JP2011133424A - 受信信号積算方法及び受信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】GPS衛星信号の受信信号がサンプリング時間間隔である1クロック毎にサンプリングされて複数のサンプリングデータが取得される。そして、GPS衛星信号の拡散符号であるCAコードの想定周期で受信信号を時分割した場合のコード周期を異にするサンプリングデータ組を用いて、各コード周期それぞれについて、CAコードの真の周期と想定周期との周期ずれを表す周期ずれ係数が算出される。そして、受信信号が周期ずれ係数を用いて積算される。
【選択図】図2
Description
先ず、本実施形態における受信信号積算の原理について説明する。
GPS衛星は、測位用衛星の一種であり、6つの地球周回軌道面それぞれに4機以上ずつ配置され、原則、地球上のどこからでも常時4機以上の衛星が幾何学的配置のもとで観測できるように運用されている。
最初に、受信信号のサンプリング処理及び蓄積処理を行う(ステップA1)。具体的には、受信信号を所定のサンプリング時間間隔(1クロック毎のタイミング)でサンプリングし、そのサンプリングデータ「rn,m(t)」を記憶部に蓄積する。
次に、上述した原理を適用したGPS受信装置の実施例について説明する。ここでは、GPS受信装置を搭載した電子機器の一種である携帯型電話機1を具体例として説明する。
図5は、携帯型電話機1の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機1は、GPSアンテナ9と、GPS受信部10と、ホストCPU(Central Processing Unit)30と、操作部40と、表示部50と、携帯電話用アンテナ60と、携帯電話用無線通信回路部70と、記憶部80とを備えて構成される。
(1)受信信号積算処理回路部211の処理
図7は、受信信号積算処理回路部211が、図2の受信信号積算処理のステップA3において実行する周期ずれ係数算出処理の流れを示すフローチャートである。特に説明しないが、受信信号積算処理の実行中は、GPSアンテナ9によるRF信号の受信や、RF受信回路部11によるRF信号のIF信号へのダウンコンバージョンが行われ、IF信号に変換された受信信号「r(t)」がベースバンド処理回路部20に随時出力される状態にあるものとする。
図9は、ベースバンド処理回路部20のCPU25が実行するベースバンド処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU25は、当該捕捉対象衛星のCAコードの指示信号をレプリカ信号発生部213に出力する(ステップE1)。そして、CPU25は、位相のサーチ範囲及びサーチ間隔を設定して、位相サーチに使用するサーチ位相を決定する(ステップE3)。
ベースバンド処理回路部20の衛星信号捕捉部21において、RF受信回路部11から出力された受信信号が受信信号積算処理回路部211により積算される。すなわち、受信信号がサンプリング時間間隔である1クロック毎にサンプリングされて複数のサンプリングデータが取得される。そして、GPS衛星信号の拡散符号であるCAコードの想定周期で受信信号を時分割した場合のコード周期を異にするサンプリングデータ組を用いて、CAコードの真の周期と想定周期との周期ずれを表す周期ずれ係数が算出される。そして、受信信号が周期ずれ係数を用いて積算される。
3−1.適用システム
上述した実施形態では、GPS衛星信号の捕捉を例に挙げて説明したが、GPS衛星信号以外の信号を受信する受信装置についても、本発明を同様に適用可能である。すなわち、拡散符号で拡散変調された衛星信号の受信信号を積算し、積算した信号に対する相関処理を行って衛星信号を捕捉する受信装置であれば本発明を適用可能である。
また、上述した実施形態では、電子機器の一種である携帯型電話機に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な電子機器はこれに限られるわけではない。例えば、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置、パソコン、PDA(Personal Digital Assistant)、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。
上述した実施形態では、衛星位置算出システムとしてGPSを例に挙げて説明したが、WAAS(Wide Area Augmentation System)、QZSS(Quasi Zenith Satellite System)、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO等の他の衛星位置算出システムであってもよい。
上述した実施形態では、サンプリングデータ「r0,m」とサンプリングデータの複素共役「{rn,m}*」とをサンプリング番号「m=0〜M」を揃えてそれぞれ乗算することでM+1個の乗算結果「r0,m・{rn,m}*」を取得し、それらを平均して第nコード周期の周期ずれ係数「Sn」とするものとして説明したが、次のようにして周期ずれ係数を算出してもよい。すなわち、各コード周期の全てのサンプリングデータの組を用いるのではなく、各コード周期について任意に選択した1又は2以上の受信信号部分としてのサンプリングデータを用いて周期ずれ係数「Sn」を算出する。
上述した実施例では、受信信号積算処理回路部211が受信信号の積算をデジタル信号処理としてソフトウェア的に行うものとして説明した。しかし、ソフトウェア的に行うのではなく、論理回路等の回路素子を用いたデジタル回路で構成することも可能である。
20 ベースバンド処理回路部、 21 衛星信号捕捉部、 25 CPU、
27 記憶部、 30 ホストCPU、 40 操作部、 50 表示部、
60 携帯電話用アンテナ、 70 携帯電話用無線通信回路部、 80 記憶部、
211 受信信号積算処理回路部、 213 レプリカ信号発生部、
215 相関処理部
Claims (8)
- 衛星信号を受信する際に前記衛星信号の拡散符号の符号周期時間を推測した想定周期で前記衛星信号の受信信号を時分割した場合に、前記受信信号のうちの第1受信信号部分と前記第1受信信号部分とは前記想定周期が異なる第2受信信号部分とを用いて、前記拡散符号の真の周期と前記想定周期との周期ずれを表す周期ずれ係数を算出することと、
前記受信信号を前記周期ずれ係数を用いて積算することと、
を含む受信信号積算方法。 - 前記受信信号を積算することは、前記第1受信信号部分及び前記第2受信信号部分と前記周期ずれ係数とを積和することで前記受信信号を積算した信号を生成することである、
請求項1に記載の受信信号積算方法。 - 前記周期ずれ係数を算出することは、前記受信信号のうち、前記想定周期がn個分(nは自然数)異なる前記第2受信信号部分それぞれについての前記周期ずれ係数を算出することを含み、
前記受信信号を積算することは、前記想定周期がn個分異なる前記第2受信信号部分それぞれを積算する際に、対応する前記周期ずれ係数を用いて積算することを含む、
請求項1又は2に記載の受信信号積算方法。 - 前記周期ずれ係数を算出することは、前記第1及び前記第2受信信号部分において、前記想定周期内で同一タイミングとなる信号部分を用いて、前記周期ずれ係数を算出することを含む、
請求項1〜3の何れか一項に記載の受信信号積算方法。 - 前記周期ずれ係数を算出することは、前記第1受信信号部分と、前記第2受信信号部分の複素共役とを乗算することで前記周期ずれ係数を算出することを含む、
請求項1〜4の何れか一項に記載の受信信号積算方法。 - 前記周期ずれ係数を算出することは、
前記第1受信信号部分のうちの前記想定周期内で異なるタイミングとなる信号部分と、第n番目(nは自然数)の前記第2受信信号部分のうちの対応する同一タイミングとなる信号部分の複素共役とを乗算することと、
第n番目の前記第2受信信号部分に関して得られた前記各タイミングの前記乗算結果の平均を、前記第1受信信号部分と第n番目の前記第2受信信号部分との周期ずれ係数とすることと、
を含む、
請求項4に記載の受信信号積算方法。 - 前記受信信号を積算することは、前記衛星信号の搬送波が除去されていない状態の受信信号を前記周期ずれ係数を用いて積算することである、
請求項1〜6の何れか一項に記載の受信信号積算方法。 - 衛星信号を受信する際に前記衛星信号の拡散符号の符号周期時間を推測した想定周期で前記衛星信号の受信信号を時分割した場合に、前記受信信号のうちの第1受信信号部分と前記第1受信信号部分とは前記想定周期が異なる第2受信信号部分とを用いて、前記拡散符号の真の周期と前記想定周期との周期ずれを表す周期ずれ係数を算出する周期ずれ係数算出部と、
前記受信信号を前記周期ずれ係数を用いて積算する受信信号積算部と、
前記受信信号積算部により積算された信号に対する相関処理を行う相関処理部と、
前記相関処理の結果に基づいて前記衛星信号を捕捉する捕捉部と、
を備えた受信装置。
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