JP2010114771A - ナビゲーション信号送信装置、受信機、ナビゲーション信号の生成方法およびナビゲーション信号生成プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】屋内送信機200は、屋内送信機の位置情報を含むメッセージを生成するメッセージ生成部202と、メッセージを拡散処理するために、この屋内送信機に予め割り当てられている拡散コードを生成するコード生成器204とを含む。屋内送信機200は、さらに、基準クロックに対して、所定の周波数オフセットΔfを生じさせるようなクロック周波数の変換を行うクロック調整部208と、クロック調整部208からの調整後のクロックに基づいて、搬送波を生成するキャリア生成器210とを含む。
【選択図】図7
Description
(高感度受信技術について)
「高感度受信技術」とは、Δtを、例えば、100msから1s程度に長くするものであって、それによってS/Nを改善し、信号捕捉と信号追尾を行うものである。2乗処理を行うとS/Nが劣化してしまうからである。
(屋内測位技術,ナビゲーション信号)
さて、その他、衛星測位信号を高感度受信技術で受信すること以外による屋内測位技術には、4つの擬似的な衛星を屋内に配置して測位信号、あるいはその他の目的が有りながらもレンジング可能な無線信号で、例えば、WiFi信号等を送信し衛星測位システムと同じ測位方式で位置を決定するシュードライト技術がある。
また、この発明の他の局面に従うと、受信機であって、第2の拡散コードを重畳するナビゲーション信号送信装置からのナビゲーション信号を受信するために、逆拡散処理の積算処理において、第2の拡散コードのパターンに応じて、積算結果を逆転させる機能を有する。
<第1の実施の形態>
図1は、位置情報提供システム10の構成を表わす図である。
図2を参照して、位置情報受信装置100は、アンテナ102と、アンテナ102からの信号の増幅処理、ダウンコンバート処理およびA/D変換等の受信処理を行いデジタル中間周波数信号(デジタルIF信号,IF:Intermediate Frequency)に変換するための受信部104と、受信機内での搬送波レプリカ信号を生成するためのキャリアレプリカ生成器106と、キャリアレプリカ生成器106からの位相が互いに90度異なる搬送波レプリカ信号であるsinωrt信号とcosωrt信号とを、それぞれ受信部104の出力に積算する乗算器108.1および108.2とを含む。なお、図2においては、簡単のため、搬送波レプリカ信号の位相については省略して記載している。
(屋内測位技術の問題点)
さて、以下では、上述したような衛星測位信号と屋内送信機200からのナビゲーション信号とが混在する場合に生じる問題について説明する。
図16に示すように、拡散コードの相関特性としては、拡散コード位相τが一致したときには大きな相関が出るが、拡散コード位相τが一致しない時はその相関値は極めて小さい。しかし、それでも相関値はゼロにはならない。「強い信号」の場合、拡散コード位相が一致したとき(拡散コード位相τ=0の時)の相関値を1とすると、拡散コード位相が一致しないときの相関の相対的値は、GPSのL1C/A信号の場合で、−24dB程度である。一方、図16(b)に示すように、「弱い信号」の場合、位相が一致しても、強い信号の相関が一致した場合に比べて、−30dB程度である。このため、「強い信号」と「弱い信号」が混在する場合は、これらの干渉が問題となる。
図8は、地上での緯度60度でのGPのL1C/A信号のドップラー周波数を示す図である。図8においては、各衛星からの信号を区別して示している。地上の受信機に対して、衛星は相対的に運動しているので、図8に示すようなドップラー周波数が現れることになる。
<第2の実施の形態>
図11は、第2の実施形態の屋内送信機200′の構成を説明するための機能ブロック図である。
第2の拡散コードCs-2は、その繰り返し周期において、“0”と“1”の数が等しくなっている。
図12に示すように、第2の拡散コードCs-2は、特に限定されないが、たとえば、“0”と“1”が交互に繰り返し1msごとに反転する極めて単純なものである。すなわち、第2の拡散コードCs-2は2msの周期で繰り返している。そのため、仮に2乗する前の積算期間Δtが2msの倍数であれば、積算される信号電力はゼロ、即ち相互相関の値は理論的にはゼロになる。
一方、位置情報受信装置100において、第2の実施の形態の屋内送信機200′による信号を受信する際において、従来の受信機300の改修で対応する場合は、極めて軽微な改修を行うだけでよい。例えば、一般の既存受信機において、1ms毎の積算器出力を処理するときに、その正負を1ms毎に、単純に交互に反転させながら処理を行わせるだけでよい。このような反転処理は、たとえば、ソフトウェアの改修により、ベースバンド信号演算部120により実行させることが可能である。
Claims (10)
- 衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能な受信機にナビゲーション信号を送信する、地上に設置されるナビゲーション信号送信装置であって、
前記ナビゲーション信号に含まれる位置情報のメッセージを生成するメッセージ生成手段と、
前記ナビゲーション信号送信装置に予め割り当てられた、前記測位衛星信号と同一系列の第1の拡散コードに基づいて、前記メッセージにスペクトラム拡散処理を行うスペクトラム拡散手段と、
スペクトラム拡散された信号を前記ナビゲーション信号として送信する送信手段と、
前記受信機において、前記衛星測位信号に対する逆拡散処理の積算処理において、前記ナビゲーション信号と前記衛星測位信号との相互相関が抑制されるように前記ナビゲーション信号を変調するための干渉抑制手段とを備える、ナビゲーション信号送信装置。 - 前記送信手段は、前記ナビゲーション信号を送信するための第1の搬送波を生成するキャリア生成手段を含み、
前記干渉抑制手段は、前記搬送波の周波数を前記衛星測位信号の第2の搬送波の周波数に対して所定のオフセット周波数だけオフセットさせる手段を含む、請求項1記載のナビゲーション信号送信装置。 - 前記第2の搬送波の周波数は、1.57542GHzであり、
前記オフセット周波数は、15kHz以下である、請求項2記載のナビゲーション信号送信装置。 - 前記スペクトラム拡散手段は、
前記第1の拡散コードに加えて、第2の拡散コードを多重化させて前記メッセージスペクトラム拡散させるコード多重化手段を含み、
前記第2の拡散コードのチップ幅は、前記第1の拡散コードの繰り返し周期の倍数である、請求項1または2記載のナビゲーション信号送信装置。 - 前記第2の拡散コードは、前記受信機の逆拡散処理の積算処理の積算時間の周期の倍数の期間内で、“0”と“1”の数が等しい、請求項4記載のナビゲーション信号送信装置。
- 前記第2の拡散コードは、前記第1の拡散コードの繰り返し周期の倍数を1つの単位とし、単位毎に0と1を交互に繰り返す信号である、請求項5記載のナビゲーション信号送信装置。
- 前記ナビゲーション信号送信装置は、ソフトウェア無線機である、請求項1〜6のいずれかに記載のナビゲーション信号送信装置。
- 請求項4記載のナビゲーション信号送信装置からのナビゲーション信号を受信するために、前記逆拡散処理の積算処理において、前記第2の拡散コードのパターンに応じて、積算結果を逆転させる機能を有する、受信機。
- 衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能な受信機にナビゲーション信号を送信する、地上に設置されるナビゲーション信号送信装置におけるナビゲーション信号生成方法であって、
前記ナビゲーション信号に含まれる位置情報のメッセージを生成するステップと、
前記ナビゲーション信号送信装置に予め割り当てられた、前記測位衛星信号と同一系列の第1の拡散コードに基づいて、前記メッセージにスペクトラム拡散処理を行うステップと、
前記受信機において、前記衛星測位信号に対する逆拡散処理の積算処理において、前記ナビゲーション信号と前記衛星測位信号との相互相関が抑制されるように前記ナビゲーション信号を変調するステップとを備える、ナビゲーション信号生成方法。 - ソフトウェア送信機に、衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能な受信機にナビゲーション信号を送信する、地上に設置されるナビゲーション信号送信装置としてナビゲーション信号を生成させるためのプログラムであって、前記ソフトウェア無線機のプロセッサに、
前記ナビゲーション信号に含まれる位置情報のメッセージを生成するステップと、
前記ナビゲーション信号送信装置に予め割り当てられた、前記測位衛星信号と同一系列の第1の拡散コードに基づいて、前記メッセージにスペクトラム拡散処理を行うステップと、
前記受信機において、前記衛星測位信号に対する逆拡散処理の積算処理において、前記ナビゲーション信号と前記衛星測位信号との相互相関が抑制されるように前記ナビゲーション信号を変調するステップとを実行させる、ナビゲーション信号生成プログラム。
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