JP2015180875A - パケット同期を検出するためのシステムおよび方法 - Google Patents

パケット同期を検出するためのシステムおよび方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2015180875A
JP2015180875A JP2015063011A JP2015063011A JP2015180875A JP 2015180875 A JP2015180875 A JP 2015180875A JP 2015063011 A JP2015063011 A JP 2015063011A JP 2015063011 A JP2015063011 A JP 2015063011A JP 2015180875 A JP2015180875 A JP 2015180875A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boundary detection
coherent
bit
bits
word
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015063011A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6054450B2 (ja
Inventor
ガスパー・リー
Lee Gaspar
ハオ−ジェン・チェン
Hao-Jen Cheng
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of JP2015180875A publication Critical patent/JP2015180875A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6054450B2 publication Critical patent/JP6054450B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/204—Multiple access
    • H04B7/212—Time-division multiple access [TDMA]
    • H04B7/2125—Synchronisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/243—Demodulation of navigation message
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/33—Multimode operation in different systems which transmit time stamped messages, e.g. GPS/GLONASS
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/27—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system creating, predicting or correcting ephemeris or almanac data within the receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

【課題】ＧＰＳ信号とＧＬＯＮＡＳＳ信号の双方に同期化することができる方法を提供する。
【解決手段】ＧＰＳ信号のフレーム同期をする方法は、ＧＰＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行し、そのあとで、コヒーレントビット抽出のビットに基づいてコヒーレントフレームバウンダリ検出を実行する。同時に、ＧＰＳビットに対するディファレンシャルビット抽出とディファレンシャルビット抽出のビットに基づくディファレンシャルフレームバウンダリ検出が実行する。コヒーレントフレームバウンダリ検出およびディファレンシャルフレームバウンダリ検出のいずれかが先にフレームバウンダリを見つけると、そのフレームバウンダリはフレーム同期のために使用される。ＧＬＯＮＡＳＳ信号のためにストリング同期をする方法は、ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してコヒーレントおよびディファレンシャルビット抽出を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラジオベースの衛星システムからの信号のパケット同期の検出に関し、具体的には、ＧＰＳフレーム同期とＧＬＯＮＡＳＳストリング同期に関する。
ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）およびＧＬＯＮＡＳＳ（グローバルナビゲーション衛星システム）は今日動作しているラジオベースの衛星システムである。グローバルカバレッジを提供するために、ＧＰＳは、２４〜３２の衛星を使用する。２４衛星の最低数を仮定して、４つの衛星が６つの軌道の各々において展開される。６つの軌道面の昇順ノードは６０度で分けられている。この構成では、最低限の６つの衛星は、任意の時間において任意の所与地点から見えるべきである。グローバルカバレッジを提供するために、ＧＬＯＮＡＳＳは２４の衛星を含み、２１の衛星は信号を送信するために使用されることができ、３つの衛星はスペアとして使用されることができる。２４の衛星は、３つの軌道において展開され、各軌道は、８つの衛星を有する。３つの軌道面の昇順ノードは１２０度で分けられている。この構成では、最低限の５つの衛星は、任意の時間において任意の所与地点から見えるべきである。
ＧＰＳおよびＧＬＯＮＡＳＳの双方は、２つの信号：粗獲得（Ｃ／Ａコード）信号および精密（Ｐコード）信号、をブロードキャストする。一般に、グローバルポジションデバイス（ここでは受信機と呼ばれる）は、Ｐ送信ではなくＣ／Ａ送信をロックオンする。Ｐ送信はＣ／Ａ送信よりもずっと長いので、例えば同期を使用することによって、ロックオンすることは実用的ではない。いったんＣ／Ａ送信によってロックが確立されると、Ｃ／Ａ送信自体はクイックＰロックを提供することができる。
ＧＰＳおよびＧＬＯＮＡＳＳのためのＣ／Ａコードは、２つの最大長さシフトレジスタシーケンスのモジュロ２サムとして生成されることができ、良好な相関プロパティについて選択される。各ＧＰＳ衛星は自身の固有Ｃ／Ａコードを送信し、固有Ｃ／Ａコードは、識別可能な擬似ランダム雑音コード番号（ＰＲＮ＃）を有する。対照的に、各ＧＬＯＮＡＳＳ衛星は、同じＣ／Ａコードを送信し、そのチャンネル番号（ＣＨＮ＃）によって識別される。
Ｃ／Ａコードはナビゲーションデータを含み、ナビゲーションデータは衛星の正確なロケーションについての情報、オンボードアトミッククロックのオフセットおよびドリフト、システムにおける他の衛星についての情報を提供する。ＧＰＳでは、ナビゲーションデータのためのＣ／Ａフォーマットは、ワード、フレームおよびサブフレームを含む。ワードは３０ビット長であり、１０ワードは１サブフレームを形成し、５サブフレームは１フレームを形成する。ＧＰＳでは、Ｃ／Ａコードは１０２３ビット長であり、１．０２３Ｍｂｐｓで送信され、したがって、１ｍｓの反復期間を有する。ＧＬＯＮＡＳＳでは、Ｃ／Ａフォーマットはストリングであり、各ストリングはナビゲーションデータの１．７秒と、タイムマークシーケンスの０．３秒を含む。特に、ＧＬＯＮＡＳＳにおけるＣ／Ａコードは、５１１ビット長であり、５１１ｋｂｐｓで送信され、したがって、ＧＰＳと同じコード反復期間（すなわち、１ｍｓ）を有する。
ＧＬＯＮＡＳＳ衛星の出現により今位置情報を提供することが利用可能となっており、位置決定のためにＧＰＳ信号とＧＬＯＮＡＳＳ信号の双方を使用する機能を含むシステムを有することが望ましい。したがって、ＧＳＰ信号とＧＬＯＮＡＳＳ信号の双方に同期化する必要性が生じる。
ＧＰＳ信号のためのフレーム同期を提供する方法が説明されている。方法は、ＧＰＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行し、そのあとで、コヒーレントビット抽出のビットに基づいてコヒーレントフレームバウンダリ検出を実行すること、を含むことができる。同時に、ＧＰＳビットに対するディファレンシャルビット抽出とディファレンシャルビット抽出のビットに基づくディファレンシャルフレームバウンダリ検出が実行されることができる。コヒーレントフレームバウンダリ検出およびディファレンシャルフレームバウンダリ検出のいずれかが先にフレームバウンダリを見つけると、そのフレームバウンダリはフレーム同期のために使用される。
一実施形態では、ＧＰＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行することは、第１のＧＰＳサブフレームの第１のテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、第１のＴＬＭワードおよび第１のハンドオーバーワード（ＨＯＷ）ワードのパリティビット、第１のＨＯＷワードのタイム・オブ・ウィーク（ＴＯＷ）、および第１のＨＯＷワードのサブフレームＩＤビットを見つけることを含むことができる。コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、それらのパリティビットを使用して、第１のＴＬＭワードおよび第１のＨＯＷワードの有効性をチェックすること、および有効な第１のＨＯＷワードが有効な第１のＴＬＭワードに続くときＴＯＷ同期を宣言することを含むことができる。
ＧＰＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行することはさらに、第２のＧＰＳサブフレームの第２のテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、第２のＧＰＳサブフレームの第２のＴＬＭワードおよびＨＯＷワードのパリティビット、第２のＨＯＷワードのＴＯＷ、および第２のＨＯＷワードのサブフレームＩＤビットを見つけることを含むことができる。コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、それらのパリティビットを使用して、第２のＴＬＭワードおよび第２のＨＯＷワードの有効性をチェックすることをさらに含むことができる。検出されたフレームバウンダリは、（１）有効な第２のＨＯＷワードが有効な第２のＴＬＭワードに続くとき、（２）第２のＴＯＷが第１のＴＯＷ＋１に等しいとき、（３）第２のサブフレームＩＤビットが第１のサブフレームＩＤビット＋１に等しいとき、宣言されることができる。
一実施形態では、いったん２つのワードが格納されると、コヒーレントおよびディファレンシャルバウンダリ検出のみが実行される。方法は２つのワードのスライディングウィンドウを使用することができ、２つのワードの最初に入ったＧＰＳビットは削除されることができ、新たなＧＰＳビットは２つのワードの最後に入ったＧＰＳビットとして追加されることができる。ＧＰＳビットに対してコヒーレントおよびディファレンシャルビット抽出、ならびにコヒーレントおよびディファレンシャルフレームバウンダリ検出は、ＧＰＳフレームバウンダリが検出されるまで必要に応じて反復されることができる。
ＧＰＳビットに対してディファレンシャルビット抽出を実行することは、ＧＰＳサブフレームのテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、および、ハンドオーバーワード（ＨＯＷ）ワードのタイム・オブ・ウィークの限定数の最上位ビット（ＭＳＢ）（ＳＴＯＷ）を見つけることを含むことができる。ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することは、プリアンブルを使用してＴＬＭワードを識別することを含むことができる。この時点で、限定された数のサバイバーパスはセーブされることができ、サバイバーパスはフレームバウンダリのための最も起こりそうなロケーション（most likely locations）である。一実施形態では、限定された数のサバイバーパスは、起こりうる３００のロケーションのうちの１０〜１２のロケーションである。
ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行するとき、複数のＴＬＭワードとＨＯＷワードが使用されることができる。したがって、サバイバーパスはフレームバウンダリのための最も起こりそうなロケーションを反映するために更新されることができる。一実施形態では、ＴＬＭワードがプリアンブルを使用して識別されるごとに、＋１はメトリックに追加されることができる。最後のＳＴＯＷの値は格納されることができ、現在のＳＴＯＷが最後のＳＴＯＷと等しいとき、ＳＴＯＷフラグはＯＮに設定されることができる。検出されたフレームバウンダリは、（１）メトリックがしきい値以上であり、ＳＴＯＷフラグがＯＮに設定されるとき、宣言されることができる。一実施形態では、しきい値は時間の関数であることができる。例えば、しきい値は、１０ｍｓ毎に「１」だけ増加されることができる。
ＧＬＯＮＡＳＳ信号のためのストリング同期を提供する方法もまた提供されている。この方法は、ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してコヒーレントおよびディファレンシャルビット抽出を実行することを含んでいる。一実施形態では、コヒーレント且つディファレンシャルビット抽出について、３０ビットは、１０ｍｓ毎に抽出されることができる。コヒーレントビット抽出のビットに基づくストリングバウンダリ検出はその後で、コヒーレント且つディファレンシャルモードで同時に実行されることができる。コヒーレントストリングバウンダリ検出およびディファレンシャルストリングバウンダリ検出のいずれかが先にストリングバウンダリを見つけると、そのストリングバウンダリはストリング同期のために使用される。
コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、ビットフリップを用いずに、３０ビットをＧＬＯＮＡＳＳのタイムマークと相関することを含むことができる。各相関出力値についてのメトリックは、そのあとで相関に基づいて割り当てられることができる。一実施形態では、メトリックは２秒毎に各ビットロケーションのために蓄積されることができる。限定された数のサバイバーパス（例えば、８つのサバイバーパス）は最も高い蓄積されたメトリックに基づいて識別されることができる。サバイバーパスは、各抽出されたシーケンスの必要に応じて更新されることができる。蓄積されたメトリックのセットがしきい値以上であるかという決定が行なわれることができ、そうである場合には、タイムマークバウンダリ検出を宣言する。特に、タイムマークバウンダリ検出はストリング同期を提供することができる。
ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してディファレンシャルビット抽出を実行することはまた、１０ｍｓ毎に３０ビットを抽出することを含むことができる。ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行するためのステップは、コヒーレントストリングバウンダリ検出について説明されたものと類似している；しかしながら、タイムマークとの３０ビットの相関は、ビットフリップを用いて実行されることができる。一実施形態では、ディファレンシャルストリングバウンダリ検出のためのしきい値とコヒーレントストリングバウンダリ検出のためのしきい値は異なる。
コンピュータ可読記憶デバイスもまた説明されている。この記憶デバイスは、コンピュータによって実行されるときに、ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ信号のためにフレーム／ストリング同期を提供するために上述されたステップを実行することができる、命令を含むことができる。
図１は、フレームバウンダリを検出するための、ハイブリッドビット抽出（すなわち、コヒーレントビット抽出およびディファレンシャルビット抽出の双方を使用する）を実行することができる例示的なＧＰＳフレームバウンダリ検出システムを図示する。 図２Ａは、ＴＬＭ（テレメトリ）ワードの構造を図示し、そしてそれは、サブフレームの第１ワードである。 図２Ｂは、ＨＯＷ（ハンドオーバワード）の構造を図示し、そしてそれはサブフレームの第２ワードである。 図３は、フレーム同期（ｓｙｎｃ）のためのＴＬＭおよびＨＯＷビットの上述されたサブセットを使用して例示的な技法を図示する。 図４は、コヒーレントおよびディファレンシャルビット検出のための異なる数のサバイバーパスについての性能を示すグラフを図示する。 図５は、１５秒のタイムアウトが与えられた場合の、例示的なＧＰＳフレームバウンダリ検出成功率を示すグラフを図示する。 図６は、３０秒のタイムアウトが与えられた場合の、例示的なＧＰＳフレームバウンダリ検出成功率を示すグラフを図示する。 図７は、４５秒のタイムアウトが与えられた場合の、例示的なＧＰＳフレームバウンダリ検出成功率を示すグラフを図示する。 図８Ａは、バイバイナリコードにおける８５データビットと３０ビットのタイムマークとを含んでいるＧＬＯＮＡＳＳストリング８００を図示する。 図８Ｂは、メアンダシーケンスによる変調に基づく、相対コードおよびバイバイナリコードの双方における、８５データビットを図示する（１０ｍｓ毎に極性を変える）。 図９は、例示的なＧＬＯＮＡＳＳストリングバウンダリ検出システムのブロック図を図示する。 図１０は、限定された数のサバイバーパスを伴うソフトサーチスキームを使用することができる例示的なタイムマークバウンダリ検出技法を図示する。 図１１および図１２は、コヒーレントおよびディファレンシャルビットバウンダリ検出に関する、スコアしきい値対フォルスアラームをプロットするグラフを図示する。 図１１および図１２は、コヒーレントおよびディファレンシャルビットバウンダリ検出に関する、スコアしきい値対フォルスアラームをプロットするグラフを図示する。 図１３は、タイムマーク検出技法１３００を要約するフローチャートを図示する。 図１４Ａおよび図１４Ｂは、コヒーレントモードにおける２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、異なる検出しきい値（すなわち１ｅ−３および１ｅ−４）を比較する。 図１４Ａおよび図１４Ｂは、コヒーレントモードにおける２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、異なる検出しきい値（すなわち１ｅ−３および１ｅ−４）を比較する。 図１５Ａおよび１５Ｂは、ディファレンシャルモードにおける２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、異なる検出しきい値（すなわち１ｅ−３および１ｅ−４）を比較する。 図１５Ａおよび１５Ｂは、ディファレンシャルモードにおける２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、異なる検出しきい値（すなわち１ｅ−３および１ｅ−４）を比較する。 図１６Ａおよび図１６Ｂは、２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、コヒーレントモード対ディファレンシャルモードに関するタイムマーク性能を比較する。 図１６Ａおよび図１６Ｂは、２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、コヒーレントモード対ディファレンシャルモードに関するタイムマーク性能を比較する。 図１７Ａおよび図１７Ｂは、２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いず、コヒーレントモード対ディファレンシャルモードに関するタイムマーク性能を比較する。 図１７Ａおよび図１７Ｂは、２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いず、コヒーレントモード対ディファレンシャルモードに関するタイムマーク性能を比較する。
図１は、ハイブリッドビット抽出（すなわち、コヒーレントビット抽出およびディファレンシャルビット抽出の双方を使用する）を実行することができる例示的なＧＰＳフレームバウンダリ検出システム１００を図示する。この実施形態では、周波数ロックループ（ＦＬＬ）１０１を使用するトラッキングブロックは、ＦＬＬ周波数出力１０２を出力することができる。集積されたおよびダンプ（Ｉ＆Ｄ）ブロック１０３は、所定数のＦＬＬ周波数出力１０２を集積し、出力を生成する。一実施形態では、Ｉ＆Ｄブロック１０３は、２０：１の集積およびダンププロセスを実装することができる。コヒーレントビット抽出ブロック１０４は、ＦＬＬ周波数出力１０２と、Ｉ＆Ｄブロック１０３の出力を受信することができる。ディファレンシャルビット抽出ブロック１０６は、Ｉ＆Ｄブロック１０３の出力だけを受信することができる。フレームバウンダリ検出ブロック１０５および１０７は、それぞれ、コヒーレントビット抽出ブロック１０４およびディファレンシャルビット抽出ブロック１０６の出力を受信することができる。マルチプレクサ１０８は、フレームバウンダリ検出ブロック１０５および１０７の出力のうちの１つを選択するために使用されることができる。一実施形態では、制御信号１０９は、ＦＲＡＭＥ同期信号を最初に生成するいずれのフレームバウンダリ検出ブロックを選択する。ここにおいてさらに詳述されるように、フレームバウンダリ検出１０５と関連づけられたコヒーレントビット抽出はハイダイナミック検出を提供することができるが、フレームバウンダリ検出１０７と関連づけられたディファレンシャルビット抽出は、ハイセンシティビティ検出を提供することができる。図１に図示されるように、ディファレンシャルパスとコヒーレントパスの双方は、ＧＰＳにおいて同じフレーム同期プロシージャを実行する。ディファレンシャル方法とコヒーレント方法の双方は高いしきい値パスと低いしきい値パスを有する。
ビット抽出は、コヒーレントまたはディファレンシャルであろうと、ＧＰＳフレームの諸機能態様によって決まる。ＧＰＳフレームは５サブフレームから成り、そのうちの最初の３つはエフェメリスデータである。各サブフレームは１０ワードを有し、各ワードは、６つのパリティチェックビットを含む３０ビットを有する。正確にエフェメリスデータを抽出するために、各サブフレームのスタート位置を見つけなくてはならない。以下にさらに詳述されるように、サブフレームの第１ワードと第２ワードにおける特定ビットはフレームバウンダリ検出に使用されることができる。
図２Ａは、ＴＬＭ（テレメトリ）ワード２００の構造を図示し、そしてそれはサブフレームの第１のワードである。ＴＬＭワード２００は、８ビットのプリアンブル（１−８）、１６のリザーブされたビット（９−２４）および６つのパリティビット（２５−３０）を有する。一実施形態では、８ビットのプリアンブルは、フレームバウンダリ検出に使用されることができる。特に、８ビットのプリアンブルが固定されており、ビットは「１０００１０１１」である。
図２Ｂは、ＨＯＷ（ハンドオーバーワード）２１０の構造を図示しており、そしてそれは、サブフレームの第２のワードである。ＨＯＷワード２１０は、１７ビットのＴＯＷ（タイム・オブ・ウィーク）（ＭＳＢ（最上位ビット）が左、ＬＳＢ（最下位ビット）が右）、２つのフラグビット（１８−１９）（１８：設定０００について同期フラグ、設定００１についてアンチスプーフフラグ）（１９：設定０００についてモメンタムフラグ、設定００１についてアラートフラグ）、および３つのサブフレームＩＤビット（２０−２２）、および６つのパリティビット（２５−３０）を有する。一実施形態では、ＴＯＷビットおよびサブフレームＩＤビットは、フレームバウンダリ検出に使用されることができる。
図３は、フレーム同期（ｓｙｎｃ）のためにＴＬＭビットおよびＨＯＷビットの上述されたサブセットを使用する例示的な技法３００を図示する。技法３００では、ステップ３０１で開始した後に２ワードについてのスライディングウィンドウ（すなわち６０ビット長）がステップ３０２でバッファを埋めるために使用されることができる（例えば、ＦＩＦＯ(first-in-first-out))。ステップ３０３で示されるように、バッファがフルになると、２セットのステップが同時に作動することができる。第１セットのステップ（すなわち３０８−３１０）は短い推定期間を伴う高いしきい値を使用することができ、そしてそれは、高いＳＮＲ（信号対雑音比）の迅速な検出を提供する。このセットのステップはまた、コヒーレント抽出について説明されたハイダイナミック検出として特徴づけられることができる。第２セットのステップ（すなわち、ステップ３０４−３０７）は、低いＳＮＲについての長い推定期間で低いしきい値を使用することができる。特に、２セットのステップは、それらのうちの１つがサブフレームバウンダリを検出しベリファイするまで同時に作動することができる。
ステップ３０８では、ＴＬＭワードは固定されたプリアンブルを見つけることによって識別されることができる。ＴＬＭワードの有効性は、パリティビットを使用してチェックされることができる。有効なＨＯＷワード（そのパリティビットによって決定される）が識別された有効なＴＬＭワードに続くとき、ＴＯＷ同期条件が宣言されることができる。この時点で、データ抽出が始まることができる（出力サブフレームメッセージ３１２によってトリガされる）。一実施形態では、ＨＯＷワードのＴＯＷビットとサブフレームＩＤビットは、ステップ３０８で抽出されることができる（ここにおいて、ＨＯＷワードのＤ２９とＤ３０は常にゼロとなる）。ＴＯＷ同期が見つからない場合、技法は、ＴＯＷ同期テストをやり直すため次のビットのためにステップ３０２に戻る。
ステップ３０９は、次のＴＬＭワードとＨＯＷワードが到達したときを決定する。次のＴＬＭワードとＨＯＷワードが到達しなかった場合、技法３００は、次のビットのためにステップ３０２に戻る。到達後、これらの新たなＴＬＭワードとＨＯＷワードはまた、識別され有効にされることができる（すなわち、新たに到達されたＴＬＭワードとＨＯＷワードのＴＯＷ同期状態を本質的に確認する）。特に、抽出されたＴＯＷおよび新たに到達されたＴＯＷワードおよびＨＯＷワードのサブフレームＩＤ（ＳＩＤ）は、ＴＯＷ＿ｏｌｄ＋１およびＳＩＤ＿ｏｌｄ＋１に等しい場合には、ＦＲＡＭＥ同期状態は、ステップ３１０で宣言されることができる。すなわち、ＴＯＷ（トランケートされたＺカウント）およびＳＩＤは１だけ増分されなくてはならない。
そうでない場合には、ＴＯＷ同期状態はステップ３１１でドロップされ、ＴＯＷ同期が再度おこなわれる、すなわちＴＯＷ同期状態は入ってくるビットにおいてチェックされることができる（２０ｍｓ毎）。この時点で、技法３００はステップ３０２に戻る。一実施形態では、ベリファイされたＦＲＡＭＥ同期（終了 ステップ３１３）は、ＧＭＬがミスした相関器の割込みを検出しない限り、または、データ復調およびサブフレーム処理(subframe handling)との間のバッファのオーバーフローが検出される場合には、ドロップされる。
上で示されるように、（ステップ３０３で決定されるように）バッファがフルであるとき、ステップ３０４−３０６（長い推定期間を伴う低いしきい値に対応する）は、ステップ３０８−３１０と同時に実行する。ステップ３０４−３０６は、信号電力が低いとき特に有用である、それによって、ＴＬＭワードおよびＨＯＷワードの双方について上述された基準をパスする確率を減らす。以下にさらに詳細に説明されているように、これらのステップは、フレーム同期決定のためにＨＯＷワードの少数ビット（したがって、「低い」しきい値）を使用することができる。
（ステップ３０８のような）ステップ３０４は、固定された、８ビットプリアンブルを使用してＴＬＭワードを識別することができる。ＴＬＭワードが見つからない場合、技法３００は、バッファにロードされるべき次のビットのためにステップ３０２に戻る。プリアンブルを見つけた後で、ステップ３０５は、１７ビットＴＯＷ（以下、ＳＴＯＷ（short TOW））の最初の６ビット（すなわちＭＳＢ）を抽出することができる。ＳＴＯＷが３．４時間内に変わらないので、検出プロセスの間一定とみなされることができるということに留意されたい。（さらに、検出プロセスがＳＴＯＷ遷移をクロスするために生じる場合にはビット６のみが影響を受け、そしてそれは受諾可能である）。
抽出後、ステップ３０６は、サバイバーパスのコンテンツを更新することができる。サバイバーパスは、ベリフィケーションを継続するためにメモリに保持された、可能性があるフレーム同期ロケーションである。これらのサバイバーパスの各々はビットインデクス（０〜２９９、すなわち、各サブフレームは３００ビットを有する）、メトリックの和（後述されている）、最新のＳＴＯＷ、ベリファイされたＳＴＯＷのフラグ（例えば、新しいＳＴＯＷが前のＳＴＯＷに等しい場合フラグをＯＮに設定する）を含むことができる。
一実施形態では、８ビットプリアンブルがマッチングされるごとに、メトリックは「１」だけ増加されることができる。メトリックの和はしきい値以上であり、ベリファイされたＳＴＯＷのフラグがＯＮである場合、ＦＲＡＭＥ同期状態が宣言され、技法３００はステップ３１３で終了する。一実施形態では、しきい値は時間の関数であることができ、１０秒毎に「１」だけ増加することができる。例えば、しきい値は、４０秒未満の時間の場合３に設定され、４０〜５０秒の間の時間の場合４に設定され、５０〜６０秒の間の時間の場合５に設定される。このことは次の関係に相当する：しきい値＝最大（３，フロア（時間／１０））（なお、ジェネリック最大値（Ａ，Ｂ）演算はＡおよびＢのうち大きいものを選択し、ジェネリックフロア値（Ｃ）演算はＣの整数部分をとる）。
図４は、コヒーレントおよびディファレンシャルビット検出に関する異なる数のサバイバーパスについての性能を示すグラフ４００を図示する。理想的なケースは３００であり、すべての起こりうるケースが確保されることを意味する。１つの商業的に実行可能な数 (commercially viable number)は１２または１０であり、そしてそれは、小損害で著しく複雑さを減らす（０．１ｄＢ未満）。この場合には、プリアンブルマッチの最初の１２発生または１０発生のみが記録されチェックされる。
図５は、１５秒のタイムアウトが与えられた場合の、例示的なＧＰＳフレームバウンダリ検出成功率を示すグラフ５００を図示する。図６は、３０秒のタイムアウトが与えられた場合の、例示的なＧＰＳフレームバウンダリ検出成功率を示すグラフ６００を図示する。図７は、４５秒のタイムアウトが与えられた場合の、例示的なＧＰＳフレームバウンダリ検出成功率を図示するグラフ７００を図示する。グラフ５００、６００、および７００を生成するためのシミュレーションの場合、フレームバウンダリ検出確率は１５００ビット（３０秒）毎にシミュレートされるということに留意されたい。デフォルトの機能障害として１０Ｈｚ／ｓｅｃドップラースロープとコヒーレントビット抽出パラメータ設定としてＮＢ＝３およびＰＨ＝１が選択される。確率は、１００００回のシミュレーションから計算される。低しきい値の場合のパラメータは以下の通りである。しきい値＝最大（３，フロア（時間／１０））であり、サバイバーパスの数は１２である。表１は、図５、６および７に図示されているＧＰＳフレーム検出結果の性能要約を示す。
Figure 2015180875
以下に詳述されるように、ＧＬＯＮＡＳＳ信号のためのストリングバウンダリ検出はまた、同時コヒーレントおよびディファレンシャルビット抽出を使用することができる。しかしながら、ＧＬＯＮＡＳＳ信号の場合、タイムマークビットは同期のために使用される。
図８Ａは、バイバイナリコードにおける８５データビットとタイムマークの３０ビットとを含むＧＬＯＮＡＳＳストリング８００を図示する。図８Ｂは、メアンダシーケンス（１０ｍｓ毎に極値を変える）による変調に基づく、相対コードおよびバイバイナリコードの双方における、８５データビットを図示する。したがって、バイバイナリコードにおけるこれらの８５ビットが符号化される。
図８Ｂは、比較のため、８５データビットと並べた３０ビットのタイムマークを図示する。図示されるように、３０タイムマークビットの各々は１０ｍｓ長である。タイムマークは、受信機のローカルクロックへの衛星のアトミッククロックの時間同期を促進するために提供される。この目的のために、タイムマークとは２秒毎に繰り返す固定パターンである。タイムマーク検出の目的とは、ストリングバウンダリを見つけ、タイムマークシーケンスおよびメアンダシーケンスによって引き起こされた１０ｍｓビット遷移を取り除くことである。１つの従来の技法では、すべての３０ビットはストリングバウンダリ同期をトリガするようにマッチされる。この技法は高いＳＮＲ信号のためにのみ達成されることができる。特に、不完全な相関出力（すなわち３０／３０未満）はまた有益な情報を提供することができ、そしてそれは、ストリングバウンダリ同期を精確にトリガすることができる。
図９は、例示的なＧＬＯＮＡＳＳストリングバウンダリ検出システム９００のブロック図を図示する。この簡略化されたブロック図では、システム９００は、周波数ロックループ（ＦＬＬ）ブロック９０１、インテグレートおよびダンプ（Ｉ＆Ｄ）ブロック９０２、コヒーレント検出システム９０３、ディファレンシャル検出システム９０４、パリティチェックブロック９０５、９０６、およびマルチプレクサ（ＭＵＸ）９０７を含む。この実施形態では、コヒーレント検出システム９０３は周波数出力ｆＦＬＬを受信することができ、そしてそれはＦＬＬ９０１によって生成される。対照的に、ディファレンシャル検出システム９０４は、Ｉ＆Ｄブロック９０２の出力を受信することができ、そしてそれは、（ＦＬＬ９０１から１ｍｓ毎にプロンプトを受信し、このような信号をインテグレートするとき）１０ｍｓ毎にその出力を生成することができる。ストリングバウンダリ検出ブロック９０５および９０６は、それぞれ、コヒーレント検出ブロック９０３およびディファレンシャル検出システム９０４の出力を受信する。マルチプレクサ９０７は、ストリングバウンダリ結果信号に基づいて、ストリングバウンダリ検出ブロック９０５およびストリングバウンダリ検出ブロック９０６の出力との間で選択する。
一実施形態では、タイムマーク検出は、１０ｍｓのビット持続時間を伴う、ハイブリッドビット抽出（すなわち、コヒーレント且つディファレンシャル）を含むことができる。以下で詳述されるように、性能のエンハンスメントは、ビットフリップ、ソフトメトリック、および２０ｍｓビットバウンダリ支援を含むことができる。
受信されたＧＬＯＮＡＳＳ信号における、ビット位相反転（ここではビットフリップと呼ばれる）は、雑音により頻繁に生じうる。ビット位相反転は、固定されたタイムマークパターンと受信ビットをマッチさせることに関して、特にディファレンシャル検出モードに関して、難しい課題を生じさせる可能性がある。１ビットがフリップする場合には、３０ビットのうちの残りがフリップされるであろうということに留意されたい。したがって、ビット位相反転がタイムマーク内に生じるとき、受信されたタイムマークと所望のタイムマークとの間の相関は、極めて低いことがある、もしくは、ゼロである場合さえもある。例えば、位相の反転がタイムマークシーケンス中で生じる場合、相関は０である。
１つのタイムマーク検出技法によれば、相関（マッチング）は、受信されたシーケンス、ならびに、受信されたシーケンスのビットフリップバージョン、について計算されることができる。仮説的なセグメントに関して、ビット［０：２９］、ビット［ｎ：２９］はフリップされることができ（なお、ｎ＝０−２９）、３０の異なる相関を計算し、そのあとで、最良なマッチが選ばれる。「ｎ＝０」はフリップなしと同等であるということに留意されたい。一実施形態では、ビットフリップからの利得は、コヒーレントおよびディファレンシャル検出の場合それぞれ、およそ０．３および２ｄＢである。しかしながら、ビットフリップは、タイムマーク検出のフォルスアラームレートを増大させる可能性がある。したがって、一実施形態では、ビットフリップは、フォルスアラームと検出レートのバランスを取るためにディファレンシャル検出のみのために使用されることができる。
ＧＬＯＮＡＳＳ ＩＣＤ（インタフェース制御ドキュメント）によれば、ストリングの第１ビットは常にゼロであり、そしてそれは、タイムマークを３０ビットからフルの３１ビットまたは３２ビットに拡張する。したがって、３０ビット相関を指す後述されるアルゴリズムは３１ビット相関または３２ビット相関に対し、同等に適用可能である。
上に示されるように、１０ｍｓビットバウンダリが検出された後で、ストリング同期検出が実行されることができる。各ＧＬＯＮＡＳＳストリングが２秒長であるので、ストリングバウンダリの２００（すなわち２／０．０１）の起こりうるロケーションがある。１つのベーシックアルゴリズムは、２秒にわたって最も高いマッチングスコアでロケーションを選び、２秒後同じ位置でマッチングをベリファイする。
検出確率を改善するため、ソフトメトリックが採用されることができ、ソフトメトリックは、マルチプルストリングにわたって各位置について蓄積されることができ、最良の位置は、蓄積されたメトリックに基づいて選ばれることができる。すべての位置のためにそれをすることは２００のアキュムレータを要するであろう。複雑さを低減するため、限定された数のサバイバー（すなわち、最も大きい蓄積メトリックを伴う位置）が保たれることができる。一実施形態では、２００ビットロケーションの８つのサバイバー出力が保たれることができる。
一実施形態では、対数の和はソフトメトリックを計算するために使用されることができる。ソフトメトリックは、次のように展開されることができる。
第１に、ランダムシーケンスの任意のＮビットセグメントのうちｎビットがタイムマークシーケンスにマッチさせるシングルポイントフォルスアラーム確率、Ｐ（ｎ／Ｎ）が導出されることができる。この場合、Ｎは、タイムマーク相関に使用されたビット数、例えばＮ＝３０であると、ｎ＝３０，２９，２８と続く。一実施形態では、Ｎはユーザ選択であることができる。他の実施形態では、ＮはＧＬＯＮＡＳＳ受信機において設定されることができる。
コヒーレントモードの場合（ビットフリップなし）：
Figure 2015180875
なお、
Figure 2015180875
は二項係数である。相関の極性は無視されることができるので、２の係数が使用されることができるということに留意されたい。例えば、Ｐ（２９／３Ｏ）ｃｏｈのランダムビットフォルスアラーム確率（すなわち３０ビットランダムシーケンスのうち２９ビットにタイムマークとマッチさせる）が
Figure 2015180875
に等しい。
ディファレンシャルモード（ビットフリップを含む）の場合、ビットをフリップし、最大値を選択する確率は、次のようなシミュレーションからディファレンシャルシングルポイント確率Ｐをカーブフィットすることによってモデル化されることができる。
Figure 2015180875
位置ｍについて、ビットマッチの数ｎ（ｍ）が見つけられることができ、対応するフォルスアラームレートｑ（ｍ）＝ｐ（ｎ（ｍ）／Ｎ）が得られることができる。位置ｍについてマルチプルストリングにわたって評価されるフォルスアラーム確率（なお、ｍ＝０〜１９９）は、 Ｐ（ｍ）＝ｑ（ｍ）＊ｑ（ｍ＋２００）＊ｑ（ｍ＋４００）＊…
であり、最も低いＰ（ｍ）は最も好ましいストリングバウンダリに相当する。
確率の積は、確率Ｌｐ（ｎ）の対数の和によって簡略化されることができる。例えば、Ｌｐ（ｎ）＝−ｌｏｇ１０（ｐ（ｎ））とし、 ｍｅｔｒｉｃ（ｍ）＝ −ｌｏｇ１０（Ｐ（ｍ））＝（−ｌｏｇ１０（ｑ（ｍ）））＋（−ｌｏｇ１０（ｑ（ｍ＋２００）））＋（−ｌｏｇ１０（ｑ（ｍ＋４００）））＋．．．＝Ｌｐ（ｎ（ｍ））＋Ｌｐ（ｎ（ｍ＋２００）＋Ｌｐ（ｎ（ｍ＋４００））＋．．．
と定義すると、最大メトリック（ｍ）は最も起こりうるストリングバウンダリに相当する。
表２はコヒーレントおよびディファレンシャルストリングバウンダリ検出の対数メトリック表（すなわち、ビットフリップを使用しない、また、ビットフリップを使用する）である。表２の確率Ｌｐ（ｎ）の対数は以下によって導き出されることができる。
１．正規化因数ｎｏｒ＿ｆａｃ＝ ３．５ｅ−２を選ぶこと ２．対数を計算すること：Ｌｐ（ｎ）＝−ｌｏｇ１０（ｐ（ｎ／Ｎ）／ｎｏｒ＿ｆａｃ）３．対数を丸めること：Ｌｐ（ｎ）＝ｒｏｕｎｄ（Ｌｐ（ｎ）＊１００）／１００ ４．メトリックが小さすぎる（例えば、０．１未満）または負である場合（すなわち、ｐ（ｎ／Ｎ）が正規化因数よりも高い）、メトリック値をゼロに変更する。このゼロ化は、メトリックを単調に増加することを強制し、サバイバーパス選択を簡略化する。
Figure 2015180875
一実施形態では、８つのサバイバーパスは、複雑さを縮小するために使用されることができる。特に、８つのサバイバーパスを使用することの性能の損失は、２００のサバイバーパスすべてを使用することと比べ０．１ｄＢ未満である。
図１０は、８つのサバイバーパスを伴うソフトサーチスキームを使用することができる例示的なタイムマークバウンダリ検出技法１０００を図示する。ステップ１００１では、３０ビットの受信シーケンスが抽出されることができる（１０ｍｓ毎に生じる）。ステップ１００２では、抽出されたシーケンスは、タイムマークシーケンスと相関されることができる。ディファレンシャルモードの場合、３０ビットフリップされたシーケンスが試されることができ、ｎ番目のシーケンスはフリップされたビット［ｎ：２９］を有し、最大マッチカウントが記録されることができる。コヒーレントモードの場合、抽出されたシーケンスは、ビットフリップを用いずに単に、固定されたタイムマークシーケンスと相関されることができる。ステップ１００３は、マッチカウントに基づいて表２からの対数メトリックを見つけることができる。
ステップ１００４はサバイバーを管理することができる。一実施形態において、このビット位置がすでにサバイバーである場合には、位置は、対応するアキュムレータに追加されることができる。この位置がサバイバーではなく、サバイバーの数が８未満である場合には、この位置は、サバイバーとして追加され、メトリックが記録される。この位置がサバイバーではないがサバイバーの数が８である場合には、このメトリックは既存のサバイバーのメトリックと比較されることができる。メトリックがそれらのいずれよりも大きい場合には、サバイバーは、この新たな位置によって最小メトリックと置き換えられることができ、新たなメトリックが記録される。上述されるステップ１００４は、８つのサバイバーパスが最後に抽出されたシーケンスに基づいて８つの最も起こりうる位置を保持するということを保証することができる。
ステップ１００５は、蓄積されたメトリックが特定のしきい値（後述されている）以上である場合にチェックをすることができる。「Ｙｅｓ」である場合には、ステップ１００６はタイムマークバウンダリが見つけられたということを主張することができる。「Ｎｏ」である場合には、技法１０００は、次の抽出されたシーケンスのためにステップ１００１に戻ることができる。
ステップ１００５の検出しきい値は、検出レートとフォルスアラームレートのバランスをとるべきである。すなわち、より高いしきい値はフォルスアラームレートを下げることができるがまた検出レートを下げることができる。システムフォルスアラームの確率は以下のように導出されることができる。
与えられたタイムアウト期間（タイムアウト）の場合、各位置についての観察値の合計数Ｔは次のように表されることができる：
Figure 2015180875
「丸める」とは、整数演算(whole number operation)に対して四捨五入することである。
ｋｎを、ｎビットエラーを有するＴ観察値のうちの観察値の数であるとする。Ｎビット相関の場合、０≦ｎ≦Ｎであり、
Figure 2015180875
である。簡略のため、０≦ｎ≦Ｎｅのみが考慮される、すなわち、Ｎｅ以上のビットエラーの相関が無視される。この簡略化は、大多数のビットエラーが悪いマッチングを示し、タイムマーク検出のチャンスを増大させないので合理的である。
Figure 2015180875
に留意されたい。
例えば、Ｔ＝１５，ｋ０＝２，ｋ１＝１，ｋ２〜ｋＮｅ＝０は、１５観察値のうち、ビットエラーなしの２つの観察値があり、１ビットエラーを伴う１つの観察値、２〜Ｎｅビットエラーを伴う０の観察値、およびＮｅ以上のビットエラーを伴わない１５−２−１＝１２観察値を意味する。
Ｔ観察値の後のｋ０，ｋｌ，ｋ２，．．．，ｋＮｅの結果を有する確率は、
Figure 2015180875
である。
Figure 2015180875
は、Ｍ−ｃｈｏｏｓｅ−ｍの二項係数であり、
Figure 2015180875
と定義され、Ｐ（ｎ／Ｎ）は、前に導出されたＮビット相関値においてｎビットマッチを有する（すなわちＮ−ｎビットエラー）確率である。
スコアの和がスコアしきい値よりも大きい場合、位置についてフォルスタイムマーク検出が生じる。ｎビットエラーを有するスコア、Ｌｐ（ｎ）が表６−２で与えられている。ｋ０，ｋ１，ｋ２，…，ｋＮの結果のためのスコアの和は、
Figure 2015180875
である。
Ｓをスコアしきい値を超えるすべての起こりうる結果の集合とする。
Figure 2015180875
１つの位置のフォルスアラーム確率は次のように書かれることができる。
Figure 2015180875
１つの位置のフォルスアラーム確率を得た後で、システムフォルスアラーム確率は、２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、また２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いずに、それぞれ、１００と２００を乗算することによって得られることができる。すなわち、
Figure 2015180875
である。
図１１および図１２は、コヒーレントおよびディファレンシャルビットバウンダリ検出に関する、スコアしきい値対フォルスアラームをプロットするグラフを図示する。具体的には、図１１は、３０秒タイムアウトが与えられると、例示的なコヒーレントスコアしきい値を図示するグラフ１１００を図示する（Ｎ＝３０，３１および３２ビットであり、ランダム１０ｍｓビットおよび２０ｍｓバウンダリ支援（後述されている）を伴う）。図１２は、３０秒タイムアウトが与えられると、例示的なディファレンシャルスコアしきい値を図示するグラフ１２００を図示する（Ｎ＝３０，３１および３２ビットであり、ランダム１０ｍｓビットと２０ｍｓバウンダリ支援（後述されている）を伴う）。図１１および図１２は、すべてのＮのケースについて、分析的でシミュレートされた結果が非常に類似しているということを図示する。
表３は、（図１１および図１２から選ばれた）３０秒タイムアウトと１ｅ−３／１ｅ−４のターゲットフォルスアラームレートのためのしきい値を示す。上述された方法は、指定されたタイムアウト期間内でターゲットより少ないフォルスアラームレートを有利に提供することができる。最悪なケースは相対的に低いＣＮｏにおいて生じる。
Figure 2015180875
一実施形態では、２０ｍｓビットバウンダリ支援はまた、タイムマークバウンダリ検出のために提供されることができる（上述されるように１０ｍｓビット同期を使用する）。この２０ｍｓビットバウンダリ検出は、タイムマーク検出と並行して実行されることができる。特に、２０ｍｓビット同期が見つけられた後で、（１）ＡＦＣ（自動周波数制御）のトラッキングエラーが縮小され、タイムマーク検出の感度を改善する、（２）１００個の位置のみがタイムマーク検出について試みがなされる必要があり、そしてそれは、フォルスアラームレートを縮小する。２０ｍｓビットバウンダリ検出のためのアルゴリズムが、アセロス通信社によって２０１０年８月２７日に出願され「GLONASS BIT BOUNDARY DETECTION」と題された米国特許出願第１２／８７０，５３３号で説明されており、ここにおける参照により組み込まれている。
２０ｍｓビットバウンダリ支援を使用することによって、ＧＬＯＮＡＳＳ受信機の性能は、コヒーレントおよびディファレンシャルモードについてそれぞれ０．１〜０．４ｄＢおよび０．７〜１．０ｄＢだけ改善されうる。ディファレンシャルモードのためのより大きな利得は、周波数トラッキングエラーの縮小に起因することがある。コヒーレントモードはこの利点を得ないことがある、なぜならば（例えば、位相ロックループ（ＰＬＬ）に起因して）周波数変動がすでに縮小されていることがあるからである。
図１３は、タイムマーク検出技法１３００を要約するフローチャートを図示する。ステップ１３０１で開始した後で、ステップ１３０２は、１０ｍｓビット同期が見つけられるかを決定する（ＦＩＮＤ＿ＢＩＴＳＹＮＣ）。そうでない場合には、ステップ１３０３は、ストリング同期が見つけられベリファイされるかを決定する（ＳＴＲＩＮＧＳＹＮＣ＿ＤＯＮＥ）。そうでない場合には、ステップ１３０４は、ストリング同期が少なくとも見つけられるかを決定する（ＳＴＲＩＮＧＳＹＮＣ＿ＦＯＵＮＤ）。そうでない場合には、ステップ１３０５は、上述されるように、ストリングバウンダリ検出を実行する。すべてのサバイバーパスのうち最大有効スコアが表３で定義されるようにスコアしきい値以上である場合（ＭＡＸ＿ＶＡＬ≧ＳＣＯＲＥ＿ＴＨＲ）、ステップ１３０７は、２秒間隔内でストリングバウンダリのインデクスを見つけるためにモジュラー演算を実行する。
ＭＯＤ（ｋ，２０００）に基づいて、ストリング同期はステップ１３０８で見つけられることができる。ステップ１３０９は、ビット同期が見つけられるかを決定する。そうである場合には、ステップ１３１０は、ストリング同期をベリファイすることができ、ステップ１３１１は２０ビット同期を見つけることができる（オプション）。技法１３００は、ステップ１３１３で終了する。要約すると、技法１３００は１０ｍｓビットバウンダリが検出された後でのみタイムマーク検出を開始し、１０ｍｓビット同期がベリファイされた後でタイムマーク検出を完了する。オプションで、２０ｍｓビットバウンダリ情報はタイムマーク検出後に更新されることができる。
図１４Ａおよび図１４Ｂは、コヒーレントモードにおいて２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、異なる検出しきい値（すなわち１ｅ−３および１ｅ−４）を比較する。具体的には、図１４Ａは、１ｅ−３および１ｅ−４検出しきい値に関する成功ＭＡＴ（秒）対雑音に対するチャネル（ＳＮＲ）（ｄＢ−Ｈｚ）をプロットするグラフ１４００を図示する。図１４Ｂは、様々なタイムアウト（５、１５、３０、および４５秒）における１ｅ−３および１ｅ−４検出しきい値に関する、検出確率対雑音に対するチャネルをプロットするグラフ１４１０を図示する。
図１５Ａおよび１５Ｂは、ディファレンシャルモードにおいて２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、異なる検出しきい値（すなわち１ｅ−３および１ｅ−４）を比較する。具体的には、図１５Ａは、１ｅ−３および１ｅ−４検出しきい値に関する成功ＭＡＴ（秒）対雑音に対するチャネル（ＳＮＲ）（ｄＢ−Ｈｚ）をプロットするグラフ１５００を図示する。図１５Ｂは、様々なタイムアウト（５、１５、３０、および４５秒）における１ｅ−３および１ｅ−４検出しきい値に関する、検出確率対雑音に対するチャネルをプロットするグラフ１５１０を図示する。
図１４Ａ、１４Ｂ、１５Ａ、および１５Ｂより、より低いフォルスアラームレートに関連づけられたより高い検出しきい値は、５秒タイムアウトのような最短タイムアウトについていくらかの性能低下を引き起こす、ということが分かる。一実施形態では、広域ＳＮＲ範囲にわたって検出時間とフォルスアラームのバランスを取るために、複数のしきい値が使用されることができ、しきい値は推定時間Ｔとともに変更する。例えば、Ｔ＜５秒であるとき、ＴＨＲ（Ｐｆａ １ ｅ−３）のより低いしきい値が使用されることができる；Ｔが大きいとき、ＴＨＲ（Ｐｆａ １ ｅ−４）のより高いしきい値が使用されることができる。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いて、コヒーレントモード対ディファレンシャルモードに関するタイムマーク性能を比較する（フォルスアラームレート＝０）。具体的に、図１６Ａは、コヒーレントモードおよびディファレンシャルモードに関する、成功ＭＡＴ（秒）対雑音に対するチャネル（ＳＮＲ）（ｄＢ−Ｈｚ）をプロットするグラフ１６００を図示する。図１６Ｂは、様々なタイムアウト（５、１５、３０、および４５秒）におけるコヒーレントモードおよびディファレンシャルモードに関する、検出確率対雑音に対するチャネルをプロットするグラフ１６１０を図示する。
図１７Ａおよび１７Ｂは、２０ｍｓビットバウンダリ支援を用いない（フォルスアラームレート＝０）コヒーレントモード対ディファレンシャルモードに関するタイムマーク性能を比較する。具体的に、図１７Ａは、コヒーレントモードおよびディファレンシャルモードに関する、成功ＭＡＴ（秒）対雑音に対するチャネル（ＳＮＲ）（ｄＢ−Ｈｚ）をプロットするグラフ１７００を図示する。図１７Ｂは、様々なタイムアウト（５、１５、３０、および４５秒）におけるコヒーレントモードとディファレンシャルモードに関する、検出確率対雑音に対するチャネルをプロットするグラフ１７１０を図示する。
図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａおよび図１７Ｂより、コヒーレントモードについてのタイムマーク検出性能はディファレンシャルモードのものよりも良好であるということが分かることができる。具体的には、モード間のギャップは、２０ｍｓバウンダリ支援を用いるとおよそ０．４〜０．８ｄＢであり、２０ｍｓバウンダリ支援を用いないとおよそ１〜１．５ｄＢである。
上述の技法がタイムマーク検出のために理想的な１０ｍｓビットバウンダリ検出を仮定したと留意する。タイムマーク検出に対するフォルス１０ｍｓビット同期の影響を評価するために、１０ｍｓビット同期のためのルーズなしきい値が意図的に選ばれ、シミュレーションにおいて多くの１０ｍｓビット同期フォルス検出を生成することができる。表４は、次のシミュレーション条件：Ｔ＝１，ｔｈｒ＝１１／１６，１０ｍｓビット同期ベリフィケーションステージが含まれる、第１のビット同期検出とベリフィケーションとの間のミスマッチがある場合にはタイムマークソフトメトリック値のリセットなし、タイムマーク検出についてＴＨＲ（Ｐｆａ＝１ｅ−３）、１００００ラン，およびＣＮｏ＝１７ｄＢ−Ｈｚに関する結果として生じるイベントのブレイクダウンを示す
Figure 2015180875
表４に図示されるように、ビット同期フォルスアラームレートは第１の検出のときには７％（ルーズなしきい値により通常より高い）、ベリフィケーション後には０．５５％である。ほとんどのビット同期検出エラーが第１の検出時に＋／−２ｍｓ内にあり、ベリフィケーション後＋／−１ｍｓ内にある。
タイムマーク検出のフォルスアラームレートは、０．４８％である。ほとんどの検出エラーは１ｍｓまたは２ｍｓであり、すなわち、１０ｍｓ検出エラーによって引き起こされる。エラーのうち８％のみが１０ｍｓより大きい（すなわち、真正のタイムマーク検出エラーである）。したがって、タイムマークのための有効なフォルスアラームレートは、０．４８％＊８％＝４ｅ−４である。
Ｐｆａ＝ｌｅ−３のターゲットフォルスアラームレートに対応するしきい値が選ばれ、そしてそれは理想的な１０ｍｓビット同期という想定の下で導出されたということに留意されたい。このことは、１０ｍｓビット同期エラーの存在下、タイムマーク検出のフォルスアラームレートがまだターゲット内にあり、明白な性能の損失がないということを図示する。特に、ビット同期エラーが小さいとき（１または２ｍｓ）、１０ｍｓダンプのＳＮＲはいまだに受諾可能であり、タイムマークがいまだに検出されることができる。さらに、ビット同期エラーが大きいときには、タイムマークは検出されることができず、フォルスアラームはない。
結果、リセットタイムマーク検出は、ビット同期ベリフィケーションが失敗するときにはリセットされる必要がない。一実施形態では、タイムマーク検出からの粗タイミング（１０ｍｓの乗数）が保持されることができ、微細タイミングは、最新１０ｍｓビット同期検出（０〜９ｍｓ）にしたがって調節されることができる。
フレーム／ストリング検出を提供する本発明の諸特徴は、ソフトウェアツールで実装されることができる。例えば、図１では、トラッキングブロック１０１とＩ＆Ｄブロック１０３は、ハードウェアにおいて実装されるアナログフロントエンド（ＡＦＥ）の一部として特徴づけられることができるが、これらの構成要素からのいくつかのブロックのダウンストリームはソフトウェアで実装されることができる（例えば、ビット抽出ブロック１０４／１０６およびバウンダリ検出ブロック１０５／１０７）。同様なハードウェア／ソフトウェア実装が、図９で図示されたＧＬＯＮＡＳＳストリング同期検出システム９００に使用されることができる。これらのソフトウェアブロックは、データストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスから、データおよび命令を受信するように、また、データストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスへデータおよび命令を送信するように、結合された少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステム上で実行する１つまたは複数のコンピュータプログラムにおいて有利に実装されることができる。各コンピュータプログラムは、ハイレベルプロシージャルまたはオブジェクトオリエントプログラミング言語で、または、望まれる場合には、アセンブリまたは機械言語で実装されることができ、またいずれの場合において、言語はコンパイルまたは解釈言語であることができる。適切なプロセッサは、例えば、汎用マイクロプロセッサおよび専用マイクロプロセッサ、ならびに他のタイプのマイクロコントローラを含む。一般的に、プロセッサは、読み出し専用メモリおよび／またはランダムアクセスメモリから、命令およびデータを受信するであろう。一般的に、コンピュータは、データファイルを格納するための１つまたは複数のマスストレージデバイスを含み、このようなデバイスは、内部ハードディスクおよびリムーバブルディスク、光磁気ディスク、および光学ディスクのような磁気ディスクを含む。コンピュータプログラム命令およびデータを有形で具現化するのに適切なストレージデバイスは、すべての形式の不揮発性メモリを含み、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、およびフラッシュメモリデバイスのような半導体メモリデバイス、内部ハードディスクおよびリムーバブルディスクのような磁気ディスク、磁気光学ディスクおよびＣＤＲＯＭディスクを含む。
ここにおいて説明される実施形態は、包括的であること、または、開示された正確な形に本発明を限定すること、を意図していない。そのため、多くの修正および変更が明らかであろう。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲とその均等物によって定義されるということが意図される。
ここにおいて説明される実施形態は、包括的であること、または、開示された正確な形に本発明を限定すること、を意図していない。そのため、多くの修正および変更が明らかであろう。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲とその均等物によって定義されるということが意図される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
ＧＰＳ信号のためのフレーム同期を提供する方法であって、前記方法は、
ＧＰＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行することと；
前記コヒーレントビット抽出のビットに基づいて、コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することと；
前記ＧＰＳビットに対してディファレンシャルビット抽出を実行することと；
前記ディファレンシャルビット抽出のビットに基づいて、ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することと、なお、ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行すること、および、コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、同時に行なわれる；
前記フレーム同期を提供することと、なお、前記コヒーレントフレームバウンダリ検出および前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出のいずれかが先にフレームバウンダリを見つけると、そのフレームバウンダリは前記フレーム同期のために使用される；
を備える、方法。
［Ｃ２］
前記ＧＰＳビットに対して前記コヒーレントビット抽出を実行することは、第１のＧＰＳサブフレームの第１のテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、前記第１のＴＬＭワードおよび第１のハンドオーバーワード（ＨＯＷ）ワードのパリティビット、前記第１のＨＯＷワードのタイム・オブ・ウィーク（ＴＯＷ）、および前記第１のＨＯＷワードのサブフレームＩＤビットを見つけることを含む、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ３］
前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、前記第１のＴＬＭワードの前記パリティビットを使用して前記第１のＴＬＭワードの有効性をチェックすることを含む、［Ｃ２］に記載の方法。
［Ｃ４］
前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、前記第１のＨＯＷワードの前記パリティビットを使用して前記第１のＨＯＷワードの有効性をチェックすることを含む、［Ｃ３］に記載の方法。
［Ｃ５］
前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、有効な第１のＨＯＷワードが有効な第１のＴＬＭワードに続くとき、ＴＯＷ同期を宣言することを含む、［Ｃ４］に記載の方法。
［Ｃ６］
前記ＧＰＳビットに対して前記コヒーレントビット抽出を実行することは、第２のＧＰＳサブフレームの第２のテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、前記第２のＧＰＳサブフレームの前記第２のＴＬＭワードおよびＨＯＷワードのパリティビット、前記第２のＨＯＷワードのＴＯＷ、および前記第２のＨＯＷワードのサブフレームＩＤビットを見つけることを含む、［Ｃ５］に記載の方法。
［Ｃ７］
前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、前記第２のＴＬＭワードの前記パリティビットを使用して前記第２のＴＬＭワードの有効性をチェックすることを含む、［Ｃ６］に記載の方法。
［Ｃ８］
前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、前記第２のＨＯＷワードの前記パリティビットを使用して前記第２のＨＯＷワードの有効性をチェックすることを含む、［Ｃ７］に記載の方法。
［Ｃ９］
前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、（１）有効な第２のＨＯＷワードが有効な第２のＴＬＭワードに続くとき、（２）第２のＴＯＷが第１のＴＯＷ＋１に等しいとき、（３）第２のサブフレームＩＤビットが第１のサブフレームＩＤビット＋１に等しいとき、検出されたフレームバウンダリを宣言することを含む、［Ｃ８］に記載の方法。
［Ｃ１０］
２つのワードが格納されたときのみコヒーレントおよびディファレンシャルバウンダリ検出を実行することを進めること、をさらに含む［Ｃ９］に記載の方法。
［Ｃ１１］
前記２つのワードの最初に入ったＧＰＳビットを削除すること、前記２つのワードの最後に入ったＧＰＳビットとして新たなＧＰＳビットを追加すること、ＧＰＳビットに対してコヒーレントおよびディファレンシャルビット抽出、ならびに、コヒーレントおよびディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することを繰り返すこと、をさらに含む［Ｃ１０］に記載の方法。
［Ｃ１２］
前記ＧＰＳビットに対して前記ディファレンシャル抽出を実行することは、ＧＰＳサブフレームのテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、および、ハンドオーバーワード（ＨＯＷ）ワードのタイム・オブ・ウィーク（ＳＴＯＷ）の限定された数の最上位ビット（ＭＳＢ）を見つけることを含む、［Ｃ１］に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することは、
前記プリアンブルを使用して、前記ＴＬＭワードを識別すること、
を含む、［Ｃ１２］に記載の方法。
［Ｃ１４］
前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することは、限定された数のサバイバーパスをセーブすることを含み、サバイバーパスは、前記フレームバウンダリの最も起こりうるロケーションである、［Ｃ１３］に記載の方法。
［Ｃ１５］
前記限定された数のサバイバーパスは、起こりうる３００ロケーションのうちの１０〜１２ロケーションである、［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ１６］
複数のＴＬＭワードおよびＨＯＷワードを使用して前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行すること、および、前記フレームバウンダリの最も起こりうるロケーションを反映するために前記サバイバーパスを更新すること、をさらに含む［Ｃ１４］に記載の方法。
［Ｃ１７］
ＴＬＭワードは前記プリアンブルを使用して識別されるたびにメトリックに＋１を追加すること、をさらに含む［Ｃ１６］に記載の方法。
［Ｃ１８］
最後のＳＴＯＷの値を格納し、現在のＳＴＯＷが最後のＳＴＯＷに等しいときにＳＴＯＷフラグをＯＮに設定すること、をさらに含む［Ｃ１７］に記載の方法。
［Ｃ１９］
前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することは、（１）前記メトリックがしきい値以上であり、前記ＳＴＯＷフラグがＯＮに設定されるとき、検出されたフレームバウンダリを宣言することを含む、［Ｃ１８］に記載の方法。
［Ｃ２０］
前記しきい値は時間の関数である、［Ｃ１９］に記載の方法。
［Ｃ２１］
前記しきい値は、１０ｍｓ毎に「１」だけ増加する、［Ｃ２０］に記載の方法。
［Ｃ２２］
ＧＬＯＮＡＳＳ信号のためのストリング同期を提供する方法であって、前記方法は、
ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行することと；
前記コヒーレントビット抽出のビットに基づいて、コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することと；
前記ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してディファレンシャルビット抽出を実行することと；
前記ディファレンシャルビット抽出のビットに基づいてディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することと、なお、ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することとコヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは同時に行われる；
前記ストリング同期を提供することと、なお、前記コヒーレントストリングバウンダリ検出および前記ディファレンシャルストリングバウンダリ検出のいずれかが先にストリングバウンダリを見つけると、そのストリングバウンダリは前記ストリング同期のために使用される；
を備える方法。
［Ｃ２３］
前記ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行することは、１０ｍｓ毎に３０ビットを抽出することを含む、［Ｃ２２］に記載の方法。
［Ｃ２４］
コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、ビットフリップすることなく、前記３０ビットをＧＬＯＮＡＳＳのタイムマークと相関することを含む、［Ｃ２３］に記載の方法。
［Ｃ２５］
コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、相関出力値毎にメトリックを割り当てることをさらに含む、［Ｃ２４］に記載の方法。
［Ｃ２６］
コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、２秒毎に各ビットロケーションのための前記メトリックを蓄積することをさらに含む、［Ｃ２５］に記載の方法。
［Ｃ２７］
コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、最も高い蓄積されたメトリックに基づいて限定された数のサバイバーパスを識別することをさらに含む、［Ｃ２６］に記載の方法。
［Ｃ２８］
前記限定された数のサバイバーパスは８である、［Ｃ２７］に記載の方法。
［Ｃ２９］
コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、各抽出されたシーケンスの必要に応じて、前記サバイバーパスを更新することをさらに含む、［Ｃ２７］に記載の方法。
［Ｃ３０］
コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、蓄積されたメトリックのセットがしきい値以上であるかを決定し、そうである場合には、タイムマークバウンダリ検出を宣言すること、をさらに含み、タイムマークバウンダリ検出は、前記ストリング同期を提供する、［Ｃ２９］に記載の方法。
［Ｃ３１］
前記ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してディファレンシャルビット抽出を実行することは、１０ｍｓ毎に３０ビットを抽出することを含む、［Ｃ２２］に記載の方法。
［Ｃ３２］
ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、ビットフリップを用いて、前記３０ビットをＧＬＯＮＡＳＳのタイムマークと相関することを含む、［Ｃ３１］に記載の方法。
［Ｃ３３］
ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、相関出力値毎にメトリックを割り当てることをさらに含む、［Ｃ３２］に記載の方法。
［Ｃ３４］
ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、２秒毎に各ビットロケーションのための前記メトリックを蓄積することをさらに含む、［Ｃ３３］に記載の方法。
［Ｃ３５］
ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、最も高い蓄積されたメトリックに基づいて限定された数のサバイバーパスを識別することをさらに含む、［Ｃ３４］に記載の方法。
［Ｃ３６］
前記限定された数のサバイバーパスは８である、［Ｃ３５］に記載の方法。
［Ｃ３７］
ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、各抽出されたシーケンスの必要に応じて、前記サバイバーパスを更新することをさらに含む、［Ｃ３５］に記載の方法。
［Ｃ３８］
ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、蓄積されたメトリックのセットがしきい値以上であるかを決定し、そうである場合には、タイムマークバウンダリ検出を宣言すること、をさらに含み、タイムマークバウンダリ検出は、前記ストリング同期を提供する、［Ｃ３７］に記載の方法。

Claims (38)

  1. ＧＰＳ信号のためのフレーム同期を提供する方法であって、前記方法は、
    ＧＰＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行することと；
    前記コヒーレントビット抽出のビットに基づいて、コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することと；
    前記ＧＰＳビットに対してディファレンシャルビット抽出を実行することと；
    前記ディファレンシャルビット抽出のビットに基づいて、ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することと、なお、ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行すること、および、コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、同時に行なわれる；
    前記フレーム同期を提供することと、なお、前記コヒーレントフレームバウンダリ検出および前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出のいずれかが先にフレームバウンダリを見つけると、そのフレームバウンダリは前記フレーム同期のために使用される；
    を備える、方法。
  2. 前記ＧＰＳビットに対して前記コヒーレントビット抽出を実行することは、第１のＧＰＳサブフレームの第１のテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、前記第１のＴＬＭワードおよび第１のハンドオーバーワード（ＨＯＷ）ワードのパリティビット、前記第１のＨＯＷワードのタイム・オブ・ウィーク（ＴＯＷ）、および前記第１のＨＯＷワードのサブフレームＩＤビットを見つけることを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、前記第１のＴＬＭワードの前記パリティビットを使用して前記第１のＴＬＭワードの有効性をチェックすることを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、前記第１のＨＯＷワードの前記パリティビットを使用して前記第１のＨＯＷワードの有効性をチェックすることを含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、有効な第１のＨＯＷワードが有効な第１のＴＬＭワードに続くとき、ＴＯＷ同期を宣言することを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記ＧＰＳビットに対して前記コヒーレントビット抽出を実行することは、第２のＧＰＳサブフレームの第２のテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、前記第２のＧＰＳサブフレームの前記第２のＴＬＭワードおよびＨＯＷワードのパリティビット、前記第２のＨＯＷワードのＴＯＷ、および前記第２のＨＯＷワードのサブフレームＩＤビットを見つけることを含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、前記第２のＴＬＭワードの前記パリティビットを使用して前記第２のＴＬＭワードの有効性をチェックすることを含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、前記第２のＨＯＷワードの前記パリティビットを使用して前記第２のＨＯＷワードの有効性をチェックすることを含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記コヒーレントフレームバウンダリ検出を実行することは、（１）有効な第２のＨＯＷワードが有効な第２のＴＬＭワードに続くとき、（２）第２のＴＯＷが第１のＴＯＷ＋１に等しいとき、（３）第２のサブフレームＩＤビットが第１のサブフレームＩＤビット＋１に等しいとき、検出されたフレームバウンダリを宣言することを含む、請求項８に記載の方法。
  10. ２つのワードが格納されたときのみコヒーレントおよびディファレンシャルバウンダリ検出を実行することを進めること、をさらに含む請求項９に記載の方法。
  11. 前記２つのワードの最初に入ったＧＰＳビットを削除すること、前記２つのワードの最後に入ったＧＰＳビットとして新たなＧＰＳビットを追加すること、ＧＰＳビットに対してコヒーレントおよびディファレンシャルビット抽出、ならびに、コヒーレントおよびディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することを繰り返すこと、をさらに含む請求項１０に記載の方法。
  12. 前記ＧＰＳビットに対して前記ディファレンシャル抽出を実行することは、ＧＰＳサブフレームのテレメトリ（ＴＬＭ）ワードのプリアンブル、および、ハンドオーバーワード（ＨＯＷ）ワードのタイム・オブ・ウィーク（ＳＴＯＷ）の限定された数の最上位ビット（ＭＳＢ）を見つけることを含む、請求項１に記載の方法。
  13. 前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することは、
    前記プリアンブルを使用して、前記ＴＬＭワードを識別すること、
    を含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することは、限定された数のサバイバーパスをセーブすることを含み、サバイバーパスは、前記フレームバウンダリの最も起こりうるロケーションである、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記限定された数のサバイバーパスは、起こりうる３００ロケーションのうちの１０〜１２ロケーションである、請求項１４に記載の方法。
  16. 複数のＴＬＭワードおよびＨＯＷワードを使用して前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行すること、および、前記フレームバウンダリの最も起こりうるロケーションを反映するために前記サバイバーパスを更新すること、をさらに含む請求項１４に記載の方法。
  17. ＴＬＭワードは前記プリアンブルを使用して識別されるたびにメトリックに＋１を追加すること、をさらに含む請求項１６に記載の方法。
  18. 最後のＳＴＯＷの値を格納し、現在のＳＴＯＷが最後のＳＴＯＷに等しいときにＳＴＯＷフラグをＯＮに設定すること、をさらに含む請求項１７に記載の方法。
  19. 前記ディファレンシャルフレームバウンダリ検出を実行することは、（１）前記メトリックがしきい値以上であり、前記ＳＴＯＷフラグがＯＮに設定されるとき、検出されたフレームバウンダリを宣言することを含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記しきい値は時間の関数である、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記しきい値は、１０ｍｓ毎に「１」だけ増加する、請求項２０に記載の方法。
  22. ＧＬＯＮＡＳＳ信号のためのストリング同期を提供する方法であって、前記方法は、
    ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行することと；
    前記コヒーレントビット抽出のビットに基づいて、コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することと；
    前記ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してディファレンシャルビット抽出を実行することと；
    前記ディファレンシャルビット抽出のビットに基づいてディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することと、なお、ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することとコヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは同時に行われる；
    前記ストリング同期を提供することと、なお、前記コヒーレントストリングバウンダリ検出および前記ディファレンシャルストリングバウンダリ検出のいずれかが先にストリングバウンダリを見つけると、そのストリングバウンダリは前記ストリング同期のために使用される；
    を備える方法。
  23. 前記ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してコヒーレントビット抽出を実行することは、１０ｍｓ毎に３０ビットを抽出することを含む、請求項２２に記載の方法。
  24. コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、ビットフリップすることなく、前記３０ビットをＧＬＯＮＡＳＳのタイムマークと相関することを含む、請求項２３に記載の方法。
  25. コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、相関出力値毎にメトリックを割り当てることをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
  26. コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、２秒毎に各ビットロケーションのための前記メトリックを蓄積することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
  27. コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、最も高い蓄積されたメトリックに基づいて限定された数のサバイバーパスを識別することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
  28. 前記限定された数のサバイバーパスは８である、請求項２７に記載の方法。
  29. コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、各抽出されたシーケンスの必要に応じて、前記サバイバーパスを更新することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
  30. コヒーレントストリングバウンダリ検出を実行することは、蓄積されたメトリックのセットがしきい値以上であるかを決定し、そうである場合には、タイムマークバウンダリ検出を宣言すること、をさらに含み、タイムマークバウンダリ検出は、前記ストリング同期を提供する、請求項２９に記載の方法。
  31. 前記ＧＬＯＮＡＳＳビットに対してディファレンシャルビット抽出を実行することは、１０ｍｓ毎に３０ビットを抽出することを含む、請求項２２に記載の方法。
  32. ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、ビットフリップを用いて、前記３０ビットをＧＬＯＮＡＳＳのタイムマークと相関することを含む、請求項３１に記載の方法。
  33. ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、相関出力値毎にメトリックを割り当てることをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
  34. ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、２秒毎に各ビットロケーションのための前記メトリックを蓄積することをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
  35. ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、最も高い蓄積されたメトリックに基づいて限定された数のサバイバーパスを識別することをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
  36. 前記限定された数のサバイバーパスは８である、請求項３５に記載の方法。
  37. ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、各抽出されたシーケンスの必要に応じて、前記サバイバーパスを更新することをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
  38. ディファレンシャルストリングバウンダリ検出を実行することは、蓄積されたメトリックのセットがしきい値以上であるかを決定し、そうである場合には、タイムマークバウンダリ検出を宣言すること、をさらに含み、タイムマークバウンダリ検出は、前記ストリング同期を提供する、請求項３７に記載の方法。
JP2015063011A 2010-09-30 2015-03-25 パケット同期を検出するためのシステムおよび方法 Expired - Fee Related JP6054450B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/895,757 US8559413B2 (en) 2010-09-30 2010-09-30 System and method for detecting packet synchronization
US12/895,757 2010-09-30

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013531623A Division JP5755747B2 (ja) 2010-09-30 2011-09-14 パケット同期を検出するためのシステムおよび方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015180875A true JP2015180875A (ja) 2015-10-15
JP6054450B2 JP6054450B2 (ja) 2016-12-27

Family

ID=45889798

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013531623A Expired - Fee Related JP5755747B2 (ja) 2010-09-30 2011-09-14 パケット同期を検出するためのシステムおよび方法
JP2015063011A Expired - Fee Related JP6054450B2 (ja) 2010-09-30 2015-03-25 パケット同期を検出するためのシステムおよび方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013531623A Expired - Fee Related JP5755747B2 (ja) 2010-09-30 2011-09-14 パケット同期を検出するためのシステムおよび方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8559413B2 (ja)
EP (1) EP2622368B1 (ja)
JP (2) JP5755747B2 (ja)
KR (2) KR101569511B1 (ja)
CN (1) CN103154773B (ja)
WO (1) WO2012050716A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8559413B2 (en) * 2010-09-30 2013-10-15 Qualcomm Incorporated System and method for detecting packet synchronization
CN104280751A (zh) * 2013-07-08 2015-01-14 成都国腾电子技术股份有限公司 基于相位差分匹配滤波的gnss系统比特同步方法
CN108347328B (zh) * 2017-01-23 2020-09-01 展讯通信（上海）有限公司 接收机的帧同步方法及装置
US10279893B2 (en) 2017-02-16 2019-05-07 Bell Helicopter Textron Inc. System and method for validating rotorcraft position coordinates
US10574437B1 (en) 2019-03-26 2020-02-25 Honeywell International Inc. Apparatus and method for synchronization of global navigation satellite system signal synchronization in a noisy environment

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002350526A (ja) * 2001-03-16 2002-12-04 Nokia Corp 情報エレメントの境界を決定する方法、システム、及び電子装置
US20030227963A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-11 Dafesh Philip A. Spread spectrum bit boundary correlation search acquisition system
JP2004028655A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Sony Corp 測位計算方法および測位用受信機
US20050135463A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for detecting GPS data-bit boundaries and detecting GPS satellite-signal reception
US20060274821A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Mediatek Incorporation Bit synchronization detection methods and systems
JP2008170435A (ja) * 2007-01-05 2008-07-24 Media Tek Inc 衛星ナビゲーションデータのサブフレームを収集する方法及び装置
US20090021427A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Tsai Chien-Liang Receiver and related method for synchronizing data segments by comparing reference time data and time information carried by data segments
WO2010032014A1 (en) * 2008-09-17 2010-03-25 St-Ericsson Sa A time reference system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000228731A (ja) * 1999-02-05 2000-08-15 Sony Corp ノイズフィルター
JP3528670B2 (ja) 1999-04-05 2004-05-17 株式会社デンソー Ｇｐｓ受信装置
US6850557B1 (en) 2000-04-18 2005-02-01 Sirf Technology, Inc. Signal detector and method employing a coherent accumulation system to correlate non-uniform and disjoint sample segments
US6775802B2 (en) 2000-08-08 2004-08-10 Qualcomm Incorporated Method, apparatus, and system for signal prediction
KR100416990B1 (ko) * 2000-11-03 2004-02-05 삼성전자주식회사 네트워크 에이디드 글로벌 포지셔닝 시스템 수신기의수신성능 향상 방법
US6654686B2 (en) * 2002-02-19 2003-11-25 Seiko Epson Corporation No preamble frame sync
US7447253B2 (en) * 2004-02-06 2008-11-04 Glocal Locate, Inc. Method and apparatus for processing satellite positioning system signals to obtain time information
US7903028B2 (en) * 2006-12-18 2011-03-08 Sirf Technology Holdings, Inc. Ephemeris download from weak signals
US20120050096A1 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 Hao-Ren Cheng GLONASS Bit Boundary Detection
US8780958B2 (en) * 2010-08-27 2014-07-15 Qualcomm Incorporated Hybrid bit extraction for global position receiver
US8559413B2 (en) 2010-09-30 2013-10-15 Qualcomm Incorporated System and method for detecting packet synchronization

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002350526A (ja) * 2001-03-16 2002-12-04 Nokia Corp 情報エレメントの境界を決定する方法、システム、及び電子装置
US20030227963A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-11 Dafesh Philip A. Spread spectrum bit boundary correlation search acquisition system
JP2004028655A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Sony Corp 測位計算方法および測位用受信機
US20050135463A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for detecting GPS data-bit boundaries and detecting GPS satellite-signal reception
US20060274821A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Mediatek Incorporation Bit synchronization detection methods and systems
JP2008170435A (ja) * 2007-01-05 2008-07-24 Media Tek Inc 衛星ナビゲーションデータのサブフレームを収集する方法及び装置
US20090021427A1 (en) * 2007-07-18 2009-01-22 Tsai Chien-Liang Receiver and related method for synchronizing data segments by comparing reference time data and time information carried by data segments
WO2010032014A1 (en) * 2008-09-17 2010-03-25 St-Ericsson Sa A time reference system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012050716A1 (en) 2012-04-19
CN103154773B (zh) 2016-07-06
JP5755747B2 (ja) 2015-07-29
EP2622368B1 (en) 2020-08-05
US20120082187A1 (en) 2012-04-05
KR101569511B1 (ko) 2015-11-16
US8559413B2 (en) 2013-10-15
US20130195101A1 (en) 2013-08-01
CN103154773A (zh) 2013-06-12
US9209893B2 (en) 2015-12-08
EP2622368A4 (en) 2015-04-29
KR20150131407A (ko) 2015-11-24
EP2622368A1 (en) 2013-08-07
JP6054450B2 (ja) 2016-12-27
JP2013542423A (ja) 2013-11-21
KR20130098384A (ko) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6054450B2 (ja) パケット同期を検出するためのシステムおよび方法
KR102228715B1 (ko) 위치 식별 시스템의 프레임 동기 방법 및 장치
US8116354B2 (en) Sync detection device and method for GNSS
JP4796626B2 (ja) 衛星ナビゲーション・システムのための拡散符号
US20050099334A1 (en) Cross-correlation mitigation method and apparatus for use in a global positioning system receiver
KR101553125B1 (ko) 위성 측위 시스템 수신기들에서의 시간-설정을 위한 방법, 장치, 및 컴퓨터 판독 가능 매체
JP4891314B2 (ja) ソフト・ビット判定を使用してｓｐｓデータのｄｐｓｋ復調を改善する
US8780958B2 (en) Hybrid bit extraction for global position receiver
JP2002122648A (ja) 全地球測定システムにおけるナビゲーション情報の予測方法
JP2016536606A (ja) Ｇｎｓｓにおける信号追跡および復号
KR20140145987A (ko) 내비게이션 비트 동기화의 실행 및 확인을 위한 방법
JP5678609B2 (ja) 誤相関判定方法及び誤相関判定装置
US20090179796A1 (en) Satellite search method and receiver using the same
CN111208538B (zh) 电文的解调方法及装置
CN111049606B (zh) 一种gnss接收机快速帧同步的方法及系统
EP2446302B1 (en) Wideband correlation mode switching methods and apparatuses
Puga et al. Low computational cost GNSS GPS/GLONASS maximum likelihood bit synchronization method
KR20100023755A (ko) 위성 신호 취득 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160510

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160808

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161101

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6054450

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees