JP2012532320A

JP2012532320A - 不連続衛星測位システム追跡における搬送波位相処理

Info

Publication number: JP2012532320A
Application number: JP2012517921A
Authority: JP
Inventors: ファーマー、ドミニク・ジェラード; ダイタ、ラリタプラサド・ブイ．; ウ、ジエ
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: EP2449410B1; CN102472821B; US20110001666A1; TW201135266A; KR101468783B1; WO2011003087A1; US8362951B2; KR20120034775A; JP5749262B2; EP2449410A1; CN102472821A

Abstract

探索の不連続の後、衛星測位システム信号の初期サンプリングを利用してコモンコード位相オフセットと、擬似レンジレートと、位置計算のモードとを決定する、位置判断のための装置、システムおよび方法が開示される。
【選択図】図２

Description

優先権の主張

米国特許法第１１９条に基づく優先権の主張
本特許出願は、２００９年７月２日に出願され、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる仮出願第６１／２２２，７９７号の優先権を主張するものである。

本開示は、一般に位置判断のための装置および方法に関し、より詳細には衛星測位システム信号の積分時の初期サンプリングに関する。

様々な衛星測位システム（ＳＰＳ）は、モバイルデバイスの位置を判断するために使用され得る。たとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ）、ロシア連邦政府によって所有されているＧＬＯＮＡＳＳ、およびＧａｌｉｌｅｏ無線航法衛星システムは、衛星測位システム受信機を備えたユーザに、世界中のどこででも自分の位置を判断する能力を提供する衛星システムである。衛星測位システム受信機は、複数の衛星測位システム衛星から送信された信号の到着の相対的な時間を測定することによって、その位置を判断する。また、衛星測位システム受信機は、進行中の衛星測位システム追跡セッション中に、衛星測位システム受信機に関する、および衛星測位システム受信機の現在の位置を判断する際の位置と、速度と、方位とを備える衛星測位システム衛星に関する以前の状態情報に依存し得る。場合によってはカルマンフィルタを使用することによって以前の状態情報に依存することは、線形移動状況における精度を大幅に高めることができ得る。しかし、衛星測位システム追跡セッションが一時停止されて再開された場合、または衛星測位システムが新しい追跡セッションを開始している場合、衛星測位システム信号探索の不連続が存在する。衛星測位システム信号探索の不連続が存在する状況では、線形移動の仮定は位置計算に誤りをもたらす可能性があり、以前の状態情報は古いか存在しない可能性がある。

本発明の一態様は、位置を判断するための方法に存在し得、本方法は、探索の不連続の後、時間Ｔ２の衛星測位システム信号を積分することと、時間Ｔ１が時間Ｔ２未満である場合、時間Ｔ１で少なくとも１つの観測可能な信号メトリックをサンプリングすることと、少なくとも１つの観測可能な信号メトリックのピークを特定することと、コモンコード位相オフセットの値を求めることとを備える。

本発明の別の態様は、位置を判断するための装置に存在し得、この装置は、衛星測位システム信号を受信するように構成された受信機と、探索の不連続の後、時間Ｔ２の衛星測位システム信号を積分し、時間Ｔ１が時間Ｔ２未満である場合、時間Ｔ１で少なくとも１つの観測可能な信号メトリックをサンプリングし、少なくとも１つの観測可能な信号メトリックのピークを特定し、コモンコード位相オフセットの値を求めるように構成されたプロセッサとを備える。

本発明の別の態様は、位置を判断するための装置に存在し得、この装置は、衛星測位システム信号を受信するための手段と、探索の不連続の後、時間Ｔ２の衛星測位システム信号を積分するための手段と、時間Ｔ１が時間Ｔ２未満である場合、時間Ｔ１で少なくとも１つの観測可能な信号メトリックをサンプリングするための手段と、少なくとも１つの観測可能な信号メトリックのピークを特定するための手段と、コモンコード位相オフセットの値を求めるための手段とを備える。

本発明の別の態様は、その上に格納された、位置を判断するためのプログラムコードを備えるコンピュータ可読記憶媒体に存在し得、このコンピュータ可読記憶媒体は、探索の不連続の後、時間Ｔ２の衛星測位システム信号を積分するためのコードと、時間Ｔ１が時間Ｔ２未満である場合、時間Ｔ１で少なくとも１つの観測可能な信号メトリックをサンプリングするためのコードと、少なくとも１つの観測可能な信号メトリックのピークを特定するためのコードと、コモンコード位相オフセットの値を求めるためのコードとを備える。

他の態様は以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかになり、様々な態様は例示として示され、説明されていることを理解されたい。図面および詳細な説明は、限定的なものとしてではなく、本質的に例示的なものとしてみなされるべきである。

移動局の一実施形態を含むワイヤレス通信システムを示す図。本発明の一実施形態による、位置を計算するために使用される技法を決定するために初期サンプリングを使用して位置を計算する方法を示す図。本発明の一実施形態による、中央値を利用してコモンコード位相オフセットを計算する方法を示す図。本発明の別の実施形態による、平均値を利用してコモンコード位相オフセットを計算する方法を示す図。

添付の図面に関連して以下に記載される詳細な説明は、本開示の様々な態様の説明として意図されており、本開示が実施され得る唯一の態様を表すことを意図されていない。本開示に記載されたそれぞれの態様は、本開示の一例または例示として提供されているに過ぎず、必ずしも他の態様よりも好ましいまたは有利なものとして解釈されるべきではない。詳細な説明は、本開示の完全な理解をもたらすために、特定の詳細を含む。しかし、これらの特定の詳細なしに本開示が実施され得ることは、当業者に明らかとなろう。いくつかの例では、よく知られている構造およびデバイスは、本開示の概念を曖昧にすることを避けるためにブロック図の形式で示されている。頭字語および他の説明的な用語は単に便宜上および明確にするために使用される場合があり、本開示の範囲を限定することを意図されていない。

本明細書において使用される場合、移動局（ＭＳ）は、セルラまたは他のワイヤレス通信デバイス、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ）、パーソナル情報マネージャ（ＰＩＭ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス通信信号および／または航法信号を受信することができるラップトップまたは他の適切なモバイルデバイスなどのデバイスを指す。また、「移動局」という用語は、衛星信号の受信、支援データの受信、および／または位置関連の処理がデバイスでまたはＰＮＤで行われるかどうかにかかわらず、短距離ワイヤレス接続、赤外線接続、有線接続、または他の接続などによってパーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ）と通信するデバイスを含むことを意図される。また、「移動局」は、衛星信号の受信、支援データの受信、および／または位置関連の処理がデバイスで、サーバで、またはネットワークに関連付けられた別のデバイスで行われるかどうかにかかわらず、インターネット、ＷｉＦｉ（登録商標）、または他のネットワークなどを介してサーバと通信することができる、ワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含む全てのデバイスを含むことを意図される。他の実施形態は、上記の任意の動作可能な組合せを含み得る。

衛星測位システム受信機が衛星測位システム信号探索の不連続を経験する場合、既存の衛星測位システム追跡セッションの有益な代替案は、衛星測位システム受信機がその位置を計算する前に静止しているかまたは移動しているかを判断することに基づいてもよい。正確なユーザ速度の推定値は正確なＳＰＳ受信機位置の推定値を生成するのに有益であり、これはユーザが移動しているかまたは静止しているかを検出することを含む。正確な擬似レンジレート推定値を生成する搬送波位相処理は、非常に正確なユーザ速度を得るために利用され得る。しかし、搬送波位相処理は通常、信号が衛星測位システム受信機によって継続的に追跡されることを必要とする。探索の不連続の後、受信機は追跡の中断を体験する場合があり、したがって、衛星信号を継続的に追跡することができない場合がある。たとえば、探索の不連続は、節電するために定期的にＳＰＳ受信機回路の電源が切られることによって生じ得る。ＳＰＳ受信機回路の電源を切ることは、節電するために、探索の不連続時にＳＰＳ受信機クロックの電源を切ることを含み得る。ＳＰＳ受信機クロックの電源を切ることまたはＳＰＳ受信機クロックがドリフトすることを可能にすることは通常、コモン位相オフセットを特定し補正することができない限り、コモン位相オフセットを次の衛星測位システム測定値にもたらす。コモン位相オフセットを特定できる場合、搬送波位相処理によって高精度の擬似レンジレート推定値を得ることが依然として有利であり得る。本発明は、探索の不連続の後に搬送波位相処理を実行する方法と、その結果を利用してＳＰＳ受信機の位置を計算する方法とを開示する。

図１は、移動局（ＭＳ）１００の一実施形態のブロック図を示す。ＭＳ１００は、通信トランシーバ１４０に結合され、通信トランシーバ１４０と協調対話するプロセッサ１２０と、衛星測位システム受信機１３０と、メモリ１１０と、不揮発性メモリ１６０と、ＤＳＰ１５０とを含む。

図１では、衛星測位システム受信機１３０は、衛星測位システム衛星１７０からの衛星測位システム信号を受信し、処理する。衛星測位システム（ＳＰＳ）は通常、少なくとも部分的には、送信機から受信された信号に基づいて、エンティティが地球の地表または上空でその位置を判断することを可能にするように位置決めされた送信機のシステムを含む。そのような送信機は通常、一定数のチップの反復する擬似ランダム雑音（ＰＮ）コードで印を付けられた信号を送信し、地上管制局（ground based control station）、ユーザ機器および／または宇宙ビークルに配置され得る。特定の例では、そのような送信機は、地球軌道衛星ビークル（ＳＶ）に配置され得る。たとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧｌｏｎａｓｓまたはＢｅｉＤｏｕなどの全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）のコンステレーションにおけるＳＶは、（たとえば、ＧＰＳのようにそれぞれの衛星に対して異なるＰＮコードを使用して、またはＧｌｏｎａｓｓのように異なる周波数上で同じコードを使用して）コンステレーションにおける他のＳＶによって送信されたＰＮコードと区別可能なＰＮコードで印を付けられた信号を送信でき得る。特定の態様によれば、本明細書において提示される技法は、衛星測位システムに関しては全地球システム（たとえば、ＧＮＳＳ）に限定されない。たとえば、本明細書において提供される技法は、たとえば、日本における準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ）、インドにおけるインド地域航法衛星システム（ＩＲＮＳＳ）、中国におけるＢｅｉｄｏｕなどの様々な地域システム、ならびに／または、１つまたは複数の全地球および／もしくは地域航法衛星システムと関連付けられるか、他の方法でこのシステムとともに使用することが可能にされ得る様々な補強システム（たとえば、衛星型補強システム（ＳＢＡＳ））に適用されるか、他の方法でこれらのシステムにおいて使用することが可能にされ得る。限定ではなく例として、ＳＢＡＳは、たとえば、広域補強システム（ＷＡＡＳ）、欧州静止衛星航法オーバーレイサービス（ＥＧＮＯＳ）、多目的衛星補強システム（ＭＳＡＳ）、ＧＰＳＡｉｄｅｄＧｅｏＡｕｇｍｅｎｔｅｄＮａｖｉｇａｔｉｏｎｏｒＧＰＳａｎｄＧｅｏＡｕｇｍｅｎｔｅｄＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ（ＧＡＧＡＮ）などの、完全性情報（integrity information）、差分補正などを提供する（１つまたは複数の）補強システムを含み得る。したがって、本明細書において使用される場合、衛星測位システムは、１つまたは複数の全地球および／もしくは地域航法衛星システムならびに／または補強システムの任意の組合せを含み得、衛星測位システム信号は、衛星測位システム信号、衛星測位システム様信号、および／またはそのような１つまたは複数の衛星測位システムに関連付けられた他の信号を含み得る。

図１を用いて続けると、通信トランシーバ１４０は、限定されないが、基地局１８０と、アクセスポイント１９０と、パーソナルエリアネットワーク１９５とを備える地上のトランシーバと信号を送受信する。本明細書において記載される位置判定技法は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、およびワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）などの様々なワイヤレス通信ネットワークとともに実施され得る。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば交換可能に使用される。ＷＷＡＮは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワーク、およびロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワークであってもよい。ＣＤＭＡネットワークは、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、および時分割同期符号分割多元接続（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）などの１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を実施し得る。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５規格と、ＩＳ−２０００規格と、ＩＳ−８５６規格とを含む。ＴＤＭＡネットワークは、ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ（登録商標））、ＤｉｇｉｔａｌＡｄｖａｎｃｅｄＭｏｂｉｌｅＰｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ（Ｄ−ＡＭＰＳ）、または何らかの他のＲＡＴを実施し得る。ＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡは、「第３世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）という名称のコンソーシアムの文書に記載されている。ｃｄｍａ２０００は、「第３世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）という名称のコンソーシアムの文書に記載されている。３ＧＰＰ文書および３ＧＰＰ２文書は公開されている。ＷＬＡＮはＩＥＥＥ８０２．１１ｘネットワークであってもよく、ＷＰＡＮはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１５ｘ、または何らかの他のタイプのネットワークであってもよい。また、これらの技法は、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮおよび／またはＷＰＡＮの任意の組合せとともに実施され得る。

図１では、２つの基地局１８０、アクセスポイント１９０およびパーソナルエリアネットワーク１９５が示されているが、基地局１８０、アクセスポイント１９０およびパーソナルエリアネットワーク１９５の数は、２未満または２より大きくてもよい。衛星測位システム信号探索および信号処理は、ＤＳＰ１５０、プロセッサ１２０、専用の信号探索および信号処理回路を介した衛星測位システム受信機１３０またはこれらの何らかの組合せにおいて行われ得ることを認識されたい。

プロセッサ１２０は、限定されないが、基地局１８０と、アクセスポイント１９０と、パーソナルエリアネットワーク１９５とを備える地上トランシーバと通信するように通信トランシーバ１４０を動作させる。

プロセッサ１２０は、ＧＰＳ、Ｇａｌｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳおよびＢｅｉｄｏｕ衛星システムまたは他の航法衛星システムの衛星を備える衛星測位システム衛星からの衛星測位システム信号を受信するように衛星測位システム受信機１３０を動作させる。

図２は、不連続衛星測位システム追跡における搬送波位相処理の方法を例示する流れ図を示す。ステップ２１０、「信号積分を開始する」では、ＭＳ１００は衛星測位システム信号探索の不連続の後で衛星測位システム信号の積分を開始する。衛星測位システム信号が追跡されない期間は可変の長さであってもよいが、衛星測位システム信号が追跡されない期間は、通常、衛星測位システム探索が必要とされない期間中は低電力スリープモード状態に入っている衛星測位システム受信機によって引き起こされる、より高い衛星測位システム受信機クロックの不確実性を特徴とする。

信号積分は、観測可能な信号メトリック、たとえば、信号エネルギーを積分することを備える。代替実施形態では、観測可能な信号メトリックは、たとえば、請求項６、７、２８、２９、５０、５１、７２、および７３において特許請求されているように、観測可能な信号の振幅またはＩ／Ｑデータから構成され得る。

観測可能な信号メトリックの積分値は、位相オフセットと周波数の両方に対してグラフ化される。積分は、８０ｍｓ以上、たとえば２００ｍｓである期間Ｔ２の間継続し、この時に観測可能な信号メトリックのピークを使用してＭＳ１００の位置と速度とを計算する。ステップ２２０では、観測可能な信号メトリックはまた、Ｔ２より短く、５０ｍｓ以下、たとえば２０ｍｓである時間Ｔ１でサンプリングされる。合計積分時間Ｔ２および初期サンプリング時間Ｔ１の典型的な例が提供されているが、他の実施形態はＴ２およびＴ２より小さいＴ１について異なる値を使用でき得ることを理解されたい。

時間Ｔ１での観測可能な信号メトリックのサンプルは、衛星測位システム情報が時間Ｔ２でどのように処理されるかを決定するために使用され得る。時間Ｔ２での衛星測位システム情報に対する処理のモードは、少なくとも部分的には、時間Ｔ１でサンプリングされた観測可能な信号メトリックから得られた情報に基づいて、ＭＳ１００の正確な位置を計算するために選択される。位置判断の最も有効なモードを決定するための初期サンプリングのこのプロセスは、ステップ２２０〜２９０に示されている。

観測可能な信号メトリックを積分することは、コード位相オフセットおよび周波数に対する観測可能な信号メトリックのピーク値をもたらす。これらのピークのいくつかは衛星測位システム衛星に対応してもよく、他のピークはマルチパス信号、雑音または妨害物（jammer）に対応してもよい。図２を用いて続けると、ステップ２３０では、時間Ｔ１での観測可能な信号メトリックのピークが選択される。時間Ｔ１での観測可能な信号メトリックの選択されたピークは、ステップ２３５で所定の閾値と比較される。観測可能な信号メトリックが信号エネルギーである場合、所定の閾値は３０ｄＢＨｚより大きく、たとえば３３．５ｄＢＨｚである。観測可能な信号メトリックのピークがいずれも時間Ｔ１での所定の閾値を超えない場合、ステップ２３８に示されるように、現在の測定間隔の搬送波位相処理がスキップされ、ステップ２５８に示されるように、位置判断のデフォルトモードが選択される。

観測可能な信号メトリックの少なくとも１つのピークが時間Ｔ１での所定の閾値を超える場合、現在の測定間隔の搬送波位相処理はステップ２４０において継続する。ステップ２４０では、時間Ｔ１での所定の閾値を超える観測可能な信号メトリックの少なくとも１つのピークに基づいて、コモンコード位相オフセットの値が求められる。コモンコード位相オフセットまたはＳＰＳ受信機クロックオフセットは、Ｉ／Ｑデータが所定の閾値を超える少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの少なくとも１つのピークについて合計されるコード位相オフセットである。

コモンコード位相オフセットの値は様々な方法で求められ得る。コモンコード位相オフセットの値を求めるための一実施形態は、時間Ｔ１での閾値を超える観測可能な信号メトリックの１つのピークの個々のオフセットを選択し、それをコモンコード位相オフセットとして使用することである。これは、時間Ｔ１での閾値を超える観測可能な信号メトリックのピークが１つしかない場合、またはその代わりに、他のピークが外れ値（outliers）であるか、さもなければコモンコード位相オフセットを計算する際に使用するには準最適（sub-optimal）である場合、最も可能性が高い。

コモンコード位相オフセットの値を求めるための別の実施形態は、図３に示されるように、個々のコード位相オフセットから計算された中央値を使用することである。ステップ３１０では、時間Ｔ１での閾値を超える観測可能な信号メトリックのピークが選択される。ステップ３２０では、選択されたピークで個々のコード位相オフセットが測定される。ステップ３３０では、個々のコード位相オフセットの中央値に基づいてコモンコード位相オフセットが計算される。

コモンコード位相オフセットの値を求めるための別の実施形態は、図４に示されるように、個々のコード位相オフセットから計算された平均値を使用することである。ステップ４１０では、時間Ｔ１での閾値を超える観測可能な信号メトリックのピークが選択される。ステップ４２０では、選択されたピークで個々のコード位相オフセットが測定される。ステップ４３０では、位相オフセット平均値からの偏差が大きい位相オフセットからなる外れ値位相オフセット（outlier phase offsets）が破棄されるか、そうでない場合はさらなる計算については無視される。ステップ４４０では、残りの個々のコード位相オフセットの平均値に基づいてコモンコード位相オフセットが計算される。

さらに別の実施形態では、ステップ４３０は、平均値に近い個々の位相オフセット値が平均値からの偏差が大きい位相オフセット値よりも大きく重み付けされる重み付けステップと置き換えられてもよい。この実施形態では、個々のコード位相オフセットの重み付けされた平均値に基づいてコモンコード位相オフセットが計算される。

コモンコード位相オフセットを計算するために個々のコード位相オフセットを利用するための他の実施形態が想定され得る。したがって、上記に記載された実施形態は、限定するものであることを意図されていない。

図２を用いて続けると、コモンコード位相オフセットは、いったん計算されると、ステップ２５０で使用されてＩ／Ｑデータが収集される位相オフセットを決定する。具体的には、ステップ２５０では、時間Ｔ１での閾値を超える観測可能な信号メトリックのそれぞれのピークに関するＩ／Ｑデータがコモンコード位相オフセットで合計される。コモンコード位相オフセットでＩ／Ｑデータを収集することは、広範囲の位相オフセットにわたってＩ／Ｑデータを収集する必要性をなくし、Ｉ／Ｑデータを解析するのに必要なメモリおよび処理電力の量を大幅に低減する。

ステップ２５５では、収集されたＩ／Ｑデータによって予測されたコモンコード位相オフセットの結果は、整合性のピーク処理によって予測された結果と比較される。たとえば、一実施形態では、整合性チェックは、Ｉ／Ｑ合計収集ビンコード位相（I/Q sum collection bin code phase）をピーク処理によって予測されたコード位相と比較することからなる。この実施形態では、（１）Ｉ／Ｑ合計収集コード位相はＰＰによって報告されたピークコード位相の＋／−０．５チップ以内であるべきであり、（２）ＰＰによって報告されたＣ／Ｎｏは＞３０ｄＢＨｚであるべきである。これがＳＶ毎の試験である。両方の基準を満たす場合、搬送波位相処理はそのＳＶ上のみで実行される。

ステップ２５５で整合性チェックが失敗した場合、ステップ２５８に開示されるように、位置計算のデフォルトモードが選択され得る。一実施形態では、位置計算のデフォルトモードは、搬送波位相処理によって計算された擬似レンジレートではなく、ピーク処理によって計算された擬似レンジレートを利用してもよい。

ステップ２５５で整合性チェックが成功した場合、ステップ２６０に示されるように、収集されたＩ／Ｑデータ上で搬送波位相処理が実行されて、時間Ｔ１での閾値を超える観測可能な信号メトリックのそれぞれのピークに対応するそれぞれの衛星測位システム信号の擬似レンジレートを計算する。一実施形態では、擬似レンジレートは、Ｔｍｓが５ｍｓのＩ／Ｑデータに相当すると仮定すると、以下のように計算される。

１）ピーク処理を使用してＴｍｓの積分に対応するピークドップラー周波数推定値を生成する。

２）ピーク処理によって決定されたように、Ｉ／Ｑデータの粗周波数（coarse frequency）が中央周波数ビンからオフセットされた推定ピーク周波数で推定される。Ｉ／Ｑデータは粗周波数と混合され、結果として得られた４つの５ｍｓのＩ／Ｑデータを合計して２０ｍｓのＩ／Ｑ合計を得る。

３）ドット積／クロス積が生成される。ドット積からビットを推定する。第２ビットから開始してそれぞれのビットについてサイクルスリップ検出を実行する。

４）変調ワイプオフ後に２０ｍｓのＩ／Ｑ合計についてアンラップ位相を推定する。それぞれの位相を２０ｍｓずつ前進させる。これらの全てを加算し、搬送波位相全体を得る。

５）開始ビット、中間ビット、終了ビットでそれぞれ位相をサンプリングする。

６）二次フィッティング（quadratic fitting）を使用して３つの位相サンプルから擬似レンジレート推定値を得る。必要であれば伝播する。

ステップ２６５で、擬似レンジレートは有効性をチェックされる。一実施形態では、有効性チェックは、以下の条件をチェックすることからなる。両方の条件を満たす場合、擬似レンジレートはステップ２７０で使用され得る。

１）ＤＰＯ搬送波位相処理からの周波数推定値がＤＰＯ積分からの周波数推定値の＋／−１０Ｈｚ以内であり、かつ
２）ＤＰＯ搬送波位相処理間隔の間、サイクルスリップが見出されない。

ステップ２７０では、擬似レンジレートを使用してＭＳ１００の位置が計算される方法を決定する。たとえば、ＭＳ１００の位置は、擬似レンジレートがＭＳ１００は移動していると予測する場合と、擬似レンジレートがＭＳは静止していると予測する場合とでは、異なるように計算され得る。この実施形態は、代替実施形態においてＭＳ１００で利用可能な位置計算のモードのタイプの数を限定しない。

ステップ２８０では、位置はステップ２５８またはステップ２７０のいずれかで選択された位置計算のモードを使用して計算される。

記載された実施形態の仮定および数学的支援（mathematical support）は以下の通りである。

信号積分期間Ｔ２の間、利用可能なＩ／Ｑデータに相当するＮ個のビットがあると仮定する。たとえば、信号積分期間が２００ｍｓである場合、Ｎ＝１０である。

５ｍｓのＩ／Ｑ合計は、Ｒ_I（ｋ），Ｒ_Q（ｋ），ｋ＝１，２，．．．，４・Ｎである。このデータにおける粗周波数を
ｆ_Δ＝（データ収集時の探索回転子周波数（searcher rotator frequency））−（ピーク処理からの測定されたドップラー）
として推定することができる。

粗周波数ｆ_Δを使用して５ｍｓのＩ／Ｑ合計を混合し、次いで２０ｍｓのＩ／Ｑ合計を合成してＮ個の２０ｍｓのＩ／Ｑ合計を得る。

クロス積およびドット積は以下の通りである。

ビット遷移を推定することができる。

ビットを推定することができる。

全ての回転子からの位相増分は、

である。

ビット指標ｉでの合計の搬送波位相は、

である。

３つのφ（ｉ）のサンプルがあると仮定すると、二次フィッティングを実行して周波数と加速度とを推定する。

（１）Ｎが偶数の場合：
３つのサンプルが取り出される。

ｆ₀が中間のサンプルでの瞬時周波数であり、等加速度が存在すると仮定すると、

となる。

中間のサンプルでの周波数は、

である。

加速度は、

である。

ｆ₀は時間

を示す。積分（

を示す）からの周波数推定値と整合するためには、

だけ前にｆ₀を伝播する必要があり、したがって、搬送波位相から得られた周波数は、

である。

（２）Ｎが奇数の場合：
３つのサンプルが取り出される。

となる。

したがって、中間のサンプルでの周波数は、

である。

加速度は、

である。

ｆ₀は時間

を示し、この時間は、積分（

を示す）からの周波数推定値の同じ基準点であり、いかなる伝播も行う必要がない。

本明細書において記載される方法論は、用途に応じて様々な手段によって実施され得る。たとえば、これらの方法論は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらの任意の組合せにおいて実施され得る。ハードウェアを伴う実施の場合、処理ユニットは、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書において記載された機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはこれらの組合せ内で実施され得る。

ファームウェアおよび／またはソフトウェアを伴う実施の場合、これらの方法論は、本明細書において記載された機能を実行するモジュール（たとえば、手順、機能など）を用いて実施され得る。命令を有形に具体化する任意のマシン可読媒体は、本明細書において記載された方法論を実施する際に使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードはメモリに格納され、プロセッサユニットによって実行され得る。メモリはプロセッサユニット内またはプロセッサユニットの外に実装され得る。本明細書において使用される場合、「メモリ」という用語は、任意のタイプの長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリを指し、任意の特定のタイプのメモリもしくはいくつかのメモリ、またはメモリが格納されるタイプの媒体に限定されるものではない。

ファームウェアおよび／またはソフトウェアにおいて実施される場合、機能はコンピュータ可読記憶媒体上の１つまたは複数の命令またはコードとして格納され得る。例としては、データ構造で符号化されたコンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムで符号化されたコンピュータ可読媒体がある。コンピュータ可読媒体は、物理的なコンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体であってもよい。限定されないが、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、半導体記憶装置、または他の記憶デバイス、または所望のプログラムコードを命令またはデータ構造の形で格納するために使用することができ、コンピュータによってアクセスすることができる任意の他の媒体を備えることができ、本明細書において使用される場合、ディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイ（登録商標）ディスクを含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、データを磁気的に再生するが、ディスク（ｄｉｓｃ）はレーザを用いてデータを光学的に再生する。また、上記の組合せはコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。

コンピュータ可読記憶媒体上での格納に加えて、命令および／またはデータは通信装置に含まれる送信媒体上の信号として提供され得る。たとえば、通信装置は、命令およびデータを示す信号を有するトランシーバを含んでもよい。命令およびデータは、１つまたは複数のプロセッサが特許請求の範囲において概説される機能を実施するように構成される。すなわち、通信装置は、開示された機能を実行するための情報を示す信号を有する送信媒体を含む。１度目は、通信装置に含まれる送信媒体は開示された機能を実行するための情報の第１の部分を含み得るが、２度目は、通信装置に含まれる送信媒体は開示された機能を実行するための情報の第２の部分を含み得る。

Claims

位置を判断するための方法であって、
探索の不連続の後、時間Ｔ２の衛星測位システム信号を積分することと、
時間Ｔ１が時間Ｔ２未満である場合、時間Ｔ１で少なくとも１つの観測可能な信号メトリックをサンプリングすることと、
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックのピークを特定することと、
コモンコード位相オフセットの値を求めることとを備える方法。
Ｔ１が５０ｍｓ以下である、請求項１に記載の方法。
Ｔ１が２０ｍｓである、請求項２に記載の方法。
Ｔ２が８０ｍｓ以上である、請求項１に記載の方法。
Ｔ２が２００ｍｓである、請求項４に記載の方法。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが観測可能な信号の振幅である、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックがＩ／Ｑデータである、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが信号エネルギーである、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが信号対雑音比である、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの前記ピークの少なくとも１つが所定の閾値を超える、請求項１に記載の方法。
前記所定の閾値が３０ｄＢＨｚ以上である、請求項１０に記載の方法。
個々のコード位相オフセットが前記所定の閾値を超える前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの前記ピークで測定される、請求項１０に記載の方法。
前記コモンコード位相オフセットが前記個々のコード位相オフセットの少なくとも１つから得られる、請求項１２に記載の方法。
前記コモンコード位相オフセットが複数の前記個々のコード位相オフセットの平均値からなる、請求項１３に記載の方法。
複数の前記個々のコード位相オフセットの前記平均値がかけ離れている位相オフセット値を利用しない、請求項１４に記載の方法。
複数の前記個々のコード位相オフセットの前記平均値が複数の個々のコード位相オフセットの重み付けされた平均値である、請求項１４に記載の方法。
複数の個々のコード位相オフセットの前記重み付けされた平均値が少なくとも部分的に信号対雑音比に基づいて重み付けを利用する、請求項１６に記載の方法。
前記コモンコード位相オフセットが複数の個々のコード位相オフセットの中央値からなる、請求項１３に記載の方法。
Ｉ／Ｑデータが前記コモンコード位相オフセットで収集される、請求項１３に記載の方法。
前記Ｉ／Ｑデータが整合性をチェックされる、請求項１９に記載の方法。
擬似レンジレートが前記Ｉ／Ｑデータから計算される、請求項２０に記載の方法。
前記擬似レンジレートが有効性をチェックされる、請求項２１に記載の方法。
位置計算のモードを選択するために前記擬似レンジレートが使用される、請求項２２に記載の方法。
モバイル衛星測位システム受信機の位置を判断するために位置計算の前記モードが利用される、請求項２３に記載の方法。
位置を判断するための装置であって、
衛星測位システム信号を受信するように構成された受信機と、
探索の不連続の後、時間Ｔ２の前記衛星測位システム信号を積分し、
時間Ｔ１が時間Ｔ２未満である場合、時間Ｔ１で少なくとも１つの観測可能な信号メトリックをサンプリングし、
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックのピークを特定し、
コモンコード位相オフセットの値を求める
ように構成されたプロセッサとを備える装置。
Ｔ１が５０ｍｓ以下である、請求項２５に記載の装置。
Ｔ１が２０ｍｓである、請求項２６に記載の装置。
Ｔ２が８０ｍｓ以上である、請求項２５に記載の装置。
Ｔ２が２００ｍｓである、請求項２８に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが観測可能な信号の振幅である、請求項２５に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックがＩ／Ｑデータである、請求項２５に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが信号エネルギーである、請求項２５に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが信号対雑音比である、請求項２５に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの前記ピークの少なくとも１つが所定の閾値を超える、請求項２５に記載の装置。
前記所定の閾値が３０ｄＢＨｚ以上である、請求項３４に記載の装置。
個々のコード位相オフセットが前記所定の閾値を超える前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの前記ピークで測定される、請求項３４に記載の装置。
前記コモンコード位相オフセットが前記個々のコード位相オフセットの少なくとも１つから得られる、請求項３６に記載の装置。
前記コモンコード位相オフセットが複数の前記個々のコード位相オフセットの平均値からなる、請求項３７に記載の装置。
複数の前記個々のコード位相オフセットの前記平均値がかけ離れている位相オフセット値を利用しない、請求項３８に記載の装置。
複数の前記個々のコード位相オフセットの前記平均値が複数の個々のコード位相オフセットの重み付けされた平均値である、請求項３８に記載の装置。
複数の個々のコード位相オフセットの前記重み付けされた平均値が少なくとも部分的に信号対雑音比に基づいて重み付けを利用する、請求項４０に記載の装置。
前記コモンコード位相オフセットが複数の個々のコード位相オフセットの中央値からなる、請求項３７に記載の装置。
Ｉ／Ｑデータが前記コモンコード位相オフセットで収集される、請求項３７に記載の装置。
前記Ｉ／Ｑデータが整合性をチェックされる、請求項４３に記載の装置。
擬似レンジレートが前記Ｉ／Ｑデータから計算される、請求項４４に記載の装置。
前記擬似レンジレートが有効性をチェックされる、請求項４５に記載の装置。
位置計算のモードを選択するために前記擬似レンジレートが使用される、請求項４６に記載の装置。
モバイル衛星測位システム受信機の位置を判断するために位置計算の前記モードが利用される、請求項４７に記載の装置。
位置を判断するための装置であって、
衛星測位システム信号を受信するための手段と、
探索の不連続の後、時間Ｔ２の前記衛星測位システム信号を積分するための手段と、
時間Ｔ１が時間Ｔ２未満である場合、時間Ｔ１で少なくとも１つの観測可能な信号メトリックをサンプリングするための手段と、
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックのピークを特定するための手段と、
コモンコード位相オフセットの値を求めるための手段とを備える装置。
Ｔ１が５０ｍｓ以下である、請求項４９に記載の装置。
Ｔ１が２０ｍｓである、請求項５０に記載の装置。
Ｔ２が８０ｍｓ以上である、請求項４９に記載の装置。
Ｔ２が２００ｍｓである、請求項５２に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが観測可能な信号の振幅である、請求項４９に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックがＩ／Ｑデータである、請求項４９に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが信号エネルギーである、請求項４９に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックが信号対雑音比である、請求項４９に記載の装置。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの前記ピークの少なくとも１つが所定の閾値を超える、請求項４９に記載の装置。
前記所定の閾値が３０ｄＢＨｚ以上である、請求項５８に記載の装置。
個々のコード位相オフセットが前記所定の閾値を超える前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの前記ピークで測定される、請求項５８に記載の装置。
前記コモンコード位相オフセットが前記個々のコード位相オフセットの少なくとも１つから得られる、請求項６０に記載の装置。
前記コモンコード位相オフセットが複数の前記個々のコード位相オフセットの平均値からなる、請求項６１に記載の装置。
複数の前記個々のコード位相オフセットの前記平均値がかけ離れている位相オフセット値を利用しない、請求項６２に記載の装置。
複数の前記個々のコード位相オフセットの前記平均値が複数の個々のコード位相オフセットの重み付けされた平均値である、請求項６２に記載の装置。
複数の個々のコード位相オフセットの前記重み付けされた平均値が少なくとも部分的に信号対雑音比に基づいて重み付けを利用する、請求項６４に記載の装置。
前記コモンコード位相オフセットが複数の個々のコード位相オフセットの中央値からなる、請求項６１に記載の装置。
Ｉ／Ｑデータが前記コモンコード位相オフセットで収集される、請求項６１に記載の装置。
前記Ｉ／Ｑデータが整合性をチェックされる、請求項６７に記載の装置。
擬似レンジレートが前記Ｉ／Ｑデータから計算される、請求項６８に記載の装置。
前記擬似レンジレートが有効性をチェックされる、請求項６９に記載の装置。
位置計算のモードを選択するために前記擬似レンジレートが使用される、請求項７０に記載の装置。
モバイル衛星測位システム受信機の位置を判断するために位置計算の前記モードが利用される、請求項７１に記載の装置。
その上に格納された、位置を判断するためのプログラムコードを備えるコンピュータ可読記憶媒体であって、
探索の不連続の後、時間Ｔ２の衛星測位システム信号を積分するためのコードと、
時間Ｔ１が時間Ｔ２未満である場合、時間Ｔ１で少なくとも１つの観測可能な信号メトリックをサンプリングするためのコードと、
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックのピークを特定するためのコードと、
コモンコード位相オフセットの値を求めるためのコードとを備えるコンピュータ可読記憶媒体。
前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの前記ピークの少なくとも１つが所定の閾値を超える、請求項７３に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
個々のコード位相オフセットが前記所定の閾値を超える前記少なくとも１つの観測可能な信号メトリックの前記ピークで測定される、請求項７４に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
前記コモンコード位相オフセットが前記個々のコード位相オフセットの少なくとも１つから得られる、請求項７５に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
Ｉ／Ｑデータが前記コモンコード位相オフセットで収集される、請求項７６に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
擬似レンジレートが前記Ｉ／Ｑデータから計算される、請求項７７に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
位置計算のモードを選択するために前記擬似レンジレートが使用され、モバイル衛星測位システム受信機の位置を判断するために位置計算の前記モードが利用される、請求項７８に記載のコンピュータ可読記憶媒体。