JP2013521503A - 複数のチャネル衛星測位システム信号を復調するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
GPSおよびGLONASSなどのレガシーGNSSシステムは、BPSK被変調信号を送信する。ベースバンド相関プロセッサが、注目するGPS信号に対応する正しい時間および周波数でサンプリングされるように完全に同調されると仮定すると、GPS PRNコードの20の期間にわたる逆拡散および累積(たとえば、20msのGPSビット持続時間にわたるコヒーレント積分)の後のトラッキング相関器の出力信号は、次のようにモデル化され得る。
知的演習として、信号の位相φkが完全に既知であると仮定する。この場合、現在のシンボルを復調するために前に受信されたシンボルを使用する必要がない。むしろ、次のようにコヒーレント検出を計算し得る。
Aは、ループ上の利得であり、簡単のために入来信号利得と同じであると仮定し、
sは、トラッキングループの未知の符号(+/-1)であり、
N'は、ドット積からの3つの雑音項を含む。
ここで、たとえば、「s」によって表される未知の180度の位相あいまいさは、たとえば、キャリアトラッキングループがロック状態のままである限り、連続する復調されたシンボルに共通し得る。したがって、たとえば、確立された技法は、ナビゲーションデータ自体に固有のプロパティを活用して、ナビゲーションデータデコーダ中の符号あいまいさを解決するために適用され得る。さらなる例として、GPS中で、ナビゲーションメッセージは、送信される正確なコードワードまたはそのようなコードワードの負(たとえば、ビットのすべてを反転する)のいずれかを受信すると正しいナビゲーション情報を回復することを可能にする修正ハミングコードを使用して符号化される。
次に、現代のSPS信号のいくつかの非限定的な例を提示する。本明細書で提供する技法は、これらおよび/または他のSPS信号に適用され得ることを理解されたい。たとえば、いくつかの例示的な実装形態では、パイロットチャネルおよびデータチャネルは、同時に(たとえば、並列に)送信され得るが、他の例示的な実装形態では、パイロットチャネルおよびデータチャネルは、時分割多重化され得る(たとえば、所与の持続時間に連続的に送信され得る)。
SVは、GPS L2Cのための変調器を含み得る。ここで、たとえば、SVは、適度な長さのコード(CM:moderate length code)およびロングコード(CL:long code)を生成し得る。これらの2つのコードは、持続時間が1.5秒のコンポジットコードを形成するために(チップごとに)多重化され得る。ナビゲーション(CNAV)情報の新しい定義されたストリーム(25bps)は、レート1/2畳み込みコードを使用してFECコーディングされ得る。被符号化シンボルのこの50bpsのストリームはCMコードのチップだけを変調する。CMコードは10,230チップであり、CMコードは、偶数チップのみを占有するので、L2Cのためのチッピングレートも1.023MHzであるとすれば、送信されるコードシンボルの持続時間は、GPS L1 C/Aの場合のように、20msである。
GPS L5は、10.23MHzという10倍速いチッピングレートを使用する。ここで、時間多重化パイロットおよびデータチャネルではなく、パイロットおよびデータは、同相および直交チャネル中の異なる拡散シーケンスを使用して並列に送信される。L5では、同相または「I」チャネル中のPNコードを変調するためにFEC符号化ナビゲーションメッセージが使用されるが、「Q」チャネル上のPNコードは無変調で送信される。ニューマンハフマン(Neuman-Hoffman)コードもIチャネルおよびQチャネル中のPNコードを変調する。これらの長さ10および20のシンボルコードは異なる衛星によって変化せず(たとえば、これらはすべての衛星に共通の同期コードを表す)、PNコードおよびナビゲーションデータのみが異なる衛星間で変化する。
上記の分析は、送信されたSPS信号中に別個の第1のチャネル部分と第2のチャネル部分とが存在する他の現代の信号に容易に拡張することができる。そのような信号を追跡するように適合された現代のSPS受信機は、たとえば、両方のチャネルに対してコヒーレント(IおよびQ)累積(たとえば、相関出力信号)のストリームを出力し得る。
102 デバイス
104 SPS受信機
106 SPS
108 1つまたは複数のGNSS
110 SV
112 SPS信号
112-1 第1のチャネル部分
112-2 第2のチャネル部分
116 1つまたは複数の他のサーバ
120 SPSデータ
202 処理ユニット
204 メモリ
206 1つまたは複数の接続
208 フロントエンドプロセッサ
212 フィルタ
214 相関出力信号
216 バックエンドプロセッサ
218 復調器
220 1つまたは複数のドット積
230 通信インターフェース
240 コンピュータ可読媒体
250 コンピュータ実装可能命令
260 ユーザインターフェース
Claims (41)
- 電子デバイスにおいて使用するための方法であって、
衛星測位システム(SPS)データシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、前記SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つのSPS信号を受信するステップと、
前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて前記第1のチャネル部分を復調するステップと
を含む、方法。 - 前記第1のチャネル部分を使用して第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とを確立するステップと、
前記第2のチャネル部分を使用して第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とを確立するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第2のチャネル同相相関出力信号と前記第2のチャネル直交相関出力信号とがある時間期間にわたってフィルタリングされる、請求項2に記載の方法。
- 前記時間期間が、前記第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い、請求項3に記載の方法。
- 前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて前記第1のチャネル部分を復調するステップが、
第1のチャネル同相および直交出力信号と第2のチャネル同相および直交出力信号とのドット積に少なくとも部分的に基づいて、前記第2のチャネル信号を使用して前記第1のチャネル信号内のシンボルを取得するステップ
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られる、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1のチャネル部分がデータチャネルを含み、前記第2のチャネル部分がパイロットチャネルを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記データシーケンスがSPSナビゲーションデータを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記SPSが少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含む、請求項1に記載の方法。
- 衛星測位システム(SPS)データシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、前記SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つのSPS測位信号を受信するための手段と、
前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて前記第1のチャネル部分を復調するための手段と
を含む、装置。 - 前記第1のチャネル部分を使用して第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とを確立するための手段と、
前記第2のチャネル部分を使用して第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とを確立するための手段と
をさらに含む、請求項11に記載の装置。 - 前記第2のチャネル同相相関出力信号と前記第2のチャネル直交相関出力信号とがある時間期間にわたってフィルタリングされる、請求項12に記載の装置。
- 前記時間期間が、前記第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い、請求項13に記載の装置。
- 第1のチャネル同相および直交出力信号と第2のチャネル同相および直交出力信号とのドット積を確立するための手段
をさらに含む、請求項11に記載の装置。 - 前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られる、請求項11に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られる、請求項11に記載の装置。
- 前記第1のチャネル部分がデータチャネルを含み、前記第2のチャネル部分がパイロットチャネルを含む、請求項11に記載の装置。
- 前記データシーケンスがSPSナビゲーションデータを含む、請求項11に記載の装置。
- 前記SPSが少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含む、請求項11に記載の装置。
- 衛星測位システム(SPS)データシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、前記SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つのSPS測位信号を受信するためのSPS受信機と、
前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて前記第1のチャネル部分を復調するための復調器と
を含む、装置。 - 前記SPS受信機が、
前記第1のチャネル部分を使用して第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とを確立し、前記第2のチャネル部分を使用して第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とを確立するための1つまたは複数の相関器
をさらに含む、請求項21に記載の装置。 - 前記第2のチャネル同相相関出力信号と前記第2のチャネル直交相関出力信号とがある時間期間にわたってフィルタリングされる、請求項22に記載の装置。
- 前記時間期間が、前記第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い、請求項23に記載の装置。
- 前記復調器が、第1のチャネル同相および直交出力信号と第2のチャネル同相および直交出力信号とのドット積を取得する、請求項21に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られる、請求項21に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られる、請求項21に記載の装置。
- 前記第1のチャネル部分がデータチャネルを含み、前記第2のチャネル部分がパイロットチャネルを含む、請求項21に記載の装置。
- 前記データシーケンスがSPSナビゲーションデータを含む、請求項21に記載の装置。
- 前記SPS受信機が前記復調器を含む、請求項21に記載の装置。
- 前記SPSが少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含む、請求項21に記載の装置。
- 衛星測位システム(SPS)データシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、前記SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つの受信されたSPS測位信号にアクセスすることと、
前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて前記第1のチャネル部分を復調することと
を行うために、電子デバイス中の1つまたは複数の処理ユニットによって実装可能な、コンピュータ実装可能命令を記録したコンピュータ可読記録媒体。 - 前記コンピュータ実装可能命令が、
前記第1のチャネル部分に関連する、第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とにアクセスすることと、
前記第2のチャネル部分に関連する、第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とにアクセスすることと
を行うために、前記1つまたは複数の処理ユニットによって実装可能である、請求項32に記載のコンピュータ可読記録媒体。 - 前記第2のチャネル同相相関出力信号と前記第2のチャネル直交相関出力信号とがある時間期間にわたってフィルタリングされている、請求項33に記載のコンピュータ可読記録媒体。
- 前記時間期間が、前記第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い、請求項34に記載のコンピュータ可読記録媒体。
- 前記コンピュータ実装可能命令が、
第1のチャネル同相および直交出力信号と第2のチャネル同相および直交出力信号とのドット積に少なくとも部分的に基づいて、前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて前記第1のチャネル部分を取得すること
を行うために、前記1つまたは複数の処理ユニットによって実装可能である、請求項32に記載のコンピュータ可読記録媒体。 - 前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られている、請求項32に記載のコンピュータ可読記録媒体。
- 前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られている、請求項32に記載のコンピュータ可読記録媒体。
- 前記第1のチャネル部分がデータチャネルを含み、前記第2のチャネル部分がパイロットチャネルを含む、請求項32に記載のコンピュータ可読記録媒体。
- 前記データシーケンスがSPSナビゲーションデータを含む、請求項32に記載のコンピュータ可読記録媒体。
- 前記SPSが少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含む、請求項32に記載のコンピュータ可読記録媒体。
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