JP2009535640A - 衛星ナビゲーション受信機用適応符号発生器 - Google Patents
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Abstract
Description
同様の参照番号は、数々の図面の図を通じて対応する部分を示すものとする。
GLONASSは、1598.0635〜1605.375MHz(L1)及び1242.9375〜1248.625MHz(L2)の周波数帯域で信号をブロードキャストする。GLONASSにおける信号の周波数帯域は、GPS及びGALILEOにおける信号の対応する周波数帯域の高端部と重複する。
信号処理は、アナログ回路、ディジタル回路、又はアナログ及びディジタル回路の組み合わせで実施することができる。A/D変換器238を除いて、動作は、特定用途集積回路(ASIC)のようなハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせを用いて実行することができる。
IR=I・cos(NCO)−Q・sin(NCO)
QR=I・sin(NCO)+Q・cos(NCO)
ここで、NCOは、キャリアNCO320に基づく表324からの値を表す。キャリアNCO320は、第1チャネルのようなそれぞれのチャネルに対して基準信号の位相を維持する。実施形態によっては、基準信号の位相即ちキャリア位相を、位相蓄積器を用いて積分する。キャリア位相角は、それぞれの基準発振クロック・エッジにおいてそれぞれのチャネル毎に位相蓄積器を始動させるときには、0であると仮定する。実際には、開始時には位相は0ではないが、対応する追跡誤差がI及びQサンプルに反映される。キャリア位相追跡によって、基準位相角を補正する。先に論じた基準発振器の意図的な周波数オフセットのために、初期正ドプラ・キャリア位相角がある。
G1=1+X3+X10
G2=1+X2+X3+X6+X8+X9+X10
である。
GPS GNSSは、L2キャリア信号周波数を有するキャリア信号上で、L2CM及びL2CLと呼ぶ、新しい2つの公開信号を追加するプロセスの中にある。コードを記述する多項式は、次の通りである。
P=1+X3+X4+X5+X6+X9+X11+X13+X16+X19+X21+X24+X27
PXB=1+X+X3+X4+X6+X7+X12+X13
XA710は、
PXA=1+X9+X10+X12+X13
を用いる。
シフト・レジスタ710、714、及び718毎の単一ビット・フィードバックは、排他的論理和712によって設けられる。シフト・レジスタ710及び714からの出力の排他的論理和726によって、X5I 728を生成する。シフト・レジスタ710及び718からの出力の排他的論理和730によって、X5Q 732を生成する。
P(X)=1+X5+X9
図8は、この符号を発生するために単一ビット・フィードバックを供給する排他的論理和812を有するシフト・レジスタ810の実施形態800を示す。
L1k=1602+k・0.5625、及び
L2k=1246+k・0.4275
ここで、kは−7〜13の範囲である。2005年まで、GLONASSは周波数チャネル0〜13までを用いることしか計画していない。(L1上で1602〜1609.3125MHz、L2上で1246〜1251.6875MHz)。チャネル0及び13は、システムの検査のために残してある。2005年に開始して、GLONASSは、低い方の周波数に移行し、チャネル−7から+6(L1上で1598.0625〜1605.375MHz、そしてL2上で2142.0375〜1248.625MHz)を用いることを計画している。周波数5及び6は、検査のために用いられる。
SBAS GNSSにおける衛星は、C/A符号化信号を、BPSKエンコード、毎秒500シンボルのデータ・メッセージで変調する。レート1/2、制約又は継続長7の畳み込み符号を用いるので、データ・レートは毎秒250ビットとなる。
第4QZSS実験信号も、GALILEO E6キャリア信号周波数に計画されている。二進オフセット符号BOC(14、2)符号が考慮されているが、仕様はまだ決着していない。BOC符号については、以下で論ずる。
G1=1+X3+X10=10010000001
G2=1+X2+X3+X6+X8+X9+X10=10110010111
通常の乗算におけるように、多項式をビット毎に乗算するが、排他的論理和(モジュロ2)加算を用いて列毎に加算すると(キャリーを破棄する)、次のようになる。
10110010111
10010000001
10110010111
10110010111
10110010111
101001001001000010111
C/A多項式=1+X2+X5+X8+X11+X16+X18+X19+X20
この例において発生したビット・シーケンスは、1023ビットの後繰り返す。これは、C/A符号G1及びG2シーケンスの長さでもある。シフト・レジスタの初期状態は、それぞれのスペクトル拡散符号に対して第1Nビットである(残りのビットは0である)。最初のビットは、シフト・レジスタの右端のビットに入る。このビットは、XNに対応する。C/Aスペクトル拡散符号PRN−1では、最初の20ビット(右から左へ)は、(20番目のビット)0010 1001 1100 0001 0011(最初のビット)=29C13(16進数)となる。この新しい符号形態のフィードバック・ビットは、多項式によって参照される全てのビットの排他的論理和を取ることによって組み立てられる。フィードバック・ビットをシフトして、シフト・レジスタの左側にある「最も若い」ビットに入れる。C/Aスペクトル拡散符号では、フィードバックは、非ゼロ多項式XN項:X2、X5、X8、X11、X16、X18、X19、及びX20に対応するシフト・レジスタ・ビットの排他的論理和である。
フィードバックをX1位置に書き戻す。
実施形態によっては、この手順は、シフト・レジスタにおける右端のビットを1ビット、左端のビットをXNビットとして実施することもできる。
if(X[0]≠0){
X[i=0, 1, … , 30]=X[i+1] +FEEDBACK[i];
X[31]=FEEDBACK[31];
}
else{
X[i=0, 1, … , 30]=X[i+1];
X[31]=0;
}
ここで、X[i]は、シフト・レジスタ1310におけるビットを表す。
X20+X19+X18+X16+X11+X8+X5+X2+1
そして、対応するフィードバック多項式マスクFは、1110 1000 0100 1001 0010、又は16進数でE8492となる。最初のビットが右側にあるC/Aスペクトル拡散符号PRN1に対する出力ビットOkは、Ok=0010 1001 1100 0001 0011=29C13(16進数)となる。
発明の範囲は、以下の特許請求の範囲及びその均等物によって定義されることとする。
Claims (29)
- 衛星ナビゲーション・デバイスであって、
スペクトル拡散符号信号の集合を発生する可調節符号発生器を含む受信機を備えており、各スペクトル拡散符号信号は、繰り返し周期に対応するそれぞれの長さを有し、前記スペクトル拡散符号信号の集合は、個別の第1及び第2長を有する第1及び第2スペクトル拡散符号信号を含んでいる
ことを特徴とする衛星ナビゲーション・デバイス。 - 請求項1記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記可調節符号発生器は更に、フィードバック・ループと、前記スペクトル拡散符号信号の集合に対応する複合ガロア多項式の度数以上のビット数を有するプログラム可能なシフト・レジスタとを含んでいることを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項2記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビット数は、前記スペクトル拡散符号信号の集合におけるそれぞれのスペクトル拡散符号信号を記述するそれぞれの多項式の度数の最大和に対応することを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項3記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記多項式の集合は、既約ガロア体多項式を備えていることを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項2記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記フィードバック・ループは更に、プログラム可能なフィードバック・マスクと、フィードバック・マスク表とを含み、前記フィードバック・マスク表は、フィードバック・マスクの集合を収容し、それぞれのスペクトル拡散符号信号に対するそれぞれのフィードバック・マスクは、対応する多項式の二進表現であることを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項2記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記フィードバック・ループは多数の入力ビットと、1つの出力ビットとを有することを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項6記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記1つの出力ビットは、前記多数の入力ビットの排他的論理和ツリーによって決定されることを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項2記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記フィードバック・ループは、多数の入力ビットと、多数の出力ビットとを有することを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項8記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記多数の出力ビットの各々は、前記プログラム可能なシフト・レジスタからの出力ビットとそれぞれの入力ビットとの排他的論理和によって決定されることを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項1記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記可調節符号発生器は更に初期状態表を含み、該初期状態表は初期状態ベクトルの集合を収容し、各初期状態ベクトルは、前記スペクトル拡散信号の集合の内少なくとも1つのスペクトル拡散信号に対応する、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビットの初期値に対応することを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項1記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記可調節符号発生器は更に制御ロジックを含み、該制御ロジックは、初期状態ベクトル表に格納されている初期状態ベクトルの集合における初期状態ベクトルを前記プログラム可能なシフト・レジスタの中にプログラムすることによって、前記可調節符号発生器を用いて発生するそれぞれのスペクトル拡散信号が、いつそれぞれの長さに達し、次の符号周期を開始するかを判定し、各初期状態ベクトルは、前記スペクトル拡散信号の集合の内少なくとも1つのスペクトル拡散信号に対応する、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビットの初期値に対応することを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項1記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記可調節符号発生器は更に制御ロジックを含み、該制御ロジックは、初期状態ベクトル表に格納されている初期状態ベクトルの集合における初期状態ベクトルを前記プログラム可能なシフト・レジスタの中にプログラムすることによって、前記可調節符号発生器を用いて発生するそれぞれのスペクトル拡散信号が、何時その終端状態に達して、次の符号周期を開始するかを判定し、各初期状態ベクトルは、前記スペクトル拡散信号の集合の内少なくとも1つのスペクトル拡散信号に対応する、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビットの初期値に対応することを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 請求項1記載の衛星ナビゲーション・システムにおいて、前記可調節符号発生器は更に、制御ロジックと短サイクル状態表とを含み、該短サイクル状態表は、短サイクル状態ベクトルの集合を収容し、各短サイクル状態ベクトルは、前記それぞれの長さの所定の端数における、前記スペクトル拡散信号の集合の内少なくとも1つのスペクトル拡散信号に対応する、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビットの値に対応し、前記制御ロジックは、前記可調節符号発生器を用いて発生するそれぞれのスペクトル拡散信号が、いつ前記それぞれの長さの所定の端数に達したかを判定することを特徴とする衛星ナビゲーション・システム。
- 衛星ナビゲーション・デバイスであって、
スペクトル拡散符号信号の集合を発生する発生手段を含む受信手段を備えており、各スペクトル拡散符号信号は、繰り返し周期に対応するそれぞれの長さを有し、前記スペクトル拡散符号信号の集合は、少なくとも2つの長さを含む
ことを特徴とする衛星ナビゲーション・デバイス。 - スペクトル拡散符号信号の集合から選択したスペクトル拡散符号信号を発生するように、可調節符号発生器を構成するステップと、
前記スペクトル拡散符号信号を発生するステップと、
を備えており、
前記スペクトル拡散符号信号の集合における各スペクトル拡散符号信号は、繰り返し周期に対応するそれぞれの長さを有し、前記スペクトル拡散符号信号の集合は、別個の第1及び第2長を有する第1及び第2スペクトル拡散符号信号を含むことを特徴とする方法。 - 請求項15記載の方法において、前記可調節符号発生器は更に、フィードバック・ループと、前記スペクトル拡散符号信号の集合に対応する複合ガロア多項式の度数以上のビット数を有するプログラム可能なシフト・レジスタとを含むことを特徴とする方法。
- 請求項16記載の方法において、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビット数は、前記スペクトル拡散符号信号の集合におけるそれぞれのスペクトル拡散符号信号を記述するそれぞれの多項式の度数の最大和に対応することを特徴とする方法。
- 請求項17記載の方法において、前記多項式の集合は、既約ガロア体多項式を備えていることを特徴とする方法。
- 請求項16記載の方法において、該方法は更に、フィードバック・マスクの集合においてそれぞれのフィードバック・マスクを選択し、前記フィードバック・ループを用いて前記それぞれのフィードバック・マスクをフィード・バックするステップを備えており、それぞれのスペクトル拡散符号信号に対するそれぞれのフィードバック・マスクは、対応する多項式の二進表現であることを特徴とする方法。
- 請求項16記載の方法において、前記フィードバック・ループは、多数の入力ビットと1つの出力ビットとを有することを特徴とする方法。
- 請求項20記載の方法において、前記1つの出力ビットは、前記多数の入力ビットの排他的論理和ツリーによって決定されることを特徴とする方法。
- 請求項16記載の方法において、前記フィードバック・ループは、多数の入力ビットと、多数の出力ビットとを有することを特徴とする方法。
- 請求項22記載の方法において、該方法は更に、前記プログラム可能なシフト・レジスタからの出力ビットと、それぞれの入力ビットとの排他的論理和を用いて、前記多数の出力ビットの各々を決定するステップを備えていることを特徴とする方法。
- 請求項15記載の方法において、該方法は更に、初期状態ベクトルの集合におけるそれぞれの初期状態ベクトルを用いて、前記プログラム可能なシフト・レジスタの初期状態をセットするステップを備えており、各初期状態ベクトルは、前記スペクトル拡散信号の集合の内少なくとも1つのスペクトル拡散信号に対応する、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビットの初期値に対応することを特徴とする方法。
- 請求項15記載の方法において、該方法は更に、制御ロジックを用いて、前記可調節符号発生器を用いて発生するそれぞれのスペクトル拡散信号が、いつそれぞれの長さに達するかを判定し、初期状態ベクトルの集合におけるそれぞれの初期状態ベクトルを用いて前記プログラム可能なシフト・レジスタの初期状態を設定するステップを備えており、各初期状態ベクトルは、前記スペクトル拡散信号の集合の内少なくとも1つのスペクトル拡散信号に対応する、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビットの初期値に対応することを特徴とする方法。
- 請求項15記載の方法において、該方法は更に、制御ロジックを用いて、前記可調節符号発生器を用いて発生するそれぞれのスペクトル拡散信号が、何時その終端状態に達するかを判定し、初期状態ベクトルの集合におけるそれぞれの初期状態ベクトルを用いて前記プログラム可能なシフト・レジスタの初期状態を設定するステップを備えており、各初期状態ベクトルは、前記スペクトル拡散信号の集合の内少なくとも1つのスペクトル拡散信号に対応する、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビットの初期値に対応することを特徴とする方法。
- 請求項15記載の方法において、該方法は更に、制御ロジックを用いて、前記可調節符号発生器を用いて発生するそれぞれのスペクトル拡散信号が、何時、前記それぞれの長さの所定の端数に達したかを判定し、短サイクル状態ベクトルの集合におけるそれぞれの短サイクル状態ベクトルを用いて、前記プログラム可能なシフト・レジスタの短サイクル状態を設定するステップを備えており、各短サイクル状態ベクトルは、前記それぞれの長さの所定の端数における、前記スペクトル拡散信号の集合の内少なくとも1つのスペクトル拡散信号に対応する、前記プログラム可能なシフト・レジスタにおけるビットの値に対応することを特徴とする方法。
- コンピュータ・プログラム製品であって、
コンピュータ読み取り可能記憶媒体と、その中に埋め込まれているコンピュータ・プログラム・メカニズムとを備えており、
該コンピュータ・プログラム・メカニズムは、
スペクトル拡散符号信号の集合から選択したスペクトル拡散符号信号を発生するように、可調節符号発生器を構成する命令と、
前記スペクトル拡散符号信号を発生する命令と、
を備えており、
前記スペクトル拡散符号信号の集合における各スペクトル拡散符号信号は、繰り返し周期に対応するそれぞれの長さを有し、前記スペクトル拡散符号信号の集合は、別個の第1及び第2長を有する第1及び第2スペクトル拡散符号信号を含む
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム製品。 - コンピュータであって、
主メモリと、
キャッシュ・メモリを有するプロセッサと、
前記主メモリに格納され、前記プロセッサによって実行するプログラムであって、
スペクトル拡散符号信号の集合から選択したスペクトル拡散符号信号を発生するように、可調節符号発生器を構成する命令と、
前記スペクトル拡散符号信号を発生する命令と、
を含む、プログラムと
を備えており、
前記スペクトル拡散符号信号の集合における各スペクトル拡散符号信号は、繰り返し周期に対応するそれぞれの長さを有し、前記スペクトル拡散符号信号の集合は、別個の第1及び第2長を有する第1及び第2スペクトル拡散符号信号を含むことを特徴とするコンピュータ。
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