JP2020068505A - Code generation device and spread spectrum signal reception system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、「全地球測位システム」(GPS:Global Positioning System)などが放送しているM系列の拡散信号を受信するために、所望の位相状態の符号(0又は1)を生成する符号生成装置と、この符号生成装置を適用したスペクトラム拡散信号受信システムとに関する。 The present invention provides code generation for generating a code (0 or 1) in a desired phase state in order to receive an M-sequence spread signal broadcast by a "Global Positioning System" (GPS: Global Positioning System) or the like. The present invention relates to a device and a spread spectrum signal receiving system to which the code generating device is applied.
GPSのL2C信号はガロア線形フィードバックシフトレジスタによるM系列でスペクトラム拡散され、みちびき「準天項衛星システム」(QZSS:Quasi−Zenith Satellite System)のL6信号はフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタによるM系列を組み合わせたKasami系列でスペクトラム拡散されている。L2C信号及びL6信号を受信するためには、受信機内のコード生成器に適切な位相レジスタ値を設定する必要がある。適切な位相レジスタ値が設定されたコード生成器の出力と受信したベースバンド信号(スペクトラム拡散信号)とを乗算することでL2C信号及びL6信号を受信することができる。 The L2C signal of GPS is spectrum-spread by the M series by the Galois linear feedback shift register, and the L6 signal of the Michibiki "Quasi-Zenith Satellite System" (QZSS) is a combination of the M series by the Fibonacci linear feedback shift register. The spectrum is spread by the Kasami series. In order to receive the L2C and L6 signals, it is necessary to set the proper phase register value in the code generator in the receiver. The L2C signal and the L6 signal can be received by multiplying the output of the code generator in which an appropriate phase register value is set and the received baseband signal (spread spectrum signal).
しかしながら、従来、コード生成器に設定する位相レジスタ値を計算するために、全ての位相レジスタ値をROM(Read Only Memory)に記憶したり、ソフトウェアで計算したりしているが、GPSのL2C信号やQZSSのL6信号のような長周期のM系列で拡散された信号を受信するためには次の2つの技術的な問題が生じる。 However, conventionally, in order to calculate the phase register value set in the code generator, all the phase register values are stored in a ROM (Read Only Memory) or calculated by software, but the GPS L2C signal is used. The following two technical problems arise in order to receive a signal spread by a long-period M sequence such as the L6 signal of QZSS or QZSS.
1つ目は、長周期の全ての位相レジスタ値をROMに記憶するためには、大量のROM容量が必要になってしまうという技術的な問題点が生じる。2つ目は、長周期の位相レジスタ値を計算するためには、高性能な、言い換えると高速演算可能なCPU(Central Processing Unit)が必要になってしまうという技術的な問題点が生じる。 First, there is a technical problem that a large amount of ROM capacity is required to store all the long-period phase register values in the ROM. Second, there is a technical problem that a high-performance CPU (Central Processing Unit) capable of high-speed operation is required to calculate a long-period phase register value.
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、M系列符号の生成に関わる各種の負荷を軽減することが可能な符号生成装置及びこの符号生成装置を適用したスペクトラム拡散信号受信システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and a code generation device capable of reducing various loads related to the generation of M-sequence codes and a spread spectrum signal reception system to which the code generation device is applied. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、受信信号のM系列符号の位相を位相状態として前記位相状態を所定のサイクルだけ変化させることにより、所望の位相状態の符号である位相レジスタ値を生成する符号生成装置であって、前記M系列符号の線形変化要因に対応した位相レジスタ値を算出する位相レジスタ算出手段と、前記M系列符号の非線形変化要因に対応して、前記位相レジスタ値を調整する位相レジスタ調整手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に記載の発明は、前記位相レジスタ調整手段は、前記M系列符号がガロア線形フィードバックシフトレジスタで生成され、且つ前記非線形変化要因に応じたドップラーシフト量がプラスの場合、順型のガロア線形フィードバックシフトレジスタによって、前記位相レジスタ値を調整し、且つ前記ドップラーシフト量がマイナスの場合、相反型のガロア線形フィードバックシフトレジスタによって前記位相レジスタ値を調整することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the phase register adjusting means, when the M-sequence code is generated by a Galois linear feedback shift register and the Doppler shift amount corresponding to the nonlinear change factor is positive, a forward Galois The linear feedback shift register adjusts the phase register value, and when the Doppler shift amount is negative, the reciprocal Galois linear feedback shift register adjusts the phase register value.
請求項3に記載の発明は、前記位相レジスタ調整手段は、前記M系列符号がフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで生成され、且つ前記非線形変化要因に応じたドップラーシフト量がプラスの場合、順型のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタによって、前記位相レジスタ値を調整し、且つ前記ドップラーシフト量がマイナスの場合、相反型のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタによって前記位相レジスタ値を調整することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the phase register adjusting means, when the M-sequence code is generated by a Fibonacci linear feedback shift register and the Doppler shift amount according to the nonlinear change factor is positive, a forward Fibonacci is used. A linear feedback shift register adjusts the phase register value, and when the Doppler shift amount is negative, the phase register value is adjusted by a reciprocal Fibonacci linear feedback shift register.
請求項4に記載の発明は、請求項1から3に記載の符号生成装置を備え、前記符号生成装置にて生成され出力された前記位相レジスタ値を、衛星からのスペクトラム拡散信号を捕捉及び追尾するためのコード生成器に設定することを特徴とするスペクトラム拡散信号受信システムである。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、線形変化要因及び非線形変化要因によって位相レジスタ算出手段と位相レジスタ調整手段とを使い分けることで、長周期のM系列符号に対して、小規模な回路構成かつ低性能なCPUでも全ての位相レジスタ値をROMに記憶することなく、最適に位相レジスタ値を計算することが可能である。以上の結果、ROM容量の小容量化とCPU処理能力の低負荷を実現可能である。 According to the first aspect of the present invention, the phase register calculating means and the phase register adjusting means are selectively used depending on the linear change factor and the non-linear change factor, so that a small-scale circuit configuration can be obtained for a long-period M-sequence code. Even a low-performance CPU can optimally calculate the phase register value without storing all the phase register values in the ROM. As a result, it is possible to reduce the ROM capacity and the CPU processing capacity.
請求項2に記載の発明によれば、順型及び相反型の両方のガロア線形フィードバックシフトレジスタを備える。特に、順型のガロア線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、プラス方向に変化するドップラーシフト量だけ位相レジスタ値を調整することができる。他方、相反型のガロア線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、マイナス方向に変化するドップラーシフト量だけ位相レジスタ値を調整することができる。これにより、プラス及びマイナスの両方向に変化するドップラーシフト量をより的確に区別して位相レジスタ値をより適切に少ない計算負荷で調整することができる。 According to the second aspect of the present invention, both forward type and reciprocal type Galois linear feedback shift registers are provided. In particular, by providing the forward Galois linear feedback shift register, the phase register value can be adjusted by the Doppler shift amount changing in the positive direction. On the other hand, by providing the reciprocal Galois linear feedback shift register, the phase register value can be adjusted by the Doppler shift amount that changes in the negative direction. This makes it possible to more accurately distinguish Doppler shift amounts that change in both the positive and negative directions and adjust the phase register value more appropriately with a small calculation load.
請求項3に記載の発明によれば、順型及び相反型の両方のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを備える。特に、順型のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、プラス方向に変化するドップラーシフト量だけ位相レジスタ値を調整することができる。他方、相反型のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、マイナス方向に変化するドップラーシフト量だけ位相レジスタ値を調整することができる。これにより、プラス及びマイナスの両方向に変化するドップラーシフト量をより的確に区別して位相レジスタ値をより適切に少ない計算負荷で調整することができる。 According to the third aspect of the present invention, both the forward type and the reciprocal type Fibonacci linear feedback shift registers are provided. In particular, by providing the forward type Fibonacci linear feedback shift register, the phase register value can be adjusted by the Doppler shift amount changing in the positive direction. On the other hand, by providing the reciprocal type Fibonacci linear feedback shift register, the phase register value can be adjusted by the Doppler shift amount that changes in the negative direction. This makes it possible to more accurately distinguish Doppler shift amounts that change in both the positive and negative directions and adjust the phase register value more appropriately with a small calculation load.
請求項4に記載の発明によれば、このような符号生成装置にて生成され出力された位相レジスタ値をスペクトラム拡散信号受信システムのコード生成部に適用して、このコード生成部から出力された符号に基づいて生成される逆拡散符号を、衛星からのスペクトラム拡散信号に掛け合わせることで、スペクトラム拡散信号の捕捉及び追尾を効率良く行なうことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the phase register value generated and output by such a code generation device is applied to the code generation unit of the spread spectrum signal reception system and output from this code generation unit. By multiplying the spread spectrum code generated from the code by the spread spectrum signal from the satellite, it is possible to efficiently capture and track the spread spectrum signal.
≪実施形態≫
<スペクトラム拡散信号受信システムの構成>
本発明の実施形態に係るスペクトラム拡散信号受信システム1について、図1を参照して説明する。ここに、図1は、本実施形態に係るスペクトラム拡散信号受信システム1の構成を模式的に示すブロック図である。
<< Embodiment >>
<Structure of spread spectrum signal receiving system>
A spread spectrum signal receiving
図1に示すように、本実施形態に係るスペクトラム拡散信号受信システム1は、アンテナ2と、周波数変換部3と、A/D変換部4と、受信回路部10と、CPU部50とを備えて構成され、例えば、車載用GPS受信モジュールとして図示しない車両に搭載されている。
As shown in FIG. 1, the spread spectrum
CPU部50は、受信処理部60と、位相レジスタ調整処理部70とを備えて構成されている。尚、CPU部50は、ソフトウェアによって構成可能である。また、符号生成装置80は、位相レジスタ計算回路部40と、位相レジスタ調整処理部70とを備えて構成されている。詳細には、位相レジスタ計算回路部40、及び位相レジスタ調整処理部70は、後述される順型ガロア、相反型(逆型)ガロア、順型フィボナッチ、及び相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを夫々備えて構成されている。
The CPU section 50 includes a
ここで、図示しない衛星から無線を介して送信されたスペクトラム拡散信号がスペクトラム拡散信号受信システム1のアンテナ2により受信された際に、周波数変換部3は、前記スペクトラム拡散信号を中間周波数の信号にダウンコンバートしてA/D変換部4に出力し、A/D変換部4は、前記スペクトラム拡散信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して受信回路部10に出力する。なお、スペクトラム拡散信号受信システム1では、所定のチャンネル数(通常、8〜16チャンネル)だけの受信回路部10を備えているが、図1では、1チャンネル分の受信回路部10のみ図示している。
Here, when the spread spectrum signal transmitted by radio from a satellite (not shown) is received by the
スペクトラム拡散信号がL2C信号である場合に、当該L2C信号は、前記衛星内において、航法メッセージに所定周波数の搬送波を重畳し、さらに、拡散コードとしてのCMコード(繰り返し周期:10230ビット/周期)及びCLコード(繰り返し周期:767250ビット/周期)によりスペクトラム拡散された信号である。また、CMコード及びCLコードは、各衛星に固有で且つ前記各衛星の間で互いに異なるコード列であり、該各衛星で生成されるM系列のコード列のうち、所定の開始位置と終了位置との間を指定範囲とするコードである。従って、アンテナ2にて複数の衛星からスペクトラム拡散信号をそれぞれ受信したときに、各衛星のCMコード及びCLコードは、27ビットのガロア線形フィードバックシフトレジスタで生成され、2の27乗−1個のM系列のコード列中で、互いに異なる指定範囲を占有することになる。
When the spread spectrum signal is an L2C signal, the L2C signal superimposes a carrier of a predetermined frequency on a navigation message in the satellite, and further, a CM code (repeating cycle: 10230 bits / cycle) as a spreading code and It is a signal that has been spectrum-spread by a CL code (repeating cycle: 767250 bits / cycle). The CM code and CL code are code strings unique to each satellite and different from each other among the satellites, and a predetermined start position and end position are included in the M-sequence code string generated by each satellite. It is a code with the specified range between and. Therefore, when the spread spectrum signals are received by the
受信回路部10は、コード生成器21及びコード発生用NCO22を含むコード生成部20と、相関器30と、キャリア用NCO31と、搬送波相関部32と、位相レジスタ計算回路部40とを備えて構成されている。
The
キャリア用NCO31は、ダウンコンバートされた搬送波と同一周波数のローカルキャリアを生成し、このローカルキャリアを搬送波相関部32に出力する。搬送波相関部32は、A/D変換部4からのデジタル信号と、キャリア用NCO31からのローカルキャリアとを乗算し、ダウンコンバートされた搬送波を除去したベースバンド信号を相関器30に出力する。コード発生用NCO22は、所定周波数のクロック信号をコード生成器21に出力する。
The carrier NCO 31 generates a local carrier having the same frequency as the down-converted carrier and outputs this local carrier to the
コード生成器21は、コード発生用NCO22からのクロック信号に基づいて、ベースバンド信号中のCMコード及びCLコードと同相の拡散符号(以下、拡散コードともいう。)を生成して相関器30に出力する。相関器30は、搬送波相関部32からのベースバンド信号と、コード生成器21からの拡散コードとを乗算し、乗算結果を相関値としてCPU部50に出力する。
The
CPU部50は、測位演算制御部として機能し、相関値に基づくスペクトラム拡散信号の捕捉及び追尾を行うために、ローカルキャリアを調整するローカルキャリア用制御値(周波数及び位相)をキャリア用NCO31に出力し(搬送波位相追尾ループ:PLL(Phase Locked Loop)制御)、拡散コードの発生タイミングを調整するコード用制御値(周波数及び位相)をコード発生用NCO22に出力する(コード位相追尾ループ:DLL(Delay Locked Loop)制御)。 The CPU unit 50 functions as a positioning calculation control unit and outputs a local carrier control value (frequency and phase) for adjusting the local carrier to the carrier NCO 31 in order to capture and track a spread spectrum signal based on the correlation value. (Carrier phase tracking loop: PLL (Phase Locked Loop) control), and outputs a code control value (frequency and phase) for adjusting the spreading code generation timing to the code generating NCO 22 (code phase tracking loop: DLL (Delay). Locked Loop) control).
キャリア用NCO31は、ローカルキャリア用制御値に基づいて、搬送波とローカルキャリアとが位相同期するように、ローカルキャリアを搬送波相関部32に出力する。また、コード発生用NCO22は、コード用制御値に基づいて、CMコード及びCLコードと拡散コードとが位相同期するように、クロック信号をコード生成器21に出力する。
The carrier NCO 31 outputs the local carrier to the carrier
この結果、受信回路部10内では、拡散コードとCMコード及びCLコードとの位相同期と、ローカルキャリアと搬送波との位相同期とがそれぞれ取られて、スペクトラム拡散信号の捕捉及び追尾を行うことが可能となる。また、CPU部50では、相関値から航法データを読み取り、さらに、複数の衛星からの各スペクトラム拡散信号の搬送波位相、ドップラー周波数及び各衛星からスペクトラム拡散信号受信システム1までの擬似距離より、該システム1の現在位置や、前記システム1を車載用GPS受信モジュールとして搭載した車両の速度や、現在時刻を求めることができる。
As a result, in the receiving
さらに、CPU部50は、スペクトラム拡散信号の捕捉及び追尾を行う際に、当該スペクトラム拡散信号に含まれるCMコード及びCLコードに関わる情報(M系列におけるCMコード及びCLコードの開始位置、終了位置及び指定範囲に関わる情報や、前記指定範囲内の所定位置にCMコードやCLコードが位置していることを示す情報)を含む初期設定値を符号生成装置80で生成してコード生成器21に出力する。従って、コード生成器21は、初期設定値及びクロック信号より、スペクトラム拡散信号に含まれるCMコード及びCLコードの所定位置(位相)に同期した拡散コードを生成して相関器30に出力する。
Further, when the spread spectrum signal is captured and tracked, the CPU unit 50 has information relating to the CM code and CL code included in the spread spectrum signal (start and end positions of the CM code and CL code in the M sequence). An initial setting value including information related to the designated range and information indicating that the CM code or the CL code is located at a predetermined position within the designated range is generated by the code generation device 80 and output to the
本実施形態では、1番目の特徴として、位相レジスタ計算回路部40と、位相レジスタ調整処理部70とを組み合わせて目的となる位相レジスタ値を計算する。受信信号のM系列符号の変化要因は、(i)単位時間経過による線形変化要因と、(ii)衛星(送信機)やユーザ(受信機)の加速や不規則移動による非線形変化要因とに分けられる。
In the present embodiment, as the first feature, the target phase register value is calculated by combining the phase register
位相レジスタ計算回路部40はM系列符号の線形変化要因に対応するために備えられる。他方で、位相レジスタ調整処理部70はM系列符号の非線形変化要因に対応するために備えられる。
The phase register
変化要因によって位相レジスタ計算回路部40と位相レジスタ調整処理部70とを使い分けることで、L2C信号やL6信号で使用される長周期のM系列に対して、小規模な回路構成かつ低性能なCPUでも最適に位相レジスタ値を計算することが可能である。
By selectively using the phase register
本実施形態では、2番目の特徴として、(i)コード生成器21に設定する位相レジスタ値を計算する位相レジスタ計算回路部40に加えて、(ii)位相レジスタ値を微調整するための位相レジスタ調整処理部70を備える。
位相レジスタ調整処理部70は短時間内のドップラーシフト量(ドップラー変化分)だけ位相レジスタ値を調整することを目的とする。
In the present embodiment, as a second feature, in addition to (i) the phase register
The phase register
更に、M系列のタイプがGPSのL2C信号の場合、順型及び相反型の両方のガロア線形フィードバックシフトレジスタ(LFSR:Linear Feedback Shift Register)が用いられる。他方、M系列のタイプがQZSSのL6信号の場合、順型及び相反型の両方のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタが用いられる。 Further, when the type of the M sequence is a GPS L2C signal, both forward type and reciprocal type Galois linear feedback shift registers (LFSRs) are used. On the other hand, when the M-sequence type is a QZSS L6 signal, both forward and reciprocal Fibonacci linear feedback shift registers are used.
順型及び相反型の両方のガロア及びフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、プラス方向及びマイナス方向の両方向に変化するドップラーシフト量(ドップラー変化分)だけ位相レジスタ値を調整することを可能にする。
詳細には、M系列のタイプがGPSのL2C信号の場合、順型のガロア線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、プラス方向に変化するドップラーシフト量だけ位相レジスタ値を調整することを可能にする。他方、相反型(逆型)のガロア線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、マイナス方向に変化するドップラーシフト量だけ位相レジスタ値を調整することを可能にする。
By having both forward and reciprocal Galois and Fibonacci linear feedback shift registers, it is possible to adjust the phase register value by the amount of Doppler shift (the amount of Doppler change) that changes in both positive and negative directions. .
Specifically, when the type of the M-sequence is a GPS L2C signal, a forward Galois linear feedback shift register is provided, which makes it possible to adjust the phase register value by a Doppler shift amount that changes in the positive direction. On the other hand, by providing the reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register, it is possible to adjust the phase register value by the Doppler shift amount that changes in the negative direction.
M系列のタイプがQZSSのL6信号の場合、順型のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、プラス方向に変化するドップラーシフト量だけ位相レジスタ値を調整することを可能にする。他方、相反型(逆型)のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを備えることで、マイナス方向に変化するドップラーシフト量だけ位相レジスタ値を調整することを可能にする。 When the type of the M-sequence is an L6 signal of QZSS, by providing a forward type Fibonacci linear feedback shift register, it is possible to adjust the phase register value by the Doppler shift amount that changes in the positive direction. On the other hand, by providing the reciprocal (inverse) Fibonacci linear feedback shift register, it is possible to adjust the phase register value by the Doppler shift amount that changes in the negative direction.
仮に、プラス方向及びマイナス方向のドップラーシフト量を区別せずに、両方とも順型ガロア及び順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタによって位相レジスタ値を求める場合、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量がマイナスの際に、順型ガロア及び順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタに基づいて位相レジスタ値を求めることになる。ドップラーシフト量がマイナスのため、サイクルを逆方向に進めた所定数のサイクルが決定される。しかしながら、実際には、線形フィードバックシフトレジスタは逆方向サイクルに進めることはできないため(シフト方向を右シフトから左シフトに逆シフトしても正しい結果が得られないため)、所定数のサイクルに該当する位置まで順方向(プラス方向)にサイクルを進めることで位相レジスタ値が求められる。例えば、マイナスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがマイナスX(Xは自然数)サイクルである場合、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタでXサイクルだけ逆方向(マイナス方向)に進めた所望の位相レジスタ値を求めるために、実際には、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタで順方向に 「−X modulo Z(ZはM系列の最大周期であり、自然数。moduloは最小非負剰余で定義される剰余演算。)」サイクルだけ進めることで所望の位相レジスタ値が求まる。ここで、仮にXを1とした場合、L2C信号の27ビットM系列の最大周期Zは134217727(2の27乗−1)なので−1サイクル進めた位相レジスタ値を求めるために、実際は134217726サイクル分の位相レジスタ値計算が必要となり、所望の位相レジスタ値を得るまで多量の位相レジスタ値の計算が必要となってしまう。 Supposing that the Doppler shift amounts in the positive and negative directions are not distinguished and the phase register values are obtained by the forward Galois and forward Fibonacci linear feedback shift registers, the Doppler shift amount corresponding to the nonlinear change factor is negative. At this time, the phase register value is obtained based on the forward Galois and forward Fibonacci linear feedback shift registers. Since the Doppler shift amount is negative, a predetermined number of cycles in which the cycles are advanced in the reverse direction are determined. However, in practice, the linear feedback shift register cannot advance in the backward cycle (because the backward shift of the shift direction from right shift to left shift does not give the correct result), so it falls into the predetermined number of cycles. The phase register value is obtained by advancing the cycle in the forward direction (plus direction) up to the position. For example, when the predetermined number of cycles determined based on the negative Doppler shift amount is a negative X (X is a natural number) cycle, the forward Galois linear feedback shift register advances in the reverse direction (negative direction) by X cycles. In order to obtain the desired phase register value, the forward Galois linear feedback shift register actually uses "-X modulo Z (Z is the maximum period of the M sequence, a natural number. Modulo is the minimum non-negative remainder. Defined modulo operation.) ”The desired phase register value can be obtained by advancing by a cycle. Here, assuming that X is 1, the maximum period Z of the 27-bit M sequence of the L2C signal is 134217727 (2 ^ 27-1), so in order to obtain the phase register value advanced by -1 cycle, actually 13421726 cycles are required. The calculation of the phase register value is required, and a large amount of the phase register values need to be calculated until the desired phase register value is obtained.
これに対して、本実施形態では、ドップラーシフト量がマイナスの場合、順型ガロア及び順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタの代わりに、相反型ガロア及び相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを用いる。これにより、マイナスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがマイナスXサイクルである場合、相反型ガロア及び相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタにおいて、Xサイクルだけ順方向に進めることで所望の位相レジスタ値が求まる。前記の例のXを1としたケースでは、1サイクル進めた位相レジスタ値を求めるだけで良い。即ち、全ての位相レジスタ値をROMに記憶することなく、Xサイクルという少ないサイクルステップでより少量の計算によって、所望の位相レジスタ値を得ることができる。 On the other hand, in the present embodiment, when the Doppler shift amount is negative, the reciprocal Galois and reciprocal Fibonacci linear feedback shift registers are used instead of the forward Galois and forward Fibonacci linear feedback shift registers. As a result, when the predetermined number of cycles determined based on the negative Doppler shift amount is a negative X cycle, in the reciprocal Galois and reciprocal Fibonacci linear feedback shift registers, it is desired to advance X cycles forward. The phase register value of is obtained. In the case where X in the above example is set to 1, it is only necessary to obtain the phase register value advanced by one cycle. That is, it is possible to obtain a desired phase register value with a small amount of calculation in a small number of cycle steps of X cycles without storing all the phase register values in the ROM.
以上の結果、ROM容量の小容量化とCPU処理能力の低負荷を実現可能である。 As a result, it is possible to reduce the ROM capacity and the CPU processing capacity.
<動作原理>
次に、図2を参照して、本実施形態に係る位相レジスタ計算回路部と、位相レジスタ調整処理部とを組み合わせて目的となる位相レジスタ値を計算する動作原理について説明する。ここに、図2は、本実施形態に係る位相レジスタ計算回路部と、位相レジスタ調整処理部との組み合わせによって、位相レジスタ値を計算する動作を示したタイミングチャートである。
<Operating principle>
Next, with reference to FIG. 2, the operation principle of calculating the target phase register value by combining the phase register calculation circuit unit according to the present embodiment and the phase register adjustment processing unit will be described. FIG. 2 is a timing chart showing the operation of calculating the phase register value by the combination of the phase register calculation circuit unit according to the present embodiment and the phase register adjustment processing unit.
図2に示すように、CPU部50で動作する処理は、時間の流れに沿って4ms(millisecond)間隔で時刻UT(User Timing)0、時刻UT1、時刻UT2、時刻UT3、時刻UT4で発生する割り込みをきっかけにして処理が開始し、次の割り込みが発生するまでの4ms区間内で与えられた処理を終了させる必要がある。 As shown in FIG. 2, the processing that operates in the CPU unit 50 occurs at time UT (User Timing) 0, time UT1, time UT2, time UT3, and time UT4 at intervals of 4 ms (millisecond) along the flow of time. It is necessary to start the process triggered by an interrupt and finish the given process within the 4 ms interval until the next interrupt occurs.
先ず、CPU部50において、時刻UT0から4ms後のUT1までの間に計算回路設定処理が行われる。計算回路設定処理は位相レジスタ計算回路部40を動作させるために必要な情報を計算して設定する。具体的には、計算回路設定処理は位相レジスタ計算回路部40に所望の位相レジスタ値を計算してもらうために、所定のチップ値を設定する。所定のチップ値とは、図2の例においては、UT3タイミングでのチップ値になる。UT3タイミングではコード生成器21に位相レジスタ値を設定する必要があるため、事前のUT0タイミングで計算回路設定処理を動作させて、位相レジスタ計算回路部40に所望の位相レジスタ値を計算させるための指示を発行する。
First, in the CPU unit 50, a calculation circuit setting process is performed from time UT0 to
図2の具体例では、計算回路設定処理が位相レジスタ計算回路部40に設定する所定のチップ値は、UT3タイミングのL2C信号のコードチップ値である6138チップ(M系列の所定開始位置から6138サイクル)となる。UT3タイミングでのチップ値が6138チップとなるのは、L2C信号のチップレートは511.5K(chip per second)で、時刻が4ms進む毎に2046チップ(=511.5K(chip per second)×4ms)進むことから、6138チップ(chip)(=0chip(UT0タイミングのchip)+511.5K(chip per second)×12ms(UT0〜UT3の経過時間))と計算される。
In the specific example of FIG. 2, the predetermined chip value set in the phase register
ここで、チップ値とはM系列の各コードにおける開始位置(開始位相)を起点にしたサイクル値のことであり、例えば、L2C信号の6138チップとはM系列におけるCMコード及びCLコードの所定開始位置から線形フィードバックシフトレジスタを6138サイクル進めた状態である言い換えられる。 Here, the chip value is a cycle value starting from the start position (starting phase) in each code of the M series, and for example, 6138 chips of the L2C signal is a predetermined start of the CM code and CL code in the M series. In other words, the linear feedback shift register is advanced by 6138 cycles from the position.
次に、位相レジスタ計算回路部40に、CPU部50からデータの流れS10に沿って、M系列符号の線形変化要因に対応したチップ値が入力される。線形変化要因とは「初期値+チップレート×経過時間」として計算されるチップ値のことである。位相レジスタ計算回路部は時刻UT1の割り込みをきっかけにして設定されたチップ値に応じた位相レジスタ値の計算を開始し、UT2までに計算を終了する。位相レジスタ計算回路部40において、位相計算終了後に、M系列符号の線形変化要因に対応したチップ値に相当する位相レジスタ値がCPU部50に出力される。
Next, the chip value corresponding to the linear change factor of the M-sequence code is input to the phase register
図2の具体例では、位相レジスタ計算回路部40に、時刻UT3タイミングでの6138チップ(chip)(=0+511.5K(chip per second)×12ms)のデータがCPU部50からデータの流れS10に沿って、入力される(6138チップの設定(set、6138chip))。続いて、位相レジスタ計算回路部40において、位相計算が時刻UT1から時刻UT2まで行われ、M系列符号の線形変化要因に対応した6138チップに相当する位相レジスタ値がCPU部50にデータの流れS20に沿って、出力される。
In the specific example of FIG. 2, data of 6138 chips (chip) (= 0 + 511.5K (chip per second) × 12 ms) at the time UT3 timing is sent from the CPU unit 50 to the data flow S10 in the phase register
次に、位相レジスタ調整処理部70に、位相レジスタ計算回路部40からデータの流れS20に沿って、M系列符号の線形変化要因に対応した位相レジスタ値が入力される。これに加えて、M系列符号の非線形変化要因に対応したドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップが入力される。
Next, the phase register
続いて、位相レジスタ調整処理部70において、後述される位相レジスタ調整処理を施され、M系列符号の線形変化要因を考慮し、非線形変化要因に対応した位相レジスタ値がコード生成器21及びコード発生用NCO22に出力される。
Subsequently, in the phase register
図2の具体例では、位相レジスタ調整処理部70に、時刻UT2において、位相レジスタ計算回路部40によって計算されたM系列符号の線形変化要因に対応した6138チップに相当する位相レジスタ値が位相レジスタ計算回路部40からデータの流れS20に沿って、入力される(6138チップに相当する位相レジスタ値の読み込み(read「6138chipに相当する位相レジスタ値」))。これに加えて、M系列符号の非線形変化要因に対応したドップラーシフト量に基づいて算出した調整用チップ値、即ち、αチップが入力される。ドップラーシフト量は衛星信号を受信する受信処理部60から得る。
In the specific example of FIG. 2, in the phase register
続いて、位相レジスタ調整処理部70において、後述される位相レジスタ調整処理を施され、M系列符号の線形変化要因を考慮し、非線形変化要因に対応した6138+αチップに相当する位相レジスタ値がコード生成器21及びコード発生用NCO22にデータの流れS30に沿って、出力される(”6138+α”チップに相当する位相レジスタ値の設定(set「”6138+α”チップに相当する位相レジスタ値」))。
Subsequently, in the phase register
次に、コード生成器21及びコード発生用NCO22において、入力されたM系列符号の線形変化要因を考慮し、非線形変化要因に対応した6138+αチップに相当する位相レジスタ値の設定に基づいて逆拡散符号が出力される。
Next, in the
<線形フィードバックシフトレジスタ>
次に、図3を参照して、本実施形態に係る線形フィードバックシフトレジスタ(LFSR:Linear Feedback Shift Register)について説明する。ここに、図3(a)は本実施形態に係るr段(rビット)のシフトレジスタを有する順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタのブロック図である。図3(b)は本実施形態に係るr段(rビット)のシフトレジスタを有する相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタのブロック図である。図3(c)は本実施形態に係るr段(rビット)のシフトレジスタを有する順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタのブロック図である。図3(b)は本実施形態に係るr段(rビット)のシフトレジスタを有する相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタのブロック図である。
<Linear feedback shift register>
Next, the linear feedback shift register (LFSR) according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a block diagram of a forward Galois linear feedback shift register having an r-stage (r-bit) shift register according to this embodiment. FIG. 3B is a block diagram of a reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register having an r-stage (r-bit) shift register according to this embodiment. FIG. 3C is a block diagram of a forward-type Fibonacci linear feedback shift register having an r-stage (r-bit) shift register according to this embodiment. FIG. 3B is a block diagram of the reciprocal (reverse) Fibonacci linear feedback shift register having the r-stage (r-bit) shift register according to the present embodiment.
本実施形態では、M系列の2種類のタイプに応じて、2種類の線形フィードバックシフトレジスタ(LFSR:Linear Feedback Shift Register)を夫々使い分ける。
即ち、M系列のタイプがGPSのL2C信号の場合、ガロア線形フィードバックシフトレジスタが用いられ、M系列のタイプがQZSSのL6信号の場合、フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタが用いられる。
更に、夫々の線形フィードバックシフトレジスタにおける位相レジスタ調整処理では、プラス方向又はマイナス方向のドップラーシフト量に対応するために、順型と相反型(逆型)という2つのM系列処理を夫々備えることを特徴とする。
In the present embodiment, two types of linear feedback shift registers (LFSRs) are selectively used according to the two types of M series.
That is, when the M-sequence type is the GPS L2C signal, the Galois linear feedback shift register is used, and when the M-sequence type is the QZSS L6 signal, the Fibonacci linear feedback shift register is used.
Furthermore, in the phase register adjustment processing in each linear feedback shift register, two M-sequence processings of a forward type and a reciprocal type (reverse type) are respectively provided in order to correspond to the Doppler shift amount in the plus direction or the minus direction. Characterize.
<順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタ>
順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタは、図3(a)に示すように、r個のレジスタ100、101、102、…、10r−1と、XOR素子(排他的論理和素子)1111、112、113、…、11r−1と、結線素子121、122、123、…、12rを有する。この順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタでは、第1のレジスタ100、XOR素子111、第2のレジスタ101、XOR素子112、第3のレジスタ102、XOR素子113、…の順に直列に接続され、開始コードの各ビットのデータ(1又は0)がビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)として第1〜第rのレジスタ100〜10r−1にそれぞれ入力される。XOR素子111は、第1の結線素子121の出力及び第2のレジスタ101の出力の排他的論理和を第1のレジスタ100に出力する。XOR素子112は、第2の結線素子122の出力及び第3のレジスタ102の出力の排他的論理和を第2のレジスタ101に出力する。以下概ね同様にして、XOR素子11r−1は、結線素子12r−1の出力及びレジスタ10r−1の出力の排他的論理和をレジスタ10r−2に出力する。この場合、受信回路部10内の図示しないクロック発生部からクロック信号が入力される毎に、第1〜第rのレジスタ100〜10r−1内の状態(ビットS0、S1、S2、…、Sr−1の状態)が次のレジスタに向かって順にシフトする。クロック信号に従って所定サイクルだけ動作して変化したビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)のデータ(1又は0)は図示しない記憶部に出力される。
<Forward Galois linear feedback shift register>
As shown in FIG. 3A, the forward Galois linear feedback shift register includes r registers 100, 101, 102, ..., 10r−1 and XOR elements (exclusive OR elements) 1111, 112, 113. , ..., 11r-1 and
<相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタ>
相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタは、図3(b)に示すように、r個のレジスタ200、201、202、…、20r−1と、XOR素子(排他的論理和素子)211、212、213、…、21r−1と、結線素子22r、22r−1、22r−2、…、223、222、221とを有する。この相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタでは、第1のレジスタ200、XOR素子211、第2のレジスタ201、XOR素子212、…、レジスタ20r−2、XOR素子21r−1、レジスタ20r−1の順に直列に接続され、開始コードの各ビットのデータ(1又は0)がビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)として第1〜第rのレジスタ200〜20r−1にそれぞれ入力される。また、第rのレジスタ20r−1の出力は、結線素子221、222、223、…、22r、即ち、b1、b2、b3、…、br−3、br−2、br−1、brの入力となる。XOR素子211は、第1のレジスタ200の出力及び結線素子22r−1の出力の排他的論理和を第2のレジスタ201に出力する。XOR素子212は、結線素子22r−2の出力及び第2のレジスタ201の出力の排他的論理和を第3のレジスタ202に出力する。以下概ね同様にして、XOR素子21r−1は、結線素子221の出力及びレジスタ20r−2の出力の排他的論理和をレジスタ20r−1に出力する。この場合、受信回路部10内の図示しないクロック発生部からクロック信号が入力される毎に、第1〜第rのレジスタ200〜20r−1内の状態(ビットS0、S1、S2、…、Sr−1の状態)が次のレジスタに向かって順にシフトする。クロック信号に従って所定サイクルだけ動作して変化したビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)のデータ(1又は0)は図示しない記憶部に出力される。
<Reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register>
As shown in FIG. 3B, the reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register includes r registers 200, 201, 202, ..., 20r−1 and an XOR element (exclusive OR element) 211. , 212, 213, ..., 21r-1 and
<順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタ>
順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタは、図3(c)に示すように、r個のレジスタ300、301、302、…、30r−1と、XOR素子(排他的論理和素子)311、312、313、…、31r−1と、結線素子321、322、323、…、32r−3、32r−2、32r−1、32rとを有する。この順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタでは、レジスタ300、301、302、…、30r−4、30r−3、30r−2、30r−1の順に直列に接続され、開始コードの各ビットのデータ(1又は0)がビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)として第1〜第rのレジスタ300〜30r−1にそれぞれ入力される。また、第1のレジスタ300の出力は、第2のレジスタ301の入力及び結線素子321の入力となる。XOR素子311は、結線素子321の出力及びXOR素子312の出力の排他的論理和を第1のレジスタ300に出力する。XOR素子312は、結線素子322の出力及びXOR素子313の出力の排他的論理和をXOR素子311に出力する。以下概ね同様にして、XOR素子31r−1は、結線素子32r−1の出力及び結線素子32rの出力の排他的論理和をXOR素子31r−2に出力する。この場合、受信回路部10内の図示しないクロック発生部からクロック信号が入力される毎に、第1〜第rのレジスタ300〜30r−1内の状態(ビットS0〜Sr−1の状態)が次のレジスタに順にシフトする。クロック信号に従って所定サイクルだけ動作して変化したビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)のデータ(1又は0)は図示しない記憶部に出力される。
<Forward Fibonacci linear feedback shift register>
As shown in FIG. 3C, the forward type Fibonacci linear feedback shift register includes r registers 300, 301, 302, ..., 30r−1 and XOR elements (exclusive OR elements) 311, 312, 313. , 31r-1 and
<相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタ>
相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタは、図3(d)に示すように、r個のレジスタ400、401、402、…、40r−1と、XOR素子(排他的論理和素子)411、412、413、…、41r−1と、結線素子421、422、423、…、42r−3、42r−2、42r−1、42rとを有する。この相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタでは、レジスタ400、401、402、…、40r−1の順に直列に接続され、開始コードの各ビットのデータ(1又は0)がビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)として第1〜第rのレジスタ400〜40r−1にそれぞれ入力される。また、第rのレジスタ40r−1の出力は、結線素子421の入力、及び第r−1のレジスタ40r−2の入力となる。XOR素子411は、結線素子421の出力及びXOR素子412の出力の排他的論理和を第rのレジスタ40r−1に出力する。XOR素子412は、結線素子422の出力及びXOR素子413の出力の排他的論理和をXOR素子411に出力する。以下概ね同様にして、XOR素子41r−1は、結線素子42r−1の出力及び結線素子42rの出力の排他的論理和をXOR素子41r−2に出力する。この場合、受信回路部10内の図示しないクロック発生部からクロック信号が入力される毎に、第1〜第rのレジスタ400〜40r−1内の状態(ビットS0〜Sr−1の状態)が次のレジスタに順にシフトする。クロック信号に従って所定サイクルだけ動作して変化したビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)のデータ(1又は0)は図示しない記憶部に出力される。
<Reciprocal (inverse) Fibonacci linear feedback shift register>
As shown in FIG. 3D, the reciprocal (inverse) Fibonacci linear feedback shift register includes r registers 400, 401, 402, ..., 40r−1 and an XOR element (exclusive OR element) 411. , 41r-1 and
特に、順型ガロア又は順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで使用される結線素子a1、a2、a3、…、ar−3、ar−2、ar−1、arと、相反型ガロア又は相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで使用される結線素子b1、b2、b3、…、br−3、br−2、br−1、brは次の式を満たす。
In particular, connecting
参考文献1 Roger L. Peterson,Rodger E.Ziemer,David E.Borth著,丸林元 [ほか] 訳
スペクトル拡散通信入門,科学技術出版,pp.108−181,Sept.2002.
<ガロア線形フィードバックシフトレジスタによる4ビットM系列>
次に、図4を参照して、本実施形態に係る位相レジスタ調整処理における順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタと相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタとの関係を簡単な具体例である「4ビットM系列」によって説明する。ここに、図4(a)は本実施形態に係る4段(4ビット)のシフトレジスタを有する順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタのブロック図である。
図4(b)は本実施形態に係る4段(4ビット)のシフトレジスタを有する相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタのブロック図である。
<4-bit M series by Galois linear feedback shift register>
Next, referring to FIG. 4, a simple specific example of the relationship between the forward Galois linear feedback shift register and the reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register in the phase register adjustment processing according to the present embodiment will be described. 4-bit M sequence ”. FIG. 4A is a block diagram of a forward Galois linear feedback shift register having a 4-stage (4-bit) shift register according to this embodiment.
FIG. 4B is a block diagram of a reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register having a 4-stage (4-bit) shift register according to this embodiment.
尚、図4(a)及び図4(b)では、一例として、4段(4ビット)のシフトレジスタを有する線形フィードバックシフトレジスタとして構成した場合を図示しているが、図3(a)と図3(b)で示したような4ビット以外の所定ビット(rビット)の線形フィードバックシフトレジスタとして構成することも可能である。 4A and 4B show, as an example, a linear feedback shift register having a four-stage (4-bit) shift register, but FIG. It is also possible to configure as a linear feedback shift register of a predetermined bit (r bit) other than 4 bits as shown in FIG. 3B.
<順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタ>
順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタは、図4(a)に示すように、4つのレジスタ141〜144と、XOR素子(排他的論理和素子)140と、結合素子a1、a4と、を有する。この順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタでは、第1のレジスタ141、XOR素子140、第2〜第4のレジスタ142〜144の順に直列に接続され、開始コードの各ビットのデータ(1又は0)がビット列(S0、S1、S2、S3)として第1〜第4のレジスタ141〜144にそれぞれ入力される。また、第1のレジスタ141の出力は、XOR素子140の入力及び第4のレジスタ144の入力となる。XOR素子140は、第1のレジスタ141の出力及び第2のレジスタ142の出力の排他的論理和を第1のレジスタ141に出力する。この場合、受信回路部10内の図示しないクロック発生部からクロック信号が入力される毎に、第1〜第4のレジスタ141〜144内の状態(ビットS0〜S3の状態)が次のレジスタに向かって順にシフトする。クロック信号に従って所定サイクルだけ動作して変化したビット列(S0、S1、S2、S3)のデータ(1又は0)は図示しない記憶部に出力される。
この順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタの結線素子系列を遅延オペレータDによって多項式表現で表すと(数2)から以下になる。
<Forward Galois linear feedback shift register>
As shown in FIG. 4A, the forward Galois linear feedback shift register has four
When the connection element sequence of this forward Galois linear feedback shift register is expressed by the polynomial expression by the delay operator D, the following formula (2) is obtained.
<相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタ>
相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタは、図4(b)に示すように、4つのレジスタ241〜244と、XOR素子(排他的論理和素子)240と、結合素子b3、b4と、を有する。この相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタでは、第1のレジスタ241、XOR素子240、第2〜第4のレジスタ242〜244の順に直列に接続され、開始コードの各ビットのデータ(1又は0)がビット列(S0、S1、S2、S3)として第1〜第4のレジスタ241〜244にそれぞれ入力される。また、第1のレジスタ241の出力は、XOR素子240の入力となる。XOR素子240は、第1のレジスタ241の出力及び第4のレジスタ244の出力の排他的論理和を第2のレジスタ242に出力する。この場合、受信回路部10内の図示しないクロック発生部からクロック信号が入力される毎に、第1〜第4のレジスタ241〜244内の状態(ビットS0〜S3の状態)が次のレジスタに向かって順にシフトする。クロック信号に従って所定サイクルだけ動作して変化したビット列(S0、S1、S2、S3、…、Sr−3、Sr−2、Sr−1)のデータ(1又は0)は図示しない記憶部に出力される。
この相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタの結線素子系列を遅延オペレータDによって多項式表現で表すと(数1)と(数3)から以下になる。
<Reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register>
As shown in FIG. 4B, the reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register includes four registers 241-244, an XOR element (exclusive OR element) 240, and coupling elements b 3 and b 4. And. In this reciprocal type (reverse type) Galois linear feedback shift register, the
When the connection element series of this reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register is expressed by the polynomial expression by the delay operator D, the following expressions are obtained from (Equation 1) and (Equation 3).
<位相レジスタ調整処理:ガロア線形フィードバックシフトレジスタ>
次に、図4(c)及び図4(d)を参照して、位相レジスタ調整処理におけるガロア線形フィードバックシフトレジスタにおける各レジスタの状態のシフト(サイクル)の変化について説明する。ここに、図4(c)は、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタにおける各レジスタの状態のシフト(サイクル)を示す表であり、図4(d)は、相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタにおける各レジスタの状態のシフト(サイクル)を示す表である。
<Phase register adjustment processing: Galois linear feedback shift register>
Next, with reference to FIG. 4C and FIG. 4D, the shift of the state (cycle) of each register in the Galois linear feedback shift register in the phase register adjustment processing will be described. Here, FIG. 4C is a table showing the shift (cycle) of the state of each register in the forward Galois linear feedback shift register, and FIG. 4D is the reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift. 8 is a table showing shifts (cycles) of states of each register in the register.
具体的には、位相レジスタ調整処理部70に線形変化要因に対応する位相レジスタ値が位相レジスタ計算回路部40からデータの流れS20に沿って入力され、加えて、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップが入力される。
Specifically, the phase register value corresponding to the linear change factor is input to the phase register
位相レジスタ調整処理部70において、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップがプラスの場合、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタに基づいて位相レジスタ値が求められる。より具体的には、プラスのドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップに基づいて、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタにおいて、時間軸に沿った所定数のサイクル、言い換えると、サイクルを順方向に進んだ所定数のサイクルが決定される。例えば、プラスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがプラス5サイクルである場合、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタの位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、0、0、1)(図4(c)中のサイクル0を参照)から開始したとして、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(1、0、0、1)(図4(c)中のサイクル1を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(1、1、0、1)(図4(c)中のサイクル2を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(1、1、1、1)(図4(c)中のサイクル3を参照)、及び、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(1、1、1、0)(図4(c)中のサイクル4を参照)を経て、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、1、1、1)(図4(c)中のサイクル5を参照)が得られる。ここに、本実施形態に係る「位相状態」とは、0又は1の位相レジスタ値の数列を意味する。
In the phase register
特に、本実施形態では、他方で、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップがマイナスの場合、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタではなく相反型ガロア線形フィードバックシフトレジスタに基づいて位相レジスタ値が求められる。より具体的には、マイナスのドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップに基づいて、相反型ガロア線形フィードバックシフトレジスタにおいて、サイクルを順方向に進めた所定数のサイクルが決定される。例えば、マイナスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがマイナス2サイクルである場合、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ逆方向に進むのではなく、相反型ガロア線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ順方向に進む。即ち、相反型ガロア線形フィードバックシフトレジスタの位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、0、0、1)(図4(d)中のサイクル0を参照)から開始したとして、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、0、1、0)(図4(d)中のサイクル1を参照)を経て、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、1、0、0)(図4(d)中のサイクル2を参照)が得られる。このようにして得られた位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)が、データの流れS30に沿って、コード生成器21及びコード発生用NCO22に出力される。
In particular, in the present embodiment, on the other hand, when the adjustment chip value corresponding to the Doppler shift amount corresponding to the nonlinear change factor, that is, the α chip is negative, the reciprocal Galois linear feedback is used instead of the forward Galois linear feedback shift register. The phase register value is determined based on the shift register. More specifically, the reciprocal Galois linear feedback shift register determines a predetermined number of cycles in the reciprocal type based on the adjustment chip value corresponding to the negative Doppler shift amount, that is, the α chip. It For example, when the predetermined number of cycles determined based on the negative Doppler shift amount is minus 2 cycles, the forward Galois linear feedback shift register does not move backward by 2 cycles, but reciprocal Galois linear feedback. The shift register moves forward for only two cycles. That is, the phase states (S 3 , S 2 , S 1 , S 0 ) of the phase register values of the reciprocal Galois linear feedback shift register = ( 0 , 0 , 0 , 1 ) (
このように本実施形態では、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタのサイクルを逆方向に進ませた、即ち、サイクル0、14、13、・・・と逆方向に進ませた位相状態と、相反型ガロア線形フィードバックシフトレジスタのサイクルを順方向に進ませた、サイクル0、1、2、・・・と順方向に進ませた位相状態とが完全に一致する点を利用することを特徴とする。具体的には、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ逆方向に進んだ位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、1、0、0)(図4(c)中のP1で示されたサイクル13を参照)と、相反型ガロア線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ順方向に進んだ位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、1、0、0)(図4(d)中のP2で示されたサイクル2を参照)とが完全に一致する点を利用することを特徴とする。
As described above, in the present embodiment, the cycle of the forward Galois linear feedback shift register is advanced in the reverse direction, that is, the phase state in which the cycle is advanced in the reverse direction of
即ち、本実施形態では、相反型(逆型)ガロア線形フィードバックシフトレジスタは上述した特徴を有することに加えて、順型と相反型(逆型)の二つのM系列を利用する点に特徴がある。相反型(逆型)のM系列を利用することで、順型のM系列の位相状態を逆方向(マイナス方向)にサイクルを進ませるということと等価な作用効果を得ることができる。順型のM系列に対する相反型(逆型)M系列は所定の関係式によって一意に決まり、それ以外の何らかのM系列を利用しても所望の作用効果は得られない。順型のM系列と相反型(逆型)のM系列という二つのM系列を利用することで、所望の作用効果を少ないサイクルステップで計算することが可能である。 That is, the present embodiment is characterized in that the reciprocal (reverse) Galois linear feedback shift register uses the two M sequences of the forward type and the reciprocal (reverse type) in addition to the above-described features. is there. By using the reciprocal type (reverse type) M series, it is possible to obtain an effect equivalent to advancing the cycle in the reverse direction (negative direction) of the phase state of the forward type M series. The reciprocal (reverse) M sequence with respect to the forward M sequence is uniquely determined by a predetermined relational expression, and the desired action and effect cannot be obtained even if any other M sequence is used. By using two M series, a forward M series and a reciprocal (reverse) M series, it is possible to calculate a desired action and effect with a small number of cycle steps.
仮に、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップがマイナスの際に、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタに基づいて位相レジスタ値を求める場合、サイクルを逆方向に進めた所定数のサイクルが決定され、実際には、逆方向に進んだ所定数のサイクルに該当する位置まで順方向にサイクルを進めた位相レジスタ値が求められる。例えば、マイナスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがマイナス2サイクルである場合、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ逆方向に進む、即ち、実際には、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタで順方向に13(=−2 modulo 15)サイクルだけ進む。即ち、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタの位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、0、0、1)(図4(c)中のサイクル0を参照)から開始したとして、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(1、0、0、1)(図4(c)中のサイクル1を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(1、1、0、1)(図4(c)中のサイクル2を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(1、1、1、1)(図4(c)中のサイクル3を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(1、1、1、0)(図4(c)中のサイクル4を参照)、以下、サイクル5〜12を経て、所望の位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、1、0、0)(図4(c)中のサイクル13を参照)を得るまで13サイクルステップという多量の位相レジスタ値の計算が必要となってしまう。
If the adjustment chip value corresponding to the Doppler shift amount corresponding to the non-linear change factor, that is, the α chip is negative, when the phase register value is obtained based on the forward Galois linear feedback shift register, the cycle is reversed. The predetermined number of cycles that have been advanced to the previous step are determined, and in fact, the phase register value that has advanced the cycles in the forward direction to the position corresponding to the predetermined number of cycles that have advanced in the reverse direction is obtained. For example, if the predetermined number of cycles determined based on the amount of negative Doppler shift is minus two cycles, the forward type Galois linear feedback shift register advances by two cycles in the reverse direction, that is, the forward type The Galois linear feedback shift register advances in the forward direction by 13 (= -2 modulo 15) cycles. That is, the phase state of the phase register value of the forward Galois linear feedback shift register (S 3 , S 2 , S 1 , S 0 ) = ( 0 , 0 , 0 , 1 ) (
これに対して、本実施形態では、ドップラーシフト量がマイナスの場合、順型ガロア線形フィードバックシフトレジスタの代わりに、相反型ガロア線形フィードバックシフトレジスタを用いる。これにより、例えば、マイナスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがマイナス2サイクルである場合、相反型ガロア線形フィードバックシフトレジスタにおいて、2サイクルだけ順方向に進む。即ち、サイクル0〜2を経た2サイクルという少ないサイクルステップでより少量の計算によって、所望の位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)=(0、1、0、0)(図4(d)中のサイクル2を参照)を得ることができる。
開始コードの位相状態(S0、S1、S2、S3)が与えられれば、少ないサイクルステップで所望の位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)を計算することができるため、全ての位相レジスタ値をROMに記憶する必要はない。
On the other hand, in the present embodiment, when the Doppler shift amount is negative, the reciprocal Galois linear feedback shift register is used instead of the forward Galois linear feedback shift register. Thereby, for example, when the predetermined number of cycles determined based on the minus Doppler shift amount is minus two cycles, the reciprocal Galois linear feedback shift register advances by two cycles in the forward direction. That is, the phase state (S 3 , S 2 , S 1 , S 0 ) of the desired phase register value = (0, 1, 0, 0) (see
Given the phase states (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) of the start code, calculate the phase states (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) of the desired phase register value in few cycle steps. Not all phase register values need to be stored in ROM.
以上の結果、ROM容量の小容量化とCPU処理能力の低負荷を実現可能である。 As a result, it is possible to reduce the ROM capacity and the CPU processing capacity.
<フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタによる4ビットM系列>
次に、図5を参照して、本実施形態に係る位相レジスタ調整処理における順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタと相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタとの関係を簡単な具体例である「4ビットM系列」によって説明する。ここに、図5(a)は本実施形態に係る4段(4ビット)のシフトレジスタを有する順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタのブロック図である。
図5(b)は本実施形態に係る4段(4ビット)のシフトレジスタを有する相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタのブロック図である。
<4-bit M series by Fibonacci linear feedback shift register>
Next, with reference to FIG. 5, a simple specific example of the relationship between the forward type Fibonacci linear feedback shift register and the reciprocal (reverse type) Fibonacci linear feedback shift register in the phase register adjustment processing according to the present embodiment will be described. 4-bit M sequence ”. FIG. 5A is a block diagram of a forward-type Fibonacci linear feedback shift register having a 4-stage (4-bit) shift register according to this embodiment.
FIG. 5B is a block diagram of a reciprocal (reverse) Fibonacci linear feedback shift register having a 4-stage (4-bit) shift register according to this embodiment.
尚、図5(a)及び図5(b)では、一例として、4段(4ビット)のシフトレジスタを有する線形フィードバックシフトレジスタ(符号生成装置)として構成した場合を図示しているが、図3(c)と図3(d)で示したような4ビット以外の所定ビット(rビット)の線形フィードバックシフトレジスタとして構成することも可能である。 5A and 5B show, as an example, a linear feedback shift register (code generation device) having a 4-stage (4-bit) shift register, but FIG. It is also possible to configure as a linear feedback shift register of a predetermined bit (r bit) other than 4 bits as shown in 3 (c) and FIG. 3 (d).
<順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタ>
順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタは、図5(a)に示すように、4つのレジスタ341〜344と、XOR素子(排他的論理和素子)340と、結合素子a1、a4と、を有する。この順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタでは、第1のレジスタ341、XOR素子340、第2〜第4のレジスタ342〜344の順に直列に接続され、開始コードの各ビットのデータ(1又は0)がビット列(S0、S1、S2、S3)として第1〜第4のレジスタ341〜344にそれぞれ入力される。また、第1のレジスタ341の出力は、XOR素子340の入力及び第2のレジスタ342の入力となる。XOR素子340は、第1のレジスタ341の出力及び第4のレジスタ344の出力の排他的論理和を第1のレジスタ341に出力する。この場合、受信回路部10内の図示しないクロック発生部からクロック信号が入力される毎に、第1〜第4のレジスタ341〜344内の状態(ビットS0〜S3の状態)が次のレジスタに順にシフトする。クロック信号に従って所定サイクルだけ動作して変化したビット列(S0、S1、S2、S3)のデータ(1又は0)は図示しない記憶部に出力される。
この順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタの結線素子系列を遅延オペレータDによって多項式表現で表すと(数2)から以下になる。
<Forward Fibonacci linear feedback shift register>
The forward type Fibonacci linear feedback shift register has four
When the connection element series of this forward type Fibonacci linear feedback shift register is expressed in polynomial expression by the delay operator D, the following is obtained from (Equation 2).
<相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタ>
相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタは、図5(b)に示すように、4つのレジスタ441〜444と、XOR素子(排他的論理和素子)440と、結合素子b3、b4と、を有する。この相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタでは、第1のレジスタ441、第2〜第3のレジスタ442〜443、XOR素子440、第4のレジスタ444の順に直列に接続され、開始コードの各ビットのデータ(1又は0)がビット列(S0、S1、S2、S3)として第1〜第4のレジスタ441〜444にそれぞれ入力される。また、第2のレジスタ442の出力は、XOR素子440の入力、及び第1のレジスタ441の入力となる。XOR素子440は、第2のレジスタ442の出力及び第1のレジスタ441の出力の排他的論理和を第4のレジスタ444に出力する。この場合、受信回路部10内の図示しないクロック発生部からクロック信号が入力される毎に、第1〜第4のレジスタ441〜444内の状態(ビットS0〜S3の状態)が次のレジスタに順にシフトする。クロック信号に従って所定サイクルだけ動作して変化したビット列(S0、S1、S2、S3)のデータ(1又は0)は図示しない記憶部に出力される。
この相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタの結線素子系列を遅延オペレータDによって多項式表現で表すと(数1)と(数5)から以下になる。
<Reciprocal (inverse) Fibonacci linear feedback shift register>
As shown in FIG. 5B, the reciprocal (inverse) Fibonacci linear feedback shift register includes four
When the connection element series of this reciprocal (inverse) Fibonacci linear feedback shift register is expressed by the polynomial expression by the delay operator D, the following expressions are obtained from (Equation 1) and (Equation 5).
<位相レジスタ調整処理:フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタ>
次に、図5(c)及び図5(d)を参照して、位相レジスタ調整処理におけるフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタにおける各レジスタの状態のシフト(サイクル)の変化について説明する。ここに、図5(c)は、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタにおける各レジスタの状態のシフト(サイクル)を示す表であり、図5(d)は、相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタにおける各レジスタの状態のシフト(サイクル)を示す表である。
<Phase register adjustment processing: Fibonacci linear feedback shift register>
Next, with reference to FIG. 5C and FIG. 5D, the shift (cycle) of the state of each register in the Fibonacci linear feedback shift register in the phase register adjustment processing will be described. Here, FIG. 5C is a table showing shifts (cycles) of states of each register in the forward-type Fibonacci linear feedback shift register, and FIG. 5D is a reciprocal (reverse) Fibonacci linear feedback shift register. 8 is a table showing shifts (cycles) of states of each register in the register.
具体的には、位相レジスタ調整処理部70に線形変化要因に対応する位相レジスタ値が位相レジスタ計算回路部40からデータの流れS20に沿って入力され、加えて、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップが入力される。
Specifically, the phase register value corresponding to the linear change factor is input to the phase register
位相レジスタ調整処理部70において、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップがプラスの場合、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタに基づいて位相レジスタ値が求められる。より具体的には、プラスのドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップに基づいて、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタにおいて、時間軸に沿った所定数のサイクル、言い換えると、サイクルを順方向に進んだ所定数のサイクルが決定される。例えば、プラスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがプラス5サイクルである場合、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタの位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、0、0、0)(図5(c)中のサイクル0を参照)から開始したとして、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、1、0、0)(図5(c)中のサイクル1を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、1、1、0)(図5(c)中のサイクル2を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、1、1、1)(図5(c)中のサイクル3を参照)、及び、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(0、1、1、1)(図5(c)中のサイクル4を参照)を経て、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、0、1、1)(図5(c)中のサイクル5を参照)が得られる。
In the phase register
特に、本実施形態では、他方で、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップがマイナスの場合、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタではなく相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタに基づいて位相レジスタ値が求められる。より具体的には、マイナスのドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップに基づいて、相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタにおいて、サイクルを順方向に進んだ所定数のサイクルが決定される。例えば、マイナスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがマイナス2サイクルである場合、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ逆方向に進むのではなく、相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ順方向に進む。即ち、相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタの位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、0、0、0)(図5(d)中のサイクル0を参照)から、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(0、0、0、1)(図5(d)中のサイクル1を参照)を経て、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(0、0、1、0)(図5(d)中のサイクル2を参照)が得られる。このようにして得られた位相レジスタ値の位相状態(S3、S2、S1、S0)が、データの流れS30に沿って、コード生成器21及びコード発生用NCO22に出力される。
Particularly, in the present embodiment, on the other hand, when the adjustment chip value corresponding to the Doppler shift amount corresponding to the non-linear change factor, that is, α chip is negative, the reciprocal Fibonacci linear feedback is used instead of the forward Fibonacci linear feedback shift register. The phase register value is determined based on the shift register. More specifically, the reciprocal Fibonacci linear feedback shift register determines a predetermined number of cycles in the reciprocal type based on the adjustment chip value corresponding to the negative Doppler shift amount, that is, the α chip. It For example, if the predetermined number of cycles determined based on the amount of negative Doppler shift is minus 2 cycles, the forward Fibonacci linear feedback shift register does not move backward by 2 cycles, but reciprocal Fibonacci linear feedback. The shift register moves forward for only two cycles. That is, the phase states (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) of the phase register values of the reciprocal Fibonacci linear feedback shift register = ( 1 , 0 , 0 , 0 ) (
このように本実施形態では、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタのサイクルを逆方向に進ませた、即ち、サイクル0、14、13、・・・と逆方向に進ませた位相状態と、相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタのサイクルを順方向に進ませた、サイクル0、1、2、・・・と順方向に進ませた位相状態とが完全に一致する点を利用することを特徴とする。具体的には、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ逆方向に進んだ位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(0、0、1、0)(図5(c)中のP3で示されたサイクル13を参照)と、相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ順方向に進んだ位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(0、0、1、0)(図5(d)中のP4で示されたサイクル2を参照)とが完全に一致する点を利用することを特徴とする。
As described above, in the present embodiment, the cycle of the forward-type Fibonacci linear feedback shift register is advanced in the reverse direction, that is, the phase state in which the cycle is advanced in the reverse direction of
即ち、本実施形態では、相反型(逆型)フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタは上述した特徴を有することに加えて、順型と相反型(逆型)の二つのM系列を利用する点に特徴がある。相反型(逆型)のM系列を利用することで、順型のM系列の位相状態を逆方向(マイナス方向)にサイクルを進ませるということと等価な作用効果を得ることができる。順型のM系列に対する相反型(逆型)M系列は所定の関係式によって一意に決まり、それ以外の何らかのM系列を利用しても所望の作用効果は得られない。順型のM系列と相反型(逆型)のM系列という二つのM系列を利用することで、所望の作用効果を少ないサイクルステップで計算することが可能である。 That is, the present embodiment is characterized in that the reciprocal (inverse) Fibonacci linear feedback shift register uses the two M sequences of the forward type and the reciprocal (inverse) type in addition to the above-described features. is there. By using the reciprocal type (reverse type) M series, it is possible to obtain an effect equivalent to advancing the cycle in the reverse direction (negative direction) of the phase state of the forward type M series. The reciprocal (reverse) M sequence with respect to the forward M sequence is uniquely determined by a predetermined relational expression, and the desired action and effect cannot be obtained even if any other M sequence is used. By using two M series, a forward M series and a reciprocal (reverse) M series, it is possible to calculate a desired action and effect with a small number of cycle steps.
仮に、非線形変化要因に対応するドップラーシフト量に相当する調整用チップ値、即ち、αチップがマイナスの際に、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタに基づいて位相レジスタ値を求める場合、サイクルを逆方向に進めた所定数のサイクルが決定され、実際には、逆方向に進んだ所定数のサイクルに該当する位置まで順方向にサイクルを進めた位相レジスタ値が求められる。例えば、マイナスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがマイナス2サイクルである場合、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで2サイクルだけ逆方向に進む、即ち、実際には、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで順方向に13(=−2 modulo 15)サイクルだけ進む。即ち、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタの位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、0、0、0)(図5(c)中のサイクル0を参照)から開始したとして、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、1、0、0)(図5(c)中のサイクル1を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、1、1、0)(図5(c)中のサイクル2を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(1、1、1、1)(図5(c)中のサイクル3を参照)、位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(0、1、1、1)(図5(c)中のサイクル4を参照)、以下、サイクル5〜12を経て、所望の位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(0、0、1、0)(図5(c)中のサイクル13を参照)を得るまで13サイクルステップという多量の位相レジスタ値の計算が必要となってしまう。
If the adjustment chip value corresponding to the Doppler shift amount corresponding to the nonlinear change factor, that is, the α chip is negative, when the phase register value is obtained based on the forward Fibonacci linear feedback shift register, the cycle is reversed. The predetermined number of cycles that have been advanced to the previous step are determined, and in fact, the phase register value that has advanced the cycles in the forward direction to the position corresponding to the predetermined number of cycles that have advanced in the reverse direction is obtained. For example, if the predetermined number of cycles determined based on the negative Doppler shift amount is minus two cycles, the forward type Fibonacci linear feedback shift register proceeds in the opposite direction by two cycles, that is, The Fibonacci linear feedback shift register advances by 13 (= -2 modulo 15) cycles in the forward direction. That is, the phase state of the phase register value of the forward type Fibonacci linear feedback shift register (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) = ( 1 , 0 , 0 , 0 ) (
これに対して、本実施形態では、ドップラーシフト量がマイナスの場合、順型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタの代わりに、相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタを用いる。これにより、例えば、マイナスのドップラーシフト量に基づいて、決定された所定数のサイクルがマイナス2サイクルである場合、相反型フィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタにおいて、2サイクルだけ順方向に進む。即ち、サイクル0〜2を経た2サイクルという少ないサイクルステップでより少量の計算によって、所望の位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)=(0、0、1、0)(図5(d)中のサイクル2を参照)を得ることができる。
開始コードの位相状態(S0、S1、S2、S3)が与えられれば、少ないサイクルステップで所望の位相レジスタ値の位相状態(S0、S1、S2、S3)を計算することができるため、全ての位相レジスタ値をROMに記憶する必要はない。
On the other hand, in the present embodiment, when the Doppler shift amount is negative, the reciprocal Fibonacci linear feedback shift register is used instead of the forward Fibonacci linear feedback shift register. Thus, for example, when the predetermined number of cycles determined based on the minus Doppler shift amount is minus two cycles, the reciprocal type Fibonacci linear feedback shift register advances by two cycles in the forward direction. That is, the phase state of the desired phase register value (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) = (0, 0, 1, 0) (see
Given the phase states (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) of the start code, calculate the phase states (S 0 , S 1 , S 2 , S 3 ) of the desired phase register value in few cycle steps. Not all phase register values need to be stored in ROM.
以上の結果、ROM容量の小容量化とCPU処理能力の低負荷を実現可能である。 As a result, it is possible to reduce the ROM capacity and the CPU processing capacity.
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the specific configuration is not limited to the above-mentioned embodiments, and even if there is a design change or the like within a range not departing from the gist of the present invention, Included in the invention.
また、この発明はGPSのL2C信号やQZSSのL6信号以外のM系列を使用した同種のスペクトラム拡散信号を受信するスペクトラム拡散信号受信システムにも適用できる。 The present invention can also be applied to a spread spectrum signal receiving system for receiving the same type of spread spectrum signal using an M sequence other than the GPS L2C signal and the QZSS L6 signal.
図1の符号の説明
1 スペクトラム拡散信号受信システム
2 アンテナ
3 周波数変換部
4 A/D変換部
10 受信回路部
20 コード生成部
21 コード生成器
22 コード発生用NCO
30 相関器
31 キャリア用NCO
32 搬送波相関部
40 位相レジスタ計算回路部
50 CPU部
60 受信処理部
70 位相レジスタ調整処理部
80 符号生成装置
Description of Codes in FIG. 1 1 Spread spectrum
30 Correlator 31 Carrier NCO
32 carrier
Claims (4)
前記M系列符号の線形変化要因に対応した位相レジスタ値を算出する位相レジスタ算出手段と、
前記M系列符号の非線形変化要因に対応して、前記位相レジスタ値を調整する位相レジスタ調整手段と、
を備えたことを特徴とする符号生成装置。 A code generation device for generating a phase register value which is a code of a desired phase state by setting the phase of the M-sequence code of the received signal as a phase state and changing the phase state by a predetermined cycle,
Phase register calculating means for calculating a phase register value corresponding to the linear change factor of the M-sequence code;
Phase register adjusting means for adjusting the phase register value in response to the non-linear change factor of the M-sequence code;
A code generation device comprising:
前記M系列符号がガロア線形フィードバックシフトレジスタで生成され、且つ前記非線形変化要因に応じたドップラーシフト量がプラスの場合、順型のガロア線形フィードバックシフトレジスタによって、前記位相レジスタ値を調整し、
且つ前記ドップラーシフト量がマイナスの場合、相反型のガロア線形フィードバックシフトレジスタによって前記位相レジスタ値を調整することを特徴とする請求項1に記載の符号生成装置。 The phase register adjusting means,
When the M-sequence code is generated by a Galois linear feedback shift register and the Doppler shift amount according to the nonlinear change factor is positive, the forward Galois linear feedback shift register adjusts the phase register value,
The code generation device according to claim 1, wherein when the Doppler shift amount is negative, the phase register value is adjusted by a reciprocal Galois linear feedback shift register.
前記M系列符号がフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタで生成され、且つ前記非線形変化要因に応じたドップラーシフト量がプラスの場合、順型のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタによって、前記位相レジスタ値を調整し、
且つ前記ドップラーシフト量がマイナスの場合、相反型のフィボナッチ線形フィードバックシフトレジスタによって前記位相レジスタ値を調整することを特徴とする請求項1に記載の符号生成装置。 The phase register adjusting means,
When the M-sequence code is generated by the Fibonacci linear feedback shift register and the Doppler shift amount according to the non-linear change factor is positive, the forward-type Fibonacci linear feedback shift register adjusts the phase register value,
The code generation device according to claim 1, wherein when the Doppler shift amount is negative, the phase register value is adjusted by a reciprocal Fibonacci linear feedback shift register.
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