established with the number of GPS satellites 24 necessary for positioning. In this case, the trigger output unit 111 may return to step S202 and re-execute a series of search processes.

図5は、基準周波数設定部121による基準周波数設定処理の流れを示すフロー図である。基準周波数設定部121は、周波数比較部107から周波数差情報が入力されると(ステップS221:YES)、その内容に対応してサーチ周波数制御部109に設定すべき基準補正情報を生成するとともに、サーチ周波数制御部109に対してサーチ対象周波数の初期化を指示する(ステップS222)。この基準補正情報およびサーチ対象周波数の初期化については、後に詳しく説明する。   FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the reference frequency setting process by the reference frequency setting unit 121. When the frequency difference information is input from the frequency comparison unit 107 (step S221: YES), the reference frequency setting unit 121 generates reference correction information to be set in the search frequency control unit 109 corresponding to the content, The search frequency control unit 109 is instructed to initialize the search target frequency (step S222). The initialization of the reference correction information and the search target frequency will be described in detail later.

基準周波数設定部121は、測位の開始が指示されてから2回目以降の周波数差情報の入力ではない場合、すなわちサーチ開始時であって1回目の周波数差情報の入力の場合には(ステップS223:NO)、基準補正情報をサーチ周波数制御部109へと出力するとともに、周波数差情報を周波数差情報格納部112に格納する(ステップS224)。そして、基準周波数設定部121は、再び周波数差情報が入力されるのを待機する(リターン)。   The reference frequency setting unit 121 does not input the frequency difference information for the second and subsequent times after the start of positioning is instructed, that is, when the first frequency difference information is input at the start of the search (step S223). : NO), the reference correction information is output to the search frequency control unit 109, and the frequency difference information is stored in the frequency difference information storage unit 112 (step S224). Then, the reference frequency setting unit 121 waits for frequency difference information to be input again (return).

基準周波数設定部121は、測位の開始が指示されてから2回目以降の周波数差情報の入力の場合、すなわちサーチが開始されてから過去に他の周波数差情報を入力されている場合には(ステップS223:YES)、クロック周波数推定部122に最新の周波数差情報と基準補正情報を出力し、基準補正情報の調整を指示する(ステップS225)。そして、基準周波数設定部121は、再び周波数差情報が入力されるのを待機する(リターン)。   When the frequency difference information is input for the second and subsequent times after the start of positioning is instructed, that is, when other frequency difference information has been input in the past since the search was started, the reference frequency setting unit 121 ( Step S223: YES), the latest frequency difference information and the reference correction information are output to the clock frequency estimation unit 122 to instruct the adjustment of the reference correction information (Step S225). Then, the reference frequency setting unit 121 waits for frequency difference information to be input again (return).

図6は、クロック周波数推定部122によるクロック周波数推定処理の流れを示すフロー図である。クロック周波数推定部122は、基準周波数設定部121から最新の周波数差情報を入力されて基準補正情報の調整を指示されると(ステップS241:YES)、周波数差情報格納部112から基準周波数設定部121によって最後に格納された周波数差情報とこれに対応付けられた時間情報を読み出すとともに、現時点の時刻を示す時間情報を入力する。そして、最後に格納された周波数差情報に対する最新の周波数差情報の周波数変動量を特定するとともに、この周波数変動量に対応する経過時間を特定する(ステップS242)。この経過時間の特定は、トリガ出力部111に設定された周期Sによって定まるので、既定値としてもよい。   FIG. 6 is a flowchart showing a flow of clock frequency estimation processing by the clock frequency estimation unit 122. When the latest frequency difference information is input from the reference frequency setting unit 121 and the adjustment of the reference correction information is instructed (step S241: YES), the clock frequency estimation unit 122 receives a reference frequency setting unit from the frequency difference information storage unit 112. 121 reads out the frequency difference information stored last and the time information associated therewith, and inputs the time information indicating the current time. And while specifying the frequency variation | change_quantity of the newest frequency difference information with respect to the frequency difference information stored at the end, the elapsed time corresponding to this frequency variation | change_quantity is specified (step S242). The specification of the elapsed time is determined by the cycle S set in the trigger output unit 111, and may be a default value.

クロック周波数推定部122は、更に、この特定された周波数変動量および経過時間を基にGPSクロック信号の周波数の変化率を演算し(ステップS243)、その演算結果と最新の周波数差情報を基に、基準補正情報を調整するための補正情報調整アルゴリズムを決定する(ステップS244)。この補正情報調整アルゴリズムについては、後に図を用いて説明する。   The clock frequency estimation unit 122 further calculates the rate of change in the frequency of the GPS clock signal based on the identified frequency fluctuation amount and elapsed time (step S243), and based on the calculation result and the latest frequency difference information. Then, a correction information adjustment algorithm for adjusting the reference correction information is determined (step S244). The correction information adjustment algorithm will be described later with reference to the drawings.

そして、クロック周波数推定部122は、最新の周波数差情報を周波数差情報格納部112に格納し(ステップS245)、決定された補正情報調整アルゴリズムを使用してその時点に設定すべき基準補正情報を演算し、サーチ周波数制御部109へと出力する(ステップS246)。以降、基準補正情報の調整が新たに指示されず(ステップS247:NO)、GPS信号のサーチが終了していない間は(ステップS248:NO)、ステップS246へ戻って基準補正情報の演算とサーチ周波数制御部109への出力が繰り返される。   Then, the clock frequency estimation unit 122 stores the latest frequency difference information in the frequency difference information storage unit 112 (step S245), and uses the determined correction information adjustment algorithm to determine reference correction information to be set at that time. Calculate and output to the search frequency control unit 109 (step S246). Thereafter, when a new instruction for adjusting the reference correction information is not given (step S247: NO) and the search of the GPS signal is not completed (step S248: NO), the process returns to step S246 to calculate and search the reference correction information. The output to the frequency control unit 109 is repeated.

クロック周波数推定部122は、基準周波数設定部121から最新の周波数差情報と基準補正情報とを新たに入力されて基準補正情報の調整を指示されると(ステップS247:YES)、ステップS242へ戻り、周波数差情報格納部112に格納された周波数差情報と新たに入力された基準補正情報とを基に新たな補正情報調整アルゴリズムを決定し、基準補正情報の調整を継続する。このようにステップS242からステップS248までを繰り返すうちにGPS信号のサーチが終了すると(ステップS248:YES)、クロック周波数推定部122は、再びステップS241へ戻って最初の基準補正情報の調整の指示を待機する(リターン)。   When the latest frequency difference information and the reference correction information are newly input from the reference frequency setting unit 121 and the clock frequency estimation unit 122 is instructed to adjust the reference correction information (step S247: YES), the clock frequency estimation unit 122 returns to step S242. Then, a new correction information adjustment algorithm is determined based on the frequency difference information stored in the frequency difference information storage unit 112 and the newly input reference correction information, and the adjustment of the reference correction information is continued. As described above, when the GPS signal search is completed while repeating steps S242 to S248 (step S248: YES), the clock frequency estimating unit 122 returns to step S241 again to give an instruction to adjust the first reference correction information. Wait (return).

図7は、GPS信号受信部104によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。説明の簡便化のため、以下、GPSクロック信号の理想的な周波数が、PRNコードのチップレートと同一であり、サーチ周波数制御部109の基準補正情報格納部123には、初期値として値「1」が格納されているものとする。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of how the search target frequency is changed by the GPS signal receiving unit 104. The horizontal axis represents the elapsed time since the search was started, and the vertical axis represents the frequency. In order to simplify the description, the ideal frequency of the GPS clock signal is the same as the chip rate of the PRN code, and the reference correction information storage unit 123 of the search frequency control unit 109 has an initial value “1”. "Is stored.

ここで、第1の時刻tにトリガ出力部111がトリガを出力し、これに対応して第1の周波数差情報Δfが基準周波数設定部121へと入力されたとする。基準補正情報は、既に説明したように実際のGPSクロック信号の周波数に対するGPSクロック信号の周波数の理想値の比を表す情報である。したがって、基準周波数設定部121は、PRNコードのチップレート、すなわちここではGPSクロック信号の理想的な周波数をサーチ基準周波数fとすると、基準補正情報を、f/(f+Δf)で表される値に決定する。 Here, it is assumed that the trigger output unit 111 outputs a trigger at the first time t 1 and the first frequency difference information Δf 1 is input to the reference frequency setting unit 121 correspondingly. The reference correction information is information representing the ratio of the ideal value of the GPS clock signal frequency to the actual GPS clock signal frequency as described above. Accordingly, the reference frequency setting unit 121 sets the reference correction information as f b / (f b + Δf 1 ), where the chip rate of the PRN code, that is, the ideal frequency of the GPS clock signal here is the search reference frequency f b. Determine the value represented.

すると、同図に示すように、第1の時刻tの直後には、実際にGPS信号受信部104でサーチされる際の基準となる周波数(以下、「実サーチ基準周波数」という。)fはサーチ基準周波数fにほぼ一致する。 Then, as shown in the figure, immediately after the first time t 1 , a frequency (hereinafter referred to as “actual search reference frequency”) f that is a reference when the GPS signal receiving unit 104 actually performs a search f. s is approximately equal to the search reference frequency f b.

ただし、第1の周波数差情報Δfは無線クロック信号に基づいて生成されているため、GPS信号のPRNコードのチップレートとしてのGPS信号周波数fとの間に、周波数誤差Δdは残る。しかしながら、GPS用クロック生成部106の発振周波数を調整した場合に比べて、その周波数精度は数ppm(parts per million)から1ppm以下の値へと向上する。また、この周波数誤差Δdは、無線通信部102の周波数精度(周波数確度)によって決まってくる。したがって、理想的なサーチ範囲A、すなわちサーチ対象周波数301の周波数上限値fmaxと周波数下限値fminとの間の範囲は、この無線通信部102の周波数精度に対応する大きさで、なおかつサーチ基準周波数fが中心となるように設定されている。また、基準周波数設定部121は、第1の周波数差情報Δfを周波数差情報格納部112に格納させる。 However, since the first frequency difference information Δf 1 is generated based on the radio clock signal, the frequency error Δd remains between the GPS signal frequency f 0 as the chip rate of the PRN code of the GPS signal. However, compared with the case where the oscillation frequency of the GPS clock generation unit 106 is adjusted, the frequency accuracy is improved from several ppm (parts per million) to a value of 1 ppm or less. The frequency error Δd is determined by the frequency accuracy (frequency accuracy) of the wireless communication unit 102. Therefore, the ideal search range A, that is, the range between the frequency upper limit value f max and the frequency lower limit value f min of the search target frequency 301 is a size corresponding to the frequency accuracy of the wireless communication unit 102, and the search is performed. reference frequency f b is set to be the center. In addition, the reference frequency setting unit 121 stores the first frequency difference information Δf 1 in the frequency difference information storage unit 112.

そして、サーチ周波数制御部109が使用するサーチ周波数制御アルゴリズムは、所定の増加率および増減率で、サーチ対象周波数301を時間とともに変化させる。この増加率と増減率は、GPSクロック信号の周波数が理想値を保つとき、サーチ範囲Aについてのサーチを所定の時間内に完了できるような値が設定されている。   The search frequency control algorithm used by the search frequency control unit 109 changes the search target frequency 301 with time at a predetermined increase rate and increase / decrease rate. The increase rate and the increase / decrease rate are set such that the search for the search range A can be completed within a predetermined time when the frequency of the GPS clock signal maintains an ideal value.

ここで、GPSクロック信号の周波数がサーチ中の周辺温度の変化によって変動し、同図に示すように実サーチ基準周波数fは第1の時刻tから徐々に下降しているものとする。すると、前記したサーチ周波数制御アルゴリズムによって決定されるサーチ対象周波数301も、サーチ基準周波数fを基準としているため、理想的なサーチ対象周波数から徐々に下側にずれていくことになる。すると、サーチ基準周波数f以上の周波数帯域に設定されるサーチ対象周波数301としての高周波側サーチ対象周波数301がサーチ範囲Aの周波数上限値fmaxに到達するのに時間がかかる。すると、同図に示すようにGPS信号周波数fがサーチ基準周波数fよりも高い側の周波数となっている場合、GPS信号を捕捉するのに時間がかかる。一方で、サーチ基準周波数f以下の周波数帯域に設定されるサーチ対象周波数301としての低周波側サーチ対象周波数301は、早い時刻にサーチ範囲Aの周波数下限値fminに到達してしまう。 Here, it is assumed that the frequency of the GPS clock signal fluctuates due to a change in ambient temperature during the search, and the actual search reference frequency f s gradually decreases from the first time t 1 as shown in FIG. Then, the search target frequency 301 determined by the search frequency control algorithm described above also, since the reference is the search reference frequency f s, so that gradually shifted to the lower side gradually from the ideal search target frequency. Then, take the time to frequency side search target frequency 301 1 as search target frequency 301 set in the search reference frequency f b or more frequency bands reaches the upper frequency limit value f max of the search range A. Then, if the GPS signal frequency f 0 as shown in the figure has a frequency of higher side than search reference frequency f b, the time to acquire the GPS signals such. On the other hand, the low-frequency side search target frequency 301 2 as the search target frequency 301 is set below the frequency band search reference frequency f b is thus reached the lower frequency limit value f min of the search range A at an earlier time.

ここで、第1の時刻tから第1の時間Δtが経過した第2の時刻tにトリガ出力部111がトリガを出力し、これに対応して第2の周波数差情報Δfが基準周波数設定部121へと入力されたとする。すると、クロック周波数推定部122は、これら第2の周波数差情報Δfおよび第1の時間Δtと、周波数差情報格納部112に格納された第1の周波数差情報Δfを基に、補正情報調整アルゴリズムを決定する。 Here, the trigger output unit 111 outputs a trigger at the second time t 2 when the first time Δt 1 has elapsed from the first time t 1, and the second frequency difference information Δf 2 is correspondingly generated. Assume that the input is made to the reference frequency setting unit 121. Then, the clock frequency estimation unit 122 performs correction based on the second frequency difference information Δf 2 and the first time Δt 1 and the first frequency difference information Δf 1 stored in the frequency difference information storage unit 112. Determine the information adjustment algorithm.

第1の周波数差情報Δfに対する第2の周波数差情報Δfの差分を周波数変動量Δfで表すと、GPSクロック信号の周波数の変動速度、すなわち実サーチ基準周波数fの変動速度は、Δf/Δtで表される。すなわち、タイマ110が出力する時間情報をタイマ出力時間tとすると、第1の時刻tから第2の時刻tまでの区間の実サーチ基準周波数fのサーチ基準周波数fとの周波数差は、t×Δf/Δtで表される。したがって、クロック周波数推定部122は、基準補正情報を決定するための補正情報調整アルゴリズムを、f/(f+Δf+t×Δf/Δt)で表される内容に決定する。 When the difference of the second frequency difference information Δf 2 with respect to the first frequency difference information Δf 1 is expressed by a frequency fluctuation amount Δf, the fluctuation speed of the frequency of the GPS clock signal, that is, the fluctuation speed of the actual search reference frequency f s is Δf / Δt 1 . That is, assuming that the time information output from the timer 110 is the timer output time t, the frequency difference between the actual search reference frequency f s and the search reference frequency f b in the section from the first time t 1 to the second time t 2. Is represented by t × Δf / Δt 1 . Therefore, the clock frequency estimation unit 122 determines the correction information adjustment algorithm for determining the reference correction information to the content represented by f b / (f b + Δf 1 + t × Δf / Δt 1 ).

すると、実サーチ基準周波数fが第2の時刻t以降も同様に変化するような場合には、この補正情報調整アルゴリズムで決定される基準補正情報を逐次指定していくことによって、第2の時刻t以降は同図に示すように実サーチ基準周波数fはサーチ基準周波数fにほぼ一致した状態を保つことができる。すると、同図に示すようにサーチ対象周波数301もサーチ基準周波数fの上下に理想的な増加率および増減率で変化していくことになる。したがって、サーチ基準周波数の設定を第1の時刻tのみ行うのに比べて、GPS信号周波数fを早く捕捉することが可能となり、ここでは第3の時刻tに捕捉されることになる。 Then, if the actual search reference frequency f s changes in the same way after the second time t 2, the reference correction information determined by this correction information adjustment algorithm is sequentially designated, so that the second time t 2 after the real search reference frequency f s, as shown in the figure can be maintained almost the same state to search reference frequency f b. Then, so that will change the ideal increase rate and decrease rate in the vertical search target frequency 301 also search the reference frequency f b as shown in FIG. Therefore, it is possible to capture the GPS signal frequency f 0 earlier than when the search reference frequency is set only at the first time t 1 , and here, it is captured at the third time t 3. .

図8は、参考のために基準補正情報の設定を第1の時刻tにのみ行った場合のGPS信号受信部104によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、図7に対応するものである。実サーチ基準周波数fは、図7の第2の時刻tまでの状態を継続する形で徐々に下降していく。そして、サーチ対象周波数301がGPS信号周波数fを捕捉するのは、図7の第3の時刻tよりも後の第4の時刻tとなることがわかる。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a change in frequency to be searched by the GPS signal receiving unit 104 when the reference correction information is set only at the first time t 1 for reference. It corresponds to. Actual search reference frequency f s is descends gradually in the form of continued state until the second time t 2 in FIG. Then, it is understood that the search target frequency 301 captures the GPS signal frequency f 0 at a fourth time t 4 after the third time t 3 in FIG.

なお、サーチ周波数制御部109のサーチ対象周波数は第2の時刻tに初期化されるため、再びサーチ基準周波数fからのサーチを開始する。これは、実サーチ基準周波数fの補正のみを行うと、サーチ対象周波数301が連続性を失い、サーチが行われない周波数帯域が発生する可能性があるためである。 Note that search target frequency of the search frequency controller 109 to be initialized to the second time t 2, the re-start the search from the search reference frequency f b. This, when only the correction of the actual search reference frequency f s, the search target frequency 301 loses continuity, because the search frequency band is not performed may occur.

図2に示すGPS信号受信部104では、GPS信号受信部104で捕捉されたGPS信号から元の信号を抽出し、コード同期時のコード位相や、周波数、信号レベルといった衛星捕捉情報を測位演算部105へと出力する。具体的には、図3に示す積分器138は、コード同期が確立されると、その出力がピークをとる。そこで、測位演算部105はこのピークを検出することによって、上記した衛星捕捉情報を取得することができる。測位演算部105は、取得した各衛星捕捉情報を基に測位演算を行い、測位結果を出力する。具体的には、PRNコードの位相シフト量から図1に示す4つのGPS衛星24−1〜24−4それぞれとの間の疑似距離を算出し、算出された各疑似距離を元に現在位置を算出し、その算出結果を出力する。   In the GPS signal receiving unit 104 shown in FIG. 2, the original signal is extracted from the GPS signal captured by the GPS signal receiving unit 104, and the satellite capturing information such as the code phase, frequency, and signal level at the time of code synchronization is determined by the positioning calculation unit. To 105. Specifically, the integrator 138 shown in FIG. 3 has a peak output when code synchronization is established. Therefore, the positioning calculation unit 105 can acquire the satellite capture information described above by detecting this peak. The positioning calculation unit 105 performs a positioning calculation based on the acquired satellite acquisition information, and outputs a positioning result. Specifically, a pseudo distance between each of the four GPS satellites 24-1 to 24-4 shown in FIG. 1 is calculated from the phase shift amount of the PRN code, and the current position is calculated based on each calculated pseudo distance. Calculate and output the calculation result.

以上説明したように、本発明の実施の形態1によれば、サーチを行う区間に複数回にわたってGPSクロック信号の周波数を基準クロック信号の周波数と比較し、その複数の比較結果を基にGPSクロック信号の変動速度を検出し、その後のGPSクロック信号の変動を予測する。そして、その予測されたGPSクロック信号の変動を補償する形で、サーチ基準周波数の補正を行う。これにより、サーチ開始後にGPSクロック信号が変動する場合でも、実際のサーチ基準周波数を理想値に合わせこむことができ、設定されたサーチ範囲についてのGPS信号のサーチをより確実に行うことができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the frequency of the GPS clock signal is compared with the frequency of the reference clock signal a plurality of times during the search period, and the GPS clock is based on the plurality of comparison results. The fluctuation speed of the signal is detected, and the fluctuation of the GPS clock signal thereafter is predicted. Then, the search reference frequency is corrected so as to compensate for the predicted fluctuation of the GPS clock signal. Thereby, even when the GPS clock signal fluctuates after the search starts, the actual search reference frequency can be adjusted to the ideal value, and the GPS signal search for the set search range can be performed more reliably.

なお、サーチを開始する前にGPSクロック信号の変動速度の検出を行うようにしてもよい。また、異なる3つ以上の時刻で周波数の比較を行い、GPSクロック信号の変動状態を定義する二次以上の関数を求め、これを使用してGPSクロック信号の変動を予測するようにしてもよい。   Note that the fluctuation speed of the GPS clock signal may be detected before the search is started. Further, frequency comparison may be performed at three or more different times to obtain a quadratic or higher order function that defines the fluctuation state of the GPS clock signal, and this may be used to predict fluctuations in the GPS clock signal. .

(実施の形態2)
実サーチ基準周波数の変動の仕方は、温度補償型水晶発振器の周囲温度や装置の動作状態等の特定の情報と対応してパターン化されていることが多い。このような場合、この特定の情報がどのような状態のときに実サーチ基準周波数がどのようなパターンで変動するかが予め特定されていれば、より高い精度で実サーチ基準周波数の補正を行うことができ、より確実にGPS信号の捕捉を行うことができる。
(Embodiment 2)
The actual search reference frequency is often changed in a pattern corresponding to specific information such as the ambient temperature of the temperature compensated crystal oscillator and the operating state of the apparatus. In such a case, the actual search reference frequency is corrected with higher accuracy if the pattern in which the actual search reference frequency fluctuates in what state is this specific information. GPS signals can be captured more reliably.

図9は、本発明の実施の形態2に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図であり、実施の形態1の図2に対応するものである。そこで、図2と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。この携帯電話機40は、図2のクロック周波数推定部122とは異なる内容のクロック周波数推定処理を行うクロック周波数推定部422を有する基準周波数制御部408を備えている。また、周波数差情報格納部112は備えておらず、過去のGPSクロック信号の周波数変動に関する情報としての周波数変動情報を管理する周波数変動情報管理部414と、携帯電話機40の各種ホスト処理を行うホスト処理部415を備えている。また、周波数変動情報管理部414は、複数の周波数差情報を格納する周波数差情報格納部424を備えている。   FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a mobile phone as a mobile communication terminal device in which the signal capturing device according to Embodiment 2 of the present invention is used, and corresponds to FIG. 2 of Embodiment 1. . Therefore, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The cellular phone 40 includes a reference frequency control unit 408 having a clock frequency estimation unit 422 that performs a clock frequency estimation process different in content from the clock frequency estimation unit 122 of FIG. In addition, the frequency difference information storage unit 112 is not provided, and the frequency variation information management unit 414 that manages frequency variation information as information regarding the frequency variation of the past GPS clock signal and the host that performs various host processes of the mobile phone 40. A processing unit 415 is provided. In addition, the frequency variation information management unit 414 includes a frequency difference information storage unit 424 that stores a plurality of frequency difference information.

ホスト処理部415は、携帯電話機40の動作状態を把握しており、それぞれの動作状態を装置動作情報として定義しこれを出力する。また、GPS用クロック生成部106の温度補償型水晶発振器の近傍に配置した図示しない温度センサによって検出される温度補償型水晶発振器の温度を入力し、これを発振器温度情報として出力する。   The host processing unit 415 grasps the operation state of the mobile phone 40, defines each operation state as device operation information, and outputs it. In addition, the temperature of the temperature compensated crystal oscillator detected by a temperature sensor (not shown) disposed in the vicinity of the temperature compensated crystal oscillator of the GPS clock generator 106 is input and output as oscillator temperature information.

図10は、周波数差情報格納部424の内容の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。ここでは、3つの異なる装置動作情報について、発振器温度情報がある値のときの各時刻における周波数差情報が、周波数変動情報(プロファイル)として格納されている。第1の周波数変動情報PはGPS信号受信部104のみが動作している場合のもの、第2および第3の周波数変動情報P、PはそれぞれGPS信号受信部104と無線通信部102の両方が動作している場合のものである。ただし、第2の周波数変動情報Pは無線通信部102の出力レベルが低い場合であり、第3の周波数変動情報Pの無線通信部102の出力レベルが高い場合である。 FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of the contents of the frequency difference information storage unit 424. The horizontal axis represents the elapsed time since the search was started, and the vertical axis represents the frequency. Here, for three different device operation information, frequency difference information at each time when the oscillator temperature information is a certain value is stored as frequency variation information (profile). The first frequency variation information P 1 is obtained when only the GPS signal receiving unit 104 is operating, and the second and third frequency variation information P 2 and P 3 are respectively the GPS signal receiving unit 104 and the wireless communication unit 102. Are both working. However, the second frequency variation information P 2 is the case where the output level of the wireless communication unit 102 is low, a case where the output level of the third wireless communication unit 102 of the frequency variation information P 3 is high.

このような周波数変動情報Pは、各温度区分の発振器温度情報について用意されている。また、各周波数変動情報Pは、複数の周波数差情報により構成される時系列データである。したがって、周波数差情報格納部424を参照し、ホスト処理部415から出力される発振器温度情報および装置動作情報と、タイマ110から出力される時間情報という一組の条件を指定することによって、条件が一致あるいは最も類似する周波数差情報を取得することができる。   Such frequency variation information P is prepared for oscillator temperature information of each temperature section. Each frequency variation information P is time-series data composed of a plurality of frequency difference information. Therefore, by referring to the frequency difference information storage unit 424 and specifying a set of conditions of the oscillator temperature information and device operation information output from the host processing unit 415 and the time information output from the timer 110, the condition is determined. Matching or most similar frequency difference information can be acquired.

図11は、周波数変動情報管理部414による周波数変動情報管理処理の流れを示すフロー図である。周波数変動情報管理部414は、クロック周波数推定部422から最新の周波数差情報が入力されて周波数変動情報を要求されると(ステップS501:YES)、タイマ110が出力する時間情報を取得するとともに、ホスト処理部415に要求して装置動作情報と発振器温度情報とを取得する(ステップS502)。そして、周波数変動情報管理部414は、周波数差情報格納部424を参照し、取得したこれらの情報とクロック周波数推定部422から入力された周波数差情報の組み合わせに一致あるいは最も類似した内容の周波数変動情報を選択する(ステップS503)。   FIG. 11 is a flowchart showing the flow of frequency fluctuation information management processing by the frequency fluctuation information management unit 414. When the latest frequency difference information is input from the clock frequency estimation unit 422 and the frequency variation information is requested (step S501: YES), the frequency variation information management unit 414 acquires time information output from the timer 110, and The host processing unit 415 is requested to acquire device operation information and oscillator temperature information (step S502). Then, the frequency variation information management unit 414 refers to the frequency difference information storage unit 424, and the frequency variation having contents that match or most similar to the combination of the acquired information and the frequency difference information input from the clock frequency estimation unit 422. Information is selected (step S503).

周波数変動情報管理部414は、再び時間情報を入力し、選択された周波数変動情報の中からその時間情報に該当する周波数差情報を読み出してクロック周波数推定部422へと出力する(ステップS504)。まだGPS信号のサーチが終了しておらず(ステップS505:NO)、新たに周波数変動情報の要求が特に無い場合には(ステップS506:NO)、周波数変動情報管理部414は、ステップS504へ戻って再び時間情報を入力し、該当する周波数差情報をクロック周波数推定部422へと出力する。新たに周波数変動情報の要求があった場合には(ステップS506:YES)、周波数変動情報管理部414は、ステップS502へ戻って周波数変動情報の再選択を行う。GPS信号のサーチが終了した場合には(ステップS505:YES)、再びステップS501へ戻って新たな周波数変動情報の要求を待機する(リターン)。   The frequency variation information management unit 414 inputs time information again, reads out frequency difference information corresponding to the time information from the selected frequency variation information, and outputs it to the clock frequency estimation unit 422 (step S504). If the GPS signal search has not been completed yet (step S505: NO) and there is no new request for frequency variation information (step S506: NO), the frequency variation information management unit 414 returns to step S504. The time information is input again, and the corresponding frequency difference information is output to the clock frequency estimation unit 422. If there is a new request for frequency variation information (step S506: YES), the frequency variation information management unit 414 returns to step S502 and reselects the frequency variation information. When the GPS signal search is completed (step S505: YES), the process returns to step S501 again to wait for a request for new frequency variation information (return).

図12は、クロック周波数推定部422のクロック周波数推定処理の流れを示すフロー図であり、実施の形態1の図6に対応するものである。クロック周波数推定部422は、サーチが開始されて実施の形態1と同様に最新の周波数差情報を入力されて基準補正情報の調整を指示されると(ステップS521:YES)、その最新の周波数差情報を周波数変動情報管理部414へ出力する(ステップS522)。クロック周波数推定部422は、周波数変動情報管理部414から周波数差情報が入力されない場合には(ステップS523:NO)、ステップS521へ戻る(リターン)。また、新たに基準補正情報の調整の指示が無い場合には(ステップS521:NO)、そのままステップS523へと進む。   FIG. 12 is a flowchart showing the flow of the clock frequency estimation process of the clock frequency estimation unit 422, and corresponds to FIG. 6 of the first embodiment. When the search is started and the latest frequency difference information is input and the adjustment of the reference correction information is instructed (step S521: YES), the clock frequency estimation unit 422 starts the search, and the latest frequency difference is input. Information is output to the frequency variation information management unit 414 (step S522). When the frequency difference information is not input from the frequency variation information management unit 414 (step S523: NO), the clock frequency estimation unit 422 returns to step S521 (return). If there is no new instruction to adjust the reference correction information (step S521: NO), the process proceeds directly to step S523.

クロック周波数推定部422は、ステップS522に対応して周波数変動情報管理部414から周波数差情報が入力された場合には(ステップS523:YES)、その周波数差情報を基に基準補正情報を生成し、サーチ周波数制御部へと出力する(ステップS524)。そして、基準周波数制御部408は、再びステップS523へと戻り、次の周波数変動情報が入力されるのを待機する。   When the frequency difference information is input from the frequency variation information management unit 414 corresponding to step S522 (step S523: YES), the clock frequency estimation unit 422 generates reference correction information based on the frequency difference information. And output to the search frequency control unit (step S524). Then, the reference frequency control unit 408 returns to step S523 again and waits for the next frequency variation information to be input.

クロック周波数推定部422が生成する基準補正情報は、既に説明したように実際のGPSクロック信号の周波数に対するGPSクロック信号の周波数の理想値の比を表す情報である。したがって、実施の形態1と同様にGPSクロック信号の理想的な周波数をPRNコードのチップレートと同一、すなわちサーチ基準周波数fとし、周波数差情報Δfが入力されたとすると、クロック周波数推定部422は、基準補正情報を、f/(f+Δf)で表される値に決定する。 The reference correction information generated by the clock frequency estimation unit 422 is information representing the ratio of the ideal value of the GPS clock signal frequency to the actual GPS clock signal frequency as already described. Therefore, as in the first embodiment, assuming that the ideal frequency of the GPS clock signal is the same as the chip rate of the PRN code, that is, the search reference frequency f b and the frequency difference information Δf is input, the clock frequency estimation unit 422 The reference correction information is determined to a value represented by f b / (f b + Δf).

図13は、GPS信号受信部104によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、実施の形態1の図7に対応するものである。クロック周波数推定部422による補正が行われなかった場合のサーチ基準周波数を一点鎖線531で示す。ここで、過去のサーチ基準周波数の測定結果として、ある周波数変動情報が周波数差情報格納部424に存在しており、サーチ開始時刻を基準としたときに点線532で表されるものとする。   FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of a change in the search target frequency by the GPS signal receiving unit 104, and corresponds to FIG. 7 of the first embodiment. A search reference frequency when correction by the clock frequency estimation unit 422 is not performed is indicated by a one-dot chain line 531. Here, as a past search reference frequency measurement result, it is assumed that certain frequency variation information exists in the frequency difference information storage unit 424 and is represented by a dotted line 532 when the search start time is used as a reference.

点線532で示される周波数変動情報は、周波数変動情報管理部414によって、装置動作情報と、発振器温度情報と、サーチが開始されてからの経過時間を示す時間情報と、クロック周波数推定部422から入力された周波数差情報に基づいて選択されたものである。また、既に説明したように、GPSクロック信号は、携帯電話機40の動作状態や温度補償型水晶発振器の温度が同じ条件のとき、ほぼ同一の周波数をとる。すなわち、一点鎖線531で示される補正が行われなかった場合の実サーチ基準周波数は、同図に示すように、点線532で示される周波数変動情報とほぼ同様に変動することが予測される。   Frequency fluctuation information indicated by a dotted line 532 is input by the frequency fluctuation information management unit 414 from the device operation information, the oscillator temperature information, time information indicating the elapsed time since the search was started, and the clock frequency estimation unit 422. Is selected based on the frequency difference information. As already described, the GPS clock signal has substantially the same frequency when the operating state of the mobile phone 40 and the temperature of the temperature compensated crystal oscillator are the same. That is, it is predicted that the actual search reference frequency when the correction indicated by the alternate long and short dash line 531 is not performed fluctuates in substantially the same manner as the frequency fluctuation information indicated by the dotted line 532 as shown in FIG.

したがって、第5の時刻tでこのような点線532で示される周波数変動情報を使用した補正が開始された場合、同図に示すように第5の時刻t以降は実サーチ基準周波数fは基準周波数fにほぼ一致した状態を保つことができる。そして、第6の時刻tで高周波側サーチ対象周波数301はGPS信号周波数fに到達する。 Therefore, when the correction using the frequency variation information indicated by this dotted line 532 at time t 5 of the fifth is started, fifth after time t 5 of the as shown in the figure the actual search reference frequency f s can be maintained almost the same state to the reference frequency f b it is. Then, at time t 6 of the sixth high frequency side search target frequency 301 1 arrives at the GPS signal frequency f 0.

以上説明したように、本発明の実施の形態2によれば、発振器温度情報と装置動作情報の内容に対応してGPSクロック信号が時間とともにどのように変動するかを表す周波数変動情報を格納しておく。そして、GPS信号のサーチを行う際に、その時点の発振器温度情報と装置動作情報と時間情報を基に該当する周波数変動情報を読み出し、これを使用してサーチ基準周波数の補正を逐次行う。これにより、サーチ開始後にGPSクロック信号が変動する場合でも、実際のサーチ基準周波数を理想値に合わせこむことができ、設定されたサーチ領域についてのGPS信号のサーチをより確実に行うことができる。また、GPSクロック信号の変動を演算によって推測する場合に比べて処理が単純化し、装置への付加を軽減することが可能となる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, the frequency variation information indicating how the GPS clock signal varies with time corresponding to the contents of the oscillator temperature information and the device operation information is stored. Keep it. When searching for a GPS signal, the corresponding frequency variation information is read based on the oscillator temperature information, device operation information, and time information at that time, and the search reference frequency is sequentially corrected using this information. Thereby, even when the GPS clock signal fluctuates after the search starts, the actual search reference frequency can be adjusted to the ideal value, and the GPS signal search for the set search region can be performed more reliably. Further, the processing is simplified and the addition to the apparatus can be reduced as compared with the case where the fluctuation of the GPS clock signal is estimated by calculation.

なお、クロック周波数推定部422は、周波数変動情報管理部414から入力された複数の周波数差情報を基に、実施の形態1と同様にGPS信号の周波数の変化率を演算し、その演算結果を基に基準補正情報の生成を行うようにしてもよい。あるいは、周波数変動情報として、周波数差情報の変化率を示す情報を周波数差情報格納部424に格納してもよい。また、クロック周波数推定部422は、周波数変動情報管理部414に対してGPS信号の周波数の変化率を示す情報を渡すようにし、周波数変動情報管理部414の側でその変化率に該当する周波数変動情報を選択するようにしてもよい。また、周波数差情報格納部424に格納される情報は、過去の自装置での測定値とすることが考えられる。この場合、サーチ開始と対応付けて周波数差情報と時間情報およびその他情報とを測定し、これを記録する機能部を備えるようにすればよい。また、同様の構成を有する他の装置での測定結果を格納するようにしてもよいことは勿論である。   Note that the clock frequency estimation unit 422 calculates the rate of change in the frequency of the GPS signal based on the plurality of frequency difference information input from the frequency variation information management unit 414, and calculates the calculation result. Based on this, reference correction information may be generated. Alternatively, information indicating the rate of change of the frequency difference information may be stored in the frequency difference information storage unit 424 as the frequency variation information. Further, the clock frequency estimation unit 422 passes information indicating the rate of change of the frequency of the GPS signal to the frequency variation information management unit 414, and the frequency variation corresponding to the rate of change is transmitted on the frequency variation information management unit 414 side. Information may be selected. In addition, the information stored in the frequency difference information storage unit 424 may be a past measurement value of the device itself. In this case, a function unit that measures frequency difference information, time information, and other information in association with the start of the search and records the information may be provided. Needless to say, the measurement results of other apparatuses having the same configuration may be stored.

(実施の形態3)
実サーチ基準周波数を補正する処理を十分に短い周期で行うようにすれば、実サーチ基準周波数の変動速度の補正を省いた形でのGPS信号のサーチを実現ことも可能である。
(Embodiment 3)
If the process for correcting the actual search reference frequency is performed in a sufficiently short cycle, it is possible to realize a GPS signal search without the correction of the fluctuation speed of the actual search reference frequency.

図14は、本発明の実施の形態3に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図であり、実施の形態1の図2に対応するものである。そこで、図2と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。この携帯電話機60の基準周波数制御部608は、図2のクロック周波数推定部122は備えておらず、図2の基準周波数設定部121に替えてこれとは異なる処理を行う基準周波数設定部621を備えている。また、携帯電話機60は、図2のトリガ出力部111に替えて、これとは異なる値の周期Sが設定されたトリガ出力部611を備えており、図2の周波数差情報格納部112は備えていない。   FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a mobile phone as a mobile communication terminal device in which the signal capturing device according to Embodiment 3 of the present invention is used, and corresponds to FIG. 2 of Embodiment 1. . Therefore, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The reference frequency control unit 608 of the cellular phone 60 does not include the clock frequency estimation unit 122 of FIG. 2, and instead of the reference frequency setting unit 121 of FIG. 2, a reference frequency setting unit 621 that performs processing different from this is provided. I have. The cellular phone 60 includes a trigger output unit 611 in which a cycle S having a value different from the trigger output unit 111 in FIG. 2 is set, and the frequency difference information storage unit 112 in FIG. Not.

GPS信号受信部104に対してサーチ周波数制御部109が指示するサーチ対象周波数は、ある程度の周波数幅を有している。また、GPS信号の周波数がこのサーチ対象周波数から外れていてもその周波数差が小さい場合には、捕捉が可能である。したがって、サーチ対象周波数が不連続にシフトしていく場合でも、そのシフト量が十分に小さければその不連続性を無視することが可能となる。したがって、トリガ出力部611には、500ms以下の短い時間に対応する周期Sが設定されている。このことにより、基準周波数制御部608には、図2の基準周波数制御部108に比べて短い周期で周波数差情報が入力される。   The search target frequency instructed by the search frequency control unit 109 to the GPS signal receiving unit 104 has a certain frequency width. Even if the frequency of the GPS signal deviates from this search target frequency, if the frequency difference is small, the GPS signal can be captured. Therefore, even when the search target frequency shifts discontinuously, the discontinuity can be ignored if the shift amount is sufficiently small. Therefore, the trigger output unit 611 is set with a period S corresponding to a short time of 500 ms or less. Thus, frequency difference information is input to the reference frequency control unit 608 in a shorter cycle than the reference frequency control unit 108 of FIG.

図15は、基準周波数設定部621による基準周波数設定処理の流れを示すフロー図であり、実施の形態1の図5に対応するものである。基準周波数設定部621は、周波数比較部107から周波数差情報が入力されると(ステップS701:YES)、測位の開始が指示されてから2回目以降の周波数差情報の入力ではない場合、すなわちサーチ開始時の場合には(ステップS702:NO)、サーチ周波数制御部109に対してサーチ対象周波数の初期化を指示する(ステップS703)。そして、基準周波数設定部621は、ステップS701で入力された周波数差情報の内容に対応して基準補正情報を生成し、これをサーチ周波数制御部109へと出力する(ステップS704)。そして、再び周波数差情報が入力されるのを待機する(リターン)。一方、2回目以降の周波数差情報の入力があった場合には(ステップS702:YES)、基準周波数設定部621は、サーチ対象周波数の初期化の指示は行わずにステップS704へ進む。   FIG. 15 is a flowchart showing the flow of the reference frequency setting process by the reference frequency setting unit 621, and corresponds to FIG. 5 of the first embodiment. When frequency difference information is input from the frequency comparison unit 107 (step S701: YES), the reference frequency setting unit 621 does not input frequency difference information for the second and subsequent times after the start of positioning is instructed, that is, a search. In the case of the start time (step S702: NO), the search frequency control unit 109 is instructed to initialize the search target frequency (step S703). Then, the reference frequency setting unit 621 generates reference correction information corresponding to the content of the frequency difference information input in step S701, and outputs this to the search frequency control unit 109 (step S704). Then, it waits for the frequency difference information to be input again (return). On the other hand, when the frequency difference information is input for the second and subsequent times (step S702: YES), the reference frequency setting unit 621 proceeds to step S704 without issuing an instruction to initialize the search target frequency.

図16は、GPS信号受信部104によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、実施の形態1の図7に対応するものである。トリガ出力部611に設定された周期Sが第3の時間Δtに対応する値であった場合、同図に示すように第3の時間Δtごとに実サーチ基準周波数fは基準周波数fに補正されることになる。一方で、実施の形態1および2のようにサーチ対象周波数の初期化は行っていないため、サーチ対象周波数301は不連続となる。特に、実サーチ基準周波数fよりも高い周波数側のサーチ対象周波数301には周波数帯域の抜けが生じた状態となっている。 FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating an example of a change in the search target frequency by the GPS signal receiving unit 104, and corresponds to FIG. 7 of the first embodiment. If the period S set in the trigger output unit 611 is a value corresponding to the third time Delta] t 3, the actual search reference frequency f S every third time Delta] t 3 as shown in the figure the reference frequency f It will be corrected to b . On the other hand, since the search target frequency is not initialized as in the first and second embodiments, the search target frequency 301 is discontinuous. In particular, in a state of omission of the frequency band occurs in the search target frequency 301 1 higher frequency side than the actual search reference frequency f S.

しかしながら、第3の時間Δtは短いため、その周波数帯域は非常に狭く、実際のサーチにはほとんど影響を及ぼさない。また、サーチ周波数制御部109が1回にサーチ対象周波数301として指定する周波数帯域の幅を広くしたり、あるいは実サーチ基準周波数fを基準としたときのサーチ対象周波数301の変化率が小さいサーチ周波数制御アルゴリズムを適用することによって、連続する周波数帯域についてのサーチを行うことが可能である。これにより、ここでは第7の時刻tにGPS信号が捕捉されることになる。サーチ基準周波数fを基準としたときのサーチ対象周波数301の変化率が図7と同様の場合、サーチ対象周波数301の変化率第1の時刻tから第7の時刻tまでに要する時間は、図7の第2の時刻tから第3の時刻tまでに要する時間とほぼ同一となる。したがって、実サーチ基準周波数fの変動速度を検出する第1の時間Δtの分だけより早くGPS信号を捕捉することができる。 However, since the third time Δt 3 is short, its frequency band is very narrow and has little influence on the actual search. In addition, the search frequency control unit 109 widens the frequency band designated as the search target frequency 301 at a time, or the search has a small change rate of the search target frequency 301 when the actual search reference frequency f S is used as a reference. By applying a frequency control algorithm, it is possible to search for continuous frequency bands. Thus, here will be GPS signal is captured at time t 7 of the seventh. Searched if the rate of change of frequency 301 is similar to FIG. 7, the time required from the time t 1 the rate of change the first search target frequency 301 to the seventh time t 7 when based on the search reference frequency f S is substantially the same as the time required for the second time t 2 in FIG. 7 to a third time t 3. Therefore, the GPS signal can be captured earlier by the first time Δt 1 for detecting the fluctuation speed of the actual search reference frequency f S.

以上説明したように、本発明の実施の形態3によれば、GPSクロック信号の変動速度を無視できる程度にまで実サーチ基準周波数の補正を小刻みに実施する。これにより、実サーチ基準周波数の変動速度の補正を省くことができ、処理が単純化するため、装置の低コスト化や負荷軽減を図ることが可能となる。なお、実施の形態1と同様にGPSクロック信号の周波数の変化率を求め、その変化率に応じてトリガを出力する周期を適切な値に設定するようにしてもよい。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, the correction of the actual search reference frequency is performed in small increments so that the fluctuation speed of the GPS clock signal can be ignored. As a result, the correction of the fluctuation speed of the actual search reference frequency can be omitted, and the process is simplified, so that the cost of the apparatus can be reduced and the load can be reduced. As in the first embodiment, the rate of change of the frequency of the GPS clock signal may be obtained, and the period for outputting the trigger may be set to an appropriate value according to the rate of change.

なお、以上説明した各実施の形態では、GPSクロック信号の比較の対象として、無線基地局との通信で得られるクロック信号を基準クロック信号として使用するようにしたが、他のクロック信号を使用してもよい。たとえば、あるチャネルでGPS信号を捕捉できた場合に、そのGPS信号の搬送波周波数に同期する形で得られるクロック信号を、他のチャネルでのサーチに基準クロック信号として使用するようにしてもよい。また、GPSクロック信号の理想的な周波数がPRNコードのチップレートと同一であるものとして説明を行ったが、当然ながらこれに限定されるものではない。周波数比較部が出力する周波数差情報に、PRNコードのチップレートをGPSクロック信号の理想値で除した値を乗じることによって、同様に適用することが可能である。更に、GPS機能を有する携帯電話機に本願発明を適用する場合について説明したが、これに限るものではなく、周波数が変動する可能性のあるクロック信号を使用して所定の周波数の信号の捕捉を試みるような他の各種装置に適用できることは勿論である。   In each of the embodiments described above, a clock signal obtained by communication with a radio base station is used as a reference clock signal as a target for comparison of GPS clock signals. However, other clock signals are used. May be. For example, when a GPS signal can be acquired on a certain channel, a clock signal obtained in synchronization with the carrier frequency of the GPS signal may be used as a reference clock signal for a search on another channel. Further, although the description has been made assuming that the ideal frequency of the GPS clock signal is the same as the chip rate of the PRN code, it is naturally not limited to this. The frequency difference information output from the frequency comparison unit can be similarly applied by multiplying the value obtained by dividing the chip rate of the PRN code by the ideal value of the GPS clock signal. Furthermore, the case where the present invention is applied to a mobile phone having a GPS function has been described. However, the present invention is not limited to this, and an attempt is made to capture a signal having a predetermined frequency using a clock signal whose frequency may vary. Of course, the present invention can be applied to other various apparatuses.

本願発明は、GPS(Global Positioning System)衛星から送出される信号を捕捉する機能を有する移動体通信端末に用いるに好適である。   The present invention is suitable for use in a mobile communication terminal having a function of capturing a signal transmitted from a GPS (Global Positioning System) satellite.

本発明の実施の形態1に係る信号捕捉装置が使用される通信システムの構成を示すシステム構成図The system block diagram which shows the structure of the communication system in which the signal acquisition apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention is used. 本発明の実施の形態1に係る携帯電話機の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a mobile phone according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るGPS信号受信部の回路構成を示す回路構成図1 is a circuit configuration diagram showing a circuit configuration of a GPS signal receiving unit according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るトリガ出力部によるトリガ出力処理の流れを示すフロー図The flowchart which shows the flow of the trigger output process by the trigger output part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る基準周波数設定部による基準周波数設定処理の流れを示すフロー図The flowchart which shows the flow of the reference frequency setting process by the reference frequency setting part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るクロック周波数推定部によるクロック周波数推定処理の流れを示すフロー図The flowchart which shows the flow of the clock frequency estimation process by the clock frequency estimation part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係るGPS信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図Explanatory drawing which shows an example of the mode of the change of the search object frequency by the GPS signal receiving part which concerns on Embodiment 1 of this invention. 参考のためにサーチ基準周波数の設定を第1の時刻にのみ行った場合のGPS信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図Explanatory drawing which shows an example of the mode of a change of the search object frequency by the GPS signal receiving part when the search reference frequency is set only at the first time for reference. 本発明の実施の形態2に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the mobile telephone as a mobile communication terminal device in which the signal acquisition apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention is used. 本発明の実施の形態2に係る周波数差情報格納部の内容の一例を示す説明図Explanatory drawing which shows an example of the content of the frequency difference information storage part which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る周波数変動情報管理部による周波数変動情報管理処理の流れを示すフロー図The flowchart which shows the flow of the frequency variation information management process by the frequency variation information management part which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るクロック周波数推定部のクロック周波数推定処理の流れを示すフロー図The flowchart which shows the flow of the clock frequency estimation process of the clock frequency estimation part which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係るGPS信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図Explanatory drawing which shows an example of the mode of the change of the search object frequency by the GPS signal receiving part which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を表した示すブロック図A block diagram showing a configuration of a mobile phone as a mobile communication terminal device in which a signal capturing device according to Embodiment 3 of the present invention is used 本発明の実施の形態3に係る基準周波数設定部による基準周波数設定処理の流れを示すフロー図The flowchart which shows the flow of the reference frequency setting process by the reference frequency setting part which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係るGPS信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図Explanatory drawing which shows an example of the mode of the change of the search object frequency by the GPS signal receiving part which concerns on Embodiment 3 of this invention. 従来の提案による従来のGPS信号のサーチの様子の一例を示す説明図Explanatory drawing which shows an example of the state of the search of the conventional GPS signal by the conventional proposal

符号の説明Explanation of symbols

10、40、60 携帯電話機
20 通信システム
21 携帯電話網
23 無線基地局
24 GPS衛星
101 無線用アンテナ
102 無線通信部
103 GPS用アンテナ
104 GPS信号受信部
105 測位演算部
106 GPS用クロック生成部
107 周波数比較部
108、408、608 基準周波数制御部
109 サーチ周波数制御部
110 タイマ
111、611 トリガ出力部
112 周波数差情報格納部
113 測位開始指示入力部
121、621 基準周波数設定部
122、422 クロック周波数推定部
123 基準補正情報格納部
131 増幅回路
132 第1のミキサ
133 第1の帯域制限フィルタ
134 第2のミキサ
135 第2の帯域制限フィルタ
136 アナログデジタル変換器
137 第3のミキサ
138 積分器
139 周波数逓倍器
140 数値制御発振器
141 PRNコード生成部
414 周波数変動情報管理部
415 ホスト処理部
424 周波数差情報格納部
10, 40, 60 Mobile phone 20 Communication system 21 Mobile phone network 23 Radio base station 24 GPS satellite 101 Radio antenna 102 Radio communication unit 103 GPS antenna 104 GPS signal reception unit 105 Positioning calculation unit 106 GPS clock generation unit 107 Frequency Comparison unit 108, 408, 608 Reference frequency control unit 109 Search frequency control unit 110 Timer 111, 611 Trigger output unit 112 Frequency difference information storage unit 113 Positioning start instruction input unit 121, 621 Reference frequency setting unit 122, 422 Clock frequency estimation unit 123 Reference Correction Information Storage Unit 131 Amplifier Circuit 132 First Mixer 133 First Band Limiting Filter 134 Second Mixer 135 Second Band Limiting Filter 136 Analog-to-Digital Converter 137 Third Mixer 138 Integrator 1 39 Frequency Multiplier 140 Numerically Controlled Oscillator 141 PRN Code Generation Unit 414 Frequency Fluctuation Information Management Unit 415 Host Processing Unit 424 Frequency Difference Information Storage Unit

Claims (7)

所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差を検出する周波数差検出手段と、
この周波数差検出手段による複数の時刻での検出結果を基に前記所定のクロック信号の周波数を推定するクロック周波数推定手段と、
前記所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのクロック周波数推定手段による推定値に基づいて補正する信号受信手段と、
を具備する信号捕捉装置。
A frequency difference detecting means for detecting a frequency difference as a difference from an ideal value of the frequency of a predetermined clock signal;
Clock frequency estimating means for estimating the frequency of the predetermined clock signal based on detection results at a plurality of times by the frequency difference detecting means;
A signal receiving means for searching for a signal to be captured using the predetermined clock signal as an operation clock, and correcting the frequency of the signal to be searched based on an estimated value by the clock frequency estimating means;
A signal capturing device comprising:
捕捉の対象となる信号のサーチの開始からの経過時間に対応付けて、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差に関する情報を格納する周波数差情報格納手段と、
前記サーチの開始からの経過時間を測定するタイマと、
このタイマが測定する前記経過時間に対応する情報を前記周波数差情報格納手段から取得し、前記所定のクロック信号の周波数を推定するクロック周波数推定手段と、
前記所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのクロック周波数推定手段による推定値に基づいて補正する信号受信手段と、
を具備する信号捕捉装置。
A frequency difference information storage means for storing information relating to a frequency difference as a difference from an ideal value of the frequency of a predetermined clock signal in association with an elapsed time from the start of a search for a signal to be captured;
A timer for measuring an elapsed time from the start of the search;
Clock frequency estimation means for acquiring information corresponding to the elapsed time measured by the timer from the frequency difference information storage means and estimating the frequency of the predetermined clock signal;
A signal receiving means for searching for a signal to be captured using the predetermined clock signal as an operation clock, and correcting the frequency of the signal to be searched based on an estimated value by the clock frequency estimating means;
A signal capturing device comprising:
所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差を予め定められた周期で繰り返し検出する周波数差検出手段と、
前記所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、この周波数差検出手段が前記検出を行うごとにそのサーチの対象となる信号の周波数をその検出結果に基づいて補正する信号受信手段と、
を具備する信号捕捉装置。
A frequency difference detecting means for repeatedly detecting a frequency difference as a difference from an ideal value of a frequency of a predetermined clock signal at a predetermined period;
The signal to be captured is searched using the predetermined clock signal as an operation clock, and the frequency of the signal to be searched is corrected based on the detection result each time the frequency difference detection unit performs the detection. Signal receiving means for
A signal capturing device comprising:
前記周波数差検出手段は、周波数が既知のクロック信号と前記所定のクロック信号を比較することによって前記周波数差を検出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の信号捕捉装置。   4. The signal acquisition according to claim 1, wherein the frequency difference detection unit detects the frequency difference by comparing a clock signal having a known frequency with the predetermined clock signal. 5. apparatus. 前記サーチの対象とすべき信号の周波数に前記クロック周波数推定手段による推定値に対する前記所定のクロック信号の周波数の理想値の比を乗じた値を演算するサーチ周波数制御手段を更に具備し、
前記信号受信手段は、このサーチ周波数制御手段による演算結果に基づいてサーチの対象となる信号の周波数を補正することを特徴とする請求項1または請求項2記載の信号捕捉装置。
Search frequency control means for calculating a value obtained by multiplying the frequency of the signal to be searched by the ratio of the ideal value of the frequency of the predetermined clock signal to the estimated value by the clock frequency estimation means,
3. The signal capturing apparatus according to claim 1, wherein the signal receiving unit corrects the frequency of a signal to be searched based on a calculation result by the search frequency control unit.
前記クロック周波数推定手段は、前記周波数差検出手段によって得られた最新の検出結果とこれよりも前の検出結果を基に前記所定のクロック信号の周波数の変化率を演算し、この演算された変化率および前記最新の検出結果を基に前記所定のクロック信号の周波数を推定することを特徴とする請求項1記載の信号捕捉装置。   The clock frequency estimation means calculates a change rate of the frequency of the predetermined clock signal based on the latest detection result obtained by the frequency difference detection means and a detection result before this, and the calculated change 2. The signal capturing apparatus according to claim 1, wherein the frequency of the predetermined clock signal is estimated based on a rate and the latest detection result. 所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としての周波数差を複数の時刻でそれぞれ検出する周波数差検出ステップと、
この周波数差検出ステップによる前記複数の時刻での検出結果を基に前記所定のクロック信号の周波数を推定するクロック周波数推定ステップと、
前記所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段について、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのクロック周波数推定手段による推定値に基づいて補正するサーチ対象周波数制御ステップと、
を具備することを特徴とする信号捕捉方法。
A frequency difference detection step of detecting a frequency difference as a difference from an ideal value of the frequency of a predetermined clock signal at each of a plurality of times; and
A clock frequency estimating step for estimating a frequency of the predetermined clock signal based on detection results at the plurality of times by the frequency difference detecting step;
A search target frequency for correcting a frequency of a signal to be searched based on an estimated value by the clock frequency estimating means for a signal receiving means for searching for a signal to be acquired using the predetermined clock signal as an operation clock Control steps;
A signal acquisition method comprising:
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