JP2015001526A - 測位ビット同期を実施し検証するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非同期式積分の累積時間が長くなれば、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ）は長くなり、衛星信号の追跡品質が（例えば、周波数変動により）不良である状況では、最大ビット電力のビット位相を決定するのは容易ではなく、ビット同期のエラーが生ずる。
【解決手段】受信機により受信した衛星信号の測位ビットのビット境界を決定するための方法を開示する。当該方法は、想定測位ビットを複数の電源装置に均等に分割するステップと、当該複数の電源装置の各々の単位電力を計算するステップと、複数の位相を決定するステップとを含む。当該複数の位相の各々は推定ビット境界に関連付けられる。当該方法はさらに、複数の電源装置の単位電力を加算して複数のビット電力を取得するステップを含む。当該複数のビット電力の各々は当該複数の位相の１つに関連付けられた推定ビット境界に対応する。測位ビットのビット境界は、当該複数のビット電力に基づいて決定される。
【選択図】図２Ａ

Description

関連出願の記載
本願は、発明の名称を「測位ビット同期のための方法および測位ビット同期を検査するための方法」とした、２０１３年６月１４日に中国特許庁（ＳＩＰＯ）に出願された中国特許出願第２０１３１０２３４８８４．２号に対する優先権を主張する。

本開示は一般に、衛星測位技術の分野に関し、特に、測位ビット同期の方法および測位ビット同期を検査するための方法に関する。

電子産業と情報技術の発展により、衛星測位と位置決め技術が広く使用され、人々の日常生活に重要な影響を及ぼしている。現時点では、４つの衛星測位および位置決めシステムが世界に存在している。即ち、それぞれ、中国、米国、ロシア、およびヨーロッパで開発された北斗（ＢＤ）測位システム、全地球測位システム（ＧＰＳ）、グローバル測位衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）システム、およびガリレオ・システムである。各測位システムは、他の衛星測位システムから独立に動作することができ、他の衛星測位システムとともに動作して位置決めの品質を改善することができる。

測位システムの基本原理を、１例としてＧＰＳシステムと組み合わせて説明する。ＧＰＳシステムは複数の衛星を含む。これらの衛星は地球周りの複数の軌道に分散し、地球上の任意の場所で少なくとも４つの衛星が可視であることを保証する。各ＧＰＳ衛星は連続的に疑似乱数符号（ＰＲＮ）シーケンスを送信する。各ＧＰＳ衛星により送信されるＰＲＮ符号は異なり、衛星は互いに対して影響を及ぼさない。当該ＰＲＮ符号は、公衆が自由に利用できるＣ／Ａ符号と、軍事利用に予約されているＰ（Ｙ）符号を含む。Ｃ／Ａ符号の周波数は１．０２３ＭＨｚであり、反復サイクルは１ミリ秒である。変調ＧＰＳ信号は、測位データとＰＲＮ符号の組合せである。測位データ速度は５０ビット／秒である。受信機が測位データを受信した後、衛星の時刻が当該測位データから抽出され、ローカル時刻と比較される。衛星と受信機の間の距離を、衛星時刻とローカル時刻に従って計算することができ、衛星が測位データを送信した衛星の位置を測位データ内の衛星の天体歴に従って計算することができる。その結果、受信機の位置と速度を計算することができる。

受信機が衛星信号の受信を開始して受信機の位置決めを行うまでの手続きを、１例としてＧＰＳシステムと組み合わせて説明する。ベースバンド・チップが衛星信号を受信し、アナログ信号をデジタル信号に変換する。取得モジュールの積算器が、衛星信号の疎な周波数の探索を完了させ、Ｃ／Ａ符号の境界を取得する。衛星信号の疎な周波数には、相対的に大きな、例えば、何十ヘルツまたは何百ヘルツもの偏差がありうる。Ｃ／Ａ符号の境界をミリ秒境界と称することもできる。衛星信号を取得した後、Ｃ／Ａ符号から搬送波を除去し、積分値Ｉと積分値Ｑが出力される。１つの測位ビットで２０サイクルのＣ／Ａ符号を網羅するので、測位ビットの境界は不確定である。測位ビット同期モジュールが積分値Ｉと積分値Ｑに基づいてビット電力を蓄積し、測位ビットの境界を、蓄積したビット電力に基づいて決定することができる。追跡モジュールが、追跡周波数と固定位相をリアルタイムに調節することができる。測位データは測位ビットの境界に従って復調され、衛星の位置を取得することができる。次いで、衛星と受信機の間の疑似範囲を計算することができる。当該位置決め計算を、複数の衛星の情報に基づいて実施することができる。上述のように、測位ビットの境界を決定するためには、先ずビット同期を実施すべきである。その後にのみ、測位データの復調、疑似範囲の計算、および位置決め測位を実施することができる。疑似範囲の計算には、測位ビットの境界を決定する必要がある。測位ビットの境界の決定において誤りがある場合には、受信機が出力した位置決め結果には重大な誤差が生ずるおそれがあり、位置決め精度が貧弱になりうる。

図１は、先行技術で説明されている最大尤度法を用いたビット同期の流れ図を示す流れ図１００である。ステップ１０２では、様々なビット位相に対応するビット電力を計算する。ステップ１０４で、ビット位相に対応するビット電力を蓄積する。ステップ１０６で、ビット電力を蓄積するための回数を検出して、当該回数が所定数に達したかどうかを判定する。ステップ１０８で、最大ビット電力のビット位相を選択する。ステップ１１０で、それに応じてミリ秒カウンタを調節する。その後、ステップ１１２で、衛星信号を追跡して復調する。さらに、ビット位相のビット電力を式（１）に従って計算することができる。

ここで、ＩとＱはそれぞれＩ（同相）分岐の同相積分値とＱ（直交）分岐の直交積分値を表し、ｉはビットのミリ秒カウントを表す。測位ビットが長時間反転しないかもしれないので、ビット同期エラーの確率を減らすために、非同期式積分の累積時間を増大させる必要がある。即ち、ビット電力の累積回数を増大すべきである。通常、非同期式積分の累積時間は４秒に設定されている。換言すれば、ビット電力の累積回数は２００である。

しかし、非同期式積分の累積時間が長くなれば、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ）は長くなりうる。さらに、衛星信号の追跡品質が（例えば、周波数変動により）不良である状況では、最大ビット電力のビット位相を決定するのは容易ではなく、したがって、ビット同期のエラーが生ずるおそれがある。

１実施形態では、受信機により受信した衛星信号の測位ビットのビット境界を決定するための方法を開示する。当該方法は、想定測位ビットを複数の電源装置に分割するステップと、当該複数の電源装置の各々の単位電力を計算するステップと、複数の位相を決定するステップとを含む。当該複数の位相の各々は推定ビット境界に関連付けられる。当該方法はさらに、複数の電源装置の単位電力を加算して複数のビット電力を取得するステップを含む。当該複数のビット電力の各々は当該複数の位相の１つに関連付けられた推定ビット境界に対応する。測位ビットのビット境界は、当該複数のビット電力に基づいて決定される。

１実施形態では、受信機が受信した衛星信号の測位ビットの同期を検証するための方法を開示する。当該方法は、ビット同期を開始するステップと、測位ビットの境界が測位ビットの境界とマッチするかどうかを当該測位ビットの境界に関する過去の決定から決定するステップとを含む。測位ビットの同期は、測位ビットの境界が当該測位ビットの境界の過去の決定からの当該測位ビットの境界とマッチする回数に基づいて検証される。

特許請求の範囲の発明特定事項の諸実施形態の特徴と利益は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むにつれて明らかになろう。添付図面では同じ数字は同じ部分を示す。これらの例示的な諸実施形態については、添付図面を参照して詳細に説明する。これらの諸実施形態は非限定的で例示的な実施形態であり、同一の参照番号は幾つかの図面を通じて同様な構造を表す。

先行技術の最大尤度法を用いたビット同期の方法を示す流れ図である。 本発明の１実施形態に従う、測位ビット同期中に測位ビット電力を計算するためのプロセスを示す流れ図である。 本発明の１実施形態に従う、測位ビット同期中に測位ビット電力を計算するための別のプロセスを示す流れ図である。 本発明の１実施形態に従う、測位ビット同期のための方法を示す流れ図である。 本発明の１実施形態に従う、図３Ａに示した測位ビット同期方法の１例を示す流れ図である。 本発明の１実施形態に従う、測位ビット同期を検査するための方法を示す流れ図である。

次に、本発明の諸実施形態について詳細に述べる。本発明をこれらの実施形態に関連して説明するが、これは本発明をこれらの実施形態に限定しようとするものではないことは理解される。そうではなく、本発明は代替物、修正物、および均等物を包含しようとするものであり、これらは特許請求の範囲で定義した本発明の趣旨と範囲に含まれる。

さらに、以下の本発明の詳細な説明では、多数の具体的な詳細を説明して本発明の徹底的な理解を与える。しかし、これらの具体的な詳細なしに本発明を実施してもよいことは当業者には理解される。他の事例では、公知な方法、手続き、構成要素、および回路は本発明の諸態様を不必要に不明瞭にしないために詳細には説明していない。

図２Ａは、本発明の１実施形態に従う測位ビット同期中に測位ビット電力を計算するためのプロセスを示す流れ図２００である。１例として、１実施形態では、受信機が衛星信号をＧＰＳ衛星から受信する。しかし、ビット電力を計算するための開示した方法は、ＧＰＳ信号への適用に限定されず、例えばＧＬＯＮＡＳＳ信号または北斗信号のような他の測位システムからの信号に適用できることは当業者には理解される。

図２Ａに示す実施形態では、測位データのビット速度は５０ビット／秒である。したがって、測位ビットのサイクルは２０ミリ秒（ｍｓ）である。換言すれば、１つの測位ビットで２０サイクルのＣ／Ａ符号がカバーされる。各Ｃ／Ａ符号のサイクルは１ミリ秒である。後述のように、測位ビットのビット電力を、２０ｍｓ以内で積分を実施することによって取得することができる。測位ビットが反転した場合には、対応するビット電力も反転する。例えば、測位ビットの値は正（１）から負（−１）または負から正に変化する。したがって、測位ビットの境界が未知であるときには、測位ビットの境界を、２０個の異なる位相に対応するビット電力を比較することによって決定することができる。具体的には、図２Ａに示すように、位置１に対応するビット電力を計算する。位相１に対応するビット電力は、時刻ｔ１で開始すると想定される測位ビットの電力を示す。図示した例では、測位データが時刻ｔ５で反転するので、時刻ｔ１で開始した想定測位ビットがビット境界と時刻ｔ５で交差する。その結果、時刻ｔ１から時刻ｔ５で累積したビット電力と時刻ｔ５から時刻ｔ２０で累積したビット電力は互いを部分的に相殺する。同様に、位相２、３、および４（即ち、測位ビットはそれぞれ時刻ｔ２、ｔ３、およびｔ４で開始すると想定）に対応するビット電力に関して、これらのビット電力も互いを部分的に相殺する。位相５（即ち、測位ビットが時刻ｔ５で開始すると想定）に対応するビット電力に関して、当該ビット電力はビット境界と交差しないので、累積中にビット電力に関して無効化する成分はない。したがって、位相５に対応するビット電力は２０個の位相の中で最大のものである。したがって、測位データのビット境界は時刻ｔ５にあると判定することができる。上述のように、様々な位相に対応する最大ビット電力に基づいて、測位ビットの境界を決定することができ、次いで当該測位ビットの境界に従ってミリ秒カウンタを調節することができ、それにより、ビット同期が実現される。

１実施形態では、第１の位相に対応する想定測位ビットはｎ個の電源装置に等しく分割され、各電源装置はＣ／Ａ符号のｍ個のサイクルをカバーし、ｍは２以上の整数である。即ち、電源装置は少なくとも２ミリ秒継続する。１実施形態では、ｎ個の電源装置の各々の単位電力を計算する。次に、第１の位相に対応するビット電力を、ｎ個の電源装置の単位電力を累積（即ち、加算）することによって計算する。即ち、第１の位相に対応するビット電力を式（２）に従って計算することができる。

Ｉは、ＧＰＳ信号の取得を完了した受信機により出力される同相分岐の積分値を表し、ＱはＧＰＳ信号の取得を完了した受信機により出力された直交分岐の積分値を表し、ｉは電源装置におけるミリ秒カウントを表し、ｊはｊ番目の電源装置を表し、（図示した例に対して）ｍ＊ｎ＝２０であり、ｍは２以上の整数である。例えば、想定測位ビットが均等に１０個の電源装置に分割される（即ち、ｎが１０に等しい）場合には、各電源装置は２ミリ秒だけ継続する（即ち、ｍは２に等しい）。電源装置の単位電力を、以下で開示するステップを実施することで取得することができる。先ず、両方とも当該電力装置に属する、１番目のミリ秒中の同相分岐の積分値と２番目のミリ秒中の同相分岐の積分値を加算してその和を二乗して第１の二乗値を得る。同様に、両方とも当該電力装置に属する、１番目のミリ秒中の直交分岐の積分値と２番目のミリ秒中の直交分岐の積分値を加算してその和を二乗して第２の二乗値を得る。最後に、第１の二乗値を第２の二乗値に加算して当該電源装置の単位電力を得る。１０個の電源装置の各単位電力を取得した後に、各単位電力を累積して第１の位相に対応するビット電力を取得する。ｍとｎは、条件ｍ＊ｎ＝２０を満たす他の任意の値、例えば、ｍ＝５およびｎ＝４に設定できることは当業者には理解される。

有利なことに、式（２）に従って想定測位ビットのビット電力を計算することによって、連続的な積分時間を、例えば、２０ミリ秒からｍミリ秒に削減する。結果として、累積フィルタの有効な帯域幅が増大し、それにより、累積フィルタは、周波数偏差が比較的大きい場合でもうまく動作することができる。したがって、異なる位相に対応するビット電力に従ってビット境界が決定される測位ビット同期に関する開示された方法により、ビット同期を実施するときの信号追跡品質の要件を減らすことができる。例えば、ビット同期を、追跡周波数の偏差が２００Ｈｚの大きさであるときでも実施することができる。

図２Ｂは、本発明の１実施形態に従う、測位ビット同期に関する測位ビット電力を計算するための別のプロセスを示す流れ図２２０である。図２Ｂを図２Ａと組み合わせて説明する。

図２Ｂは、Ｎ個の測位ビット、例えば、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの測位ビット２３２、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの測位ビット２３４、および時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの測位ビット２３６を示す。１つの事例として、測位ビットが長時間反転しないことがある。例えば、測位ビット２３２の値が測位ビット２３４の値と同一である。したがって、異なる位相に対応するビット電力の差異が明白でないことがあり、そうするとビット境界を特定するのは困難である。各位相の明白なビット電力の差異を得るために、対応する位相の累積ビット電力を図２Ａに開示した方法に従って計算することができる。より具体的には、対応する位相のＮ個の連続するビットのビット電力を決定し、Ｎ個のビット電力値を１つずつ累積し、累積したビット電力値に従ってビット境界を決定することによって、対応する位相の累積ビット電力を計算することができる。Ｎ個のビット電力値を累積することが所定数（即ち、Ｎ個）の測位ビットに対応する全期間にわたる不連続積分を実施することを意味するのは当業者には理解される。

図３Ａは、本発明の１実施形態に従う測位ビット同期のための方法を示す流れ図３００である。図３Ａを図２Ａおよび図２Ｂと組み合わせて説明する。少数の特定のステップを図３Ａに開示してあるが、これらのステップは例にすぎない。本発明の範囲内に留まりつつ図３Ａに関して代替または追加のステップを使用してもよい。具体的には、測位ビット同期に関する図３Ａで示した方法は以下で説明するステップを含む。

ビット同期はステップ３０２で開始する。次に、ステップ３０４で各電源装置の単位電力を計算する。より具体的には、２０個の位相に対して、各位相はｎ個の電源装置を含み、各電源装置の単位電力を計算する。ステップ３０６で、各位相に対応するｎ個の電源装置の単位電力をそれぞれ１つずつ累積して、複数の位相に対応する複数のビット電力を取得する。ステップ３０８で、複数の位相に対応する複数のビット電力に従って測位ビットのビット境界を決定する。

有利なことに、各電源装置の複数の単位電力を累積することによって、連続的な積分時間を削減することができる。結果として、累積フィルタの有効な帯域幅が増大し、それにより、周波数偏差が比較的大きい場合でも累積フィルタがうまく動作することができる。したがって、測位ビット同期に関する開示された方法により、ビット同期を実施するときの信号追跡品質の要件を減らすことができる。例えば、ビット同期を、追跡周波数の偏差が２００Ｈｚの大きさであるときでも実施することができる。

１実施形態では、複数の位相に対応する複数のビット電力に従ってビット境界を決定するステップ３０８がさらに以下のステップを含む。最初に、最大ビット電力、例えば図２Ａに示す位相５に対応するビット電力を、複数の位相のうち１つに各々が対応する複数のビット電力から選択する。次に、ビット境界を当該最大ビット電力に従って決定することができる。

別の実施形態では、複数の位相に対応する複数のビット電力に従ってビット境界を決定するステップ３０８が図３Ｂに示すステップ３１０乃至ステップ３１８を含む。

ステップ３１０で、同一位相に対応する連続的な想定測位ビットのビット電力を１つずつ累積し、ステップ３１２で、ビット電力が累積される回数のカウントを保持する。当該カウントが所定数Ｎに到達した場合には、ステップ３１４を実施する。そうでない場合には、当該流れ図は戻って、当該位相に対応するＮ個の連続的な想定ビットのビット電力が計算され累積されるまで、ステップ３０６とステップ３１０を実施する。したがって、２０個の異なる位相に対応するビット電力が得られる。

ステップ３１４で、最大ビット電力ＭＡＸ、次に最大のビット電力ＳＥＣおよび最小ビット電力ＭＩＮを、ステップ３１０で取得した２０個の累積されたビット電力から選択することができる。

ステップ３１６で、最大ビット電力ＭＡＸ、次に最大のビット電力ＳＥＣおよび最小ビット電力ＭＩＮを３つの条件、即ち、（ｉ）最大ビット電力ＭＡＸを次に最大のビット電力ＳＥＣで除することで得られる第１の比率Ｒ１が第１の閾値ＴＨ１より大きいかどうか、（ｉｉ）最大ビット電力ＭＡＸを最小ビット電力ＭＩＮで除することで得られる第２の比率Ｒ２が第２の閾値ＴＨ２より大きいかどうか、および（ｉｉｉ）最大ビット電力ＭＡＸが第３の閾値ＴＨ３より大きいかどうか、に対して評価する。当該３つの条件が全て満たされた場合には、ビット同期が達成されたと判定し、プロセスはステップ３１８に移る。３つの条件のうち何れか１つが満たされない場合、即ち、第１の比率Ｒ１が第１の閾値ＴＨ１以下であるか、または、第２の比率Ｒ２が第２の閾値ＴＨ２以下であるか、または、最大ビット電力ＭＡＸが第３の閾値ＴＨ３以下である場合には、ビット同期が失敗したと判定し、プロセスはステップ３２２に移る。

ステップ３１８で、ビット境界を最大ビット電力ＭＡＸに従って決定することができ、それに応じてミリ秒カウンタを調節することができる。その後、プロセスはステップ３２０に移り、衛星信号の追跡と復調を行う。

ステップ３２２で、ビット同期を検出して、同期プロセスが時間超過したかどうかを判定する。超過した場合には、ビット同期が失敗したと判定し、プロセスはステップ３２４に移って衛星信号を再捕捉する。超過していない場合には、プロセスはステップ３０２に移って、ビット同期が時間超過するまでビット同期を再開する。

有利なことに、最大ビット電力ＭＡＸは、第１の比率Ｒ１と第１の閾値ＴＨ１を比較することによって、２０個の累積したビット電力から明白なピーク値をもつことができる。さらに、最大ビット電力ＭＡＸが最小ビット電力ＭＩＮに近いという条件、例えば、２０個の測位ビットが１回だけ反転するという条件を、第２の比率Ｒ２を第２の閾値ＴＨ２と比較することによって、排除することができる。したがって、本発明の１実施形態に従う測位ビット同期の方法に信頼度に関するより多くの検出パラメータを導入することによってビット同期の精度を改善することができる。

１実施形態では、閾値ＴＨ１を、Ｎ個の測位ビットが反転しないという条件を考慮して選択し、実際の追跡状況に従って調節することができる。測位ビットが最悪の状況にある、即ち、Ｎ個の測位ビットが１回しか反転しないという条件を考慮して、第２の閾値ＴＨ２を選択する。この状況では、最大ビット電力ＭＡＸは、Ｎ＊ｎ個の電源装置の単位電力を１つずつ加算することで累積した値に等しく、最小ビット電力ＭＩＮは、Ｎ＊ｎ−１個の電源装置の単位電力を１つずつ加算することで累積した値に等しい。したがって、第２の閾値ＴＨ２の理論的最小値はＮ＊ｎ／（Ｎ＊ｎ−１）である。第２の閾値ＴＨ２を、実際の追跡状況に従って調節することもできる。１実施形態では、ＧＰＳ信号の強度が極値を有し（例えば、ＧＰＳ信号の強度が２５ｄＢである）Ｎ個の測位ビットが反転しないという条件を考慮して第３の閾値ＴＨ３を選択する。第３の閾値ＴＨ３の具体的な値を、実際の追跡条件に従って調節することができる。

有利なことに、電力を累積する累積回数Ｎを、本発明の１実施形態に従う測位ビット同期方法に従って大幅に減少させることができる。例えば、累積回数Ｎが３０に等しい場合には、非同期式積分の累積時間は０．６秒に等しい。測位ビットが反転する状況では、累積回数Ｎを減少させることで、ビット同期の時間コストを直接減少させることができ、受信機の初期位置算出時間を減らすことができる。

図４は、本発明の１実施形態に従う、測位ビット同期を検証するための方法を示す流れ図４００である。図４を図２Ａ乃至図３Ｂと組み合わせて説明する。少数の特定のステップを図４に開示してあるが、これらのステップは例にすぎない。図４に対して幾つかのステップを代替し追加することも可能である。具体的には、測位ビット同期を検査するための方法の１実施形態が以下のステップを含んでもよい。

ビット同期がステップ４０２で開始する。例えば、ビット同期の前に、図３Ａに示すステップ３０２、ステップ３０４、ステップ３０６およびステップ３０８が実施される。

ステップ４０４で、測位ビット同期に対して判定を行い、ビット同期を実施する第１の時刻（即ち、第１の反復）であるかどうかを判定する。ビット同期を実施する最初の時点の場合、プロセスはステップ４１４に移る。即ち、ミリ秒カウンタが測位ビット同期の結果に従って更新され、測位データが復調される。最初の時点でない場合には、プロセスはステップ４０６に移り、現在決定された測位ビットのビット境界を比較して、以前の反復において決定されたビット境界とマッチするかどうかを検査することができる。当該比較の結果に従って、ミリ秒カウンタを調節し測位データを復調する。現在決定された測位ビットのビット境界が、以前の反復で決定された測位ビットのビット境界とマッチする場合には、プロセスは４０８に移り、マッチしない場合には、プロセスはステップ４１６に移る。

ステップ４０８で測位ビット同期のカウントを１だけ増加させる。ステップ４１０で、測位ビット同期のカウントをチェックして、所定数Ｍに達したかどうかを判定する。測位ビット同期のカウントが所定数Ｍに到達した場合には、プロセスはステップ４１２に移る。即ち、ビット同期検出が終了する。所定数Ｍに到達していない場合には、プロセスはステップ４０２に戻ってビット同期を再開する。

ステップ４１６で、測位ビット同期のカウントをクリアし、復調した測位データを破棄する。その後、プロセスはステップ４１４に移る。

上述のように、特定の実施形態ではビット同期を複数回実施する。現在決定された測位ビットのビット境界が以前の反復において決定された測位ビットのビット境界とマッチしない場合には、測位ビット同期のカウントと復調された測位データを破棄することができる。当該境界が連続してＭ回マッチするまで、ビット同期のマッチの検出を再び実施する。有利なことに、本明細書で開示した測位ビット同期の検証方法を実施することによってエラー確率が大幅に低下する。例えば、ビット同期のエラーが１回起きる確率が１０^−２である場合には、連続的なＭ回のチェックの後のエラー確率は１０^−２Ｍであり、したがって、エラー確率は指数関数的に低下し、ビット同期の精度が改善する。ビット同期を初めて完了した後にミリ秒カウンタを更新する際、本明細書で開示した測位ビット同期のチェック方法を実施することにより受信機のＴＴＦＦ時間が達成される。

以上のように、測位ビット同期の方法と測位ビット同期の検証方法を開示した。本明細書では、受信機が衛星信号を受信し、測位信号の測位ビットが疑似乱数符号の１番目のサイクルをカバーする。当該測位ビット同期の方法は以下のステップを含む。複数の異なる位相における各位相に対応する想定測位ビットを第２の幾つか電源装置に均等に分割し、各位相に対応する当該第２の数の電源装置の単位電力を累積して、複数の位相に対応する複数のビット電力を取得し、当該複数の位相に対応する複数のビット電力に従って測位ビットのビット境界を決定する。具体的には、１つの位相に対応するビット電力が、本明細書で開示した測位ビット同期の方法において複数の電源装置の複数のビット電力を累積することによって計算されるので、連続的な積分時間を減らすことができる。したがって、追跡品質の要件を減らすことができる。さらに、第１の比率を第１の閾値と比較し、第２の比率を第２の閾値と比較し、最大ビット電力ＭＡＸを第３の閾値と比較することによって信頼度を高めることができる。当該第１の比率は、最大ビット電力ＭＡＸを次に最大のビット電力ＳＥＣで除すことによって得られ、当該第２の比率は、最大ビット電力ＭＡＸを最小ビット電力ＭＩＮで除すことによって得られる。したがって、測位ビット同期の精度が高まり、測位ビット同期の時間が減る。

以上の説明と図面は本発明の諸実施形態を示すものであるが、添付の特許請求の範囲で定義した本発明の原理の趣旨と範囲から逸脱しない様々な追加、修正、および置換えを行ってもよいことは理解される。本発明を、形態、構造、配置、比率、材料、要素、および構成要素を多数修正して使用してもよく、または、本発明の原理から逸脱しない具体的な環境と動作要件に特に適合された本発明の実施において使用してもよいことは当業者には理解される。したがって、本明細書で開示した諸実施形態は、全ての点で例示的であり限定的ではないと考えられ、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲により示され、以上の説明には限定されない。

Claims (12)

1. 受信機により受信された衛星信号の測位ビットのビット境界を決定するための方法であって、
   想定測位ビットを均等に複数の電源装置に分割するステップと、
   前記複数の電源装置の各々の単位電力を計算するステップと、
   推定ビット境界に各々が関連付けられる複数の位相を決定するステップと、
   前記複数の電源装置の単位電力を加算して複数のビット電力を取得するステップであって、前記複数のビット電力の各々は、前記複数の位相のうち１つに関連付けられた前記推定ビット境界に対応する、ステップと、
   前記測位ビットの前記ビット境界を、前記複数のビット電力に基づいて決定するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記測位ビットの前記ビット境界を決定するステップはさらに、
   前記推定ビット境界に対応する前記複数のビット電力のうち最大ビット電力を決定するステップと、
   前記測位ビットの前記ビット境界を前記最大ビット電力に基づいて決定するステップと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記測位ビットの前記ビット境界を決定するステップはさらに、
   前記推定ビット境界に対応する所定数の連続ビットのビット電力を加算して、前記複数の位相の１つに各々が関連付けられた複数の累積ビット電力を取得するステップと、
   前記複数の累積ビット電力から、最大ビット電力，次に最大のビット電力および最小ビット電力を選択するステップと、
   前記最大ビット電力，前記次に最大のビット電力および前記最小ビット電力に基づいて、前記測位ビットの前記ビット境界を決定するステップと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記測位ビットの前記ビット境界を決定するステップはさらに、
   前記測位ビットの前記ビット電力を、
   前記最大ビット電力を前記次に最大のビット電力で除すことによって得られる第１の比率が第１の閾値より大きく、
   前記最大ビット電力を前記最小ビット電力で除すことによって得られる第２の比率が第２の閾値より大きく、かつ、
   前記最大ビット電力が第３の閾値より大きい
   場合に、前記最大ビット電力に基づいて決定するステップ
   を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記第２の閾値の最小値はＮ＊ｎ／（Ｎ＊ｎ−１）であり、Ｎは前記連続ビットの前記所定数を表し、ｎは最小の電源装置の数を表す、請求項４に記載の方法。
6. 前記測位ビットは第１の数の疑似乱数符号のサイクルをカバーし、前記複数の電源装置の各々は第２の数の疑似乱数符号のサイクルをカバーし、前記第１の数は電源装置の数と、前記電源装置の各々によりカバーされる疑似乱数符号の数の積に等しい、請求項１に記載の方法。
7. 前記電源装置の各々によりカバーされる疑似乱数符号サイクルの数は２以上である、請求項６に記載の方法。
8. 前記受信機は、前記衛星信号を捕捉した後に同相分岐の積分値と直交分岐の積分値を出力し、前記複数の位相の各々に対応する前記複数の電源装置の単位電力を計算するステップは、
   同一の電源装置に属する同相成分の積分値の和を二乗することによって第１の二乗値を取得するステップと、
   同一の電源装置に属する直交成分の積分値の和を二乗することによって第２の二乗値を取得するステップと、
   前記第１の二乗値と前記第２の二乗値を加算して同一の最小の電源装置の単位電力を取得するステップと、
   を含む、
   請求項１に記載の方法。
9. 受信機により受信した衛星信号の測位ビット同期を検証するための方法であって、
   ビット同期を開始するステップと、
   測位ビットの境界が、前記測位ビットの境界に関する過去の決定からの前記測位ビットの境界とマッチするかどうかを判定するステップと、
   測位ビットの同期を、前記測位ビットの境界が前記測位ビットの境界に関する過去の決定からの前記測位ビットの境界とマッチした回数に基づいて検証するステップと、
   を含む、方法。
10. 前記ビット同期がビット同期の最初の反復に属する場合に前記ビット同期の結果に従ってカウンタを更新するステップ
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記測位ビットの境界が前記測位ビットの境界に関する過去の決定からの前記測位ビットの境界とマッチした場合に、前記測位ビット同期のカウントを１だけ増加させるステップと、
    前記測位ビット同期のカウントが所定数に到達した場合にビット同期検出を終了するステップと、
    前記測位ビット同期のカウントが前記所定数より少ない場合には後続のビット同期を実施するステップと、
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記測位ビットの境界が前記測位ビットの境界に関する過去の決定からの前記測位ビットの境界とマッチしない場合に、前記ビット同期のカウントをクリアして、復調した測位ビットを破棄するステップ
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。

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