JP4529008B2 - 暗号化データの送信を有するｇｐｓ受信機 - Google Patents

Description

本発明は、ＧＰＳアンテナとＧＰＳ・ＲＦフロントエンドとを備えるＧＰＳ受信装置に関し、ＧＰＳ・ＲＦフロントエンドは、ＧＰＳ信号を受信し、そしてＧＰＳ信号サンプルを出力するためのアナログ・デジタル変換器と、受信されたＧＰＳ信号サンプルを外部装置に送信するためのプロセッサとを含む。

さらに、本発明は、かかるＧＰＳ受信装置に接続し、そこからＧＰＳ信号サンプルを受信し、そして測位を決定するため、ＧＰＳ信号サンプルを処理するステップを備える、対応する測位提供方法、並びに当該測位提供方法のためのコンピュータ・プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体及び装置に関する。

Akos他による論文「Real-time software radio architecture for GPS receivers」（GPS World、2001年7月）は、ＧＰＳ信号処理が、アナログ型又はディスクリート型のハードウェア組み込み部品ではなく、プログラマブル・マイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサによって遂行される、ＧＰＳソフトウェア受信機を開示する。この論文の図２に示されるように、簡略化された「ＧＰＳソフトウェア受信機」が提供され、これは、ＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号前処理（フィルタリング、増幅及び周波数ダウン・コンバージョンを含む）並びにアナログ・デジタル変換のためのＧＰＳ・ＲＦフロントエンド部とからなる。ＧＰＳ・ＲＦフロントエンド部から出力されたＧＰＳ信号サンプルは、測位を決定するため、適切なＧＰＳ信号処理ソフトウェアを実行する最新のＰＣに送り込まれることができる。この論文の著者は、「プラグ・イン」モジュール、すなわち「ドングル」型の装置の形式によるＧＰＳソフトウェア受信機を検討し、これは、簡単なアーキテクチャのため、安価に製造されることができ、その結果、広範囲に亘る導入を促進する。勿論、ＰＣ上に存在するＧＰＳ信号処理ソフトウェアは、本質的に複製コストが安い。

本発明によれば、プロセッサが、最初にＧＰＳ信号サンプルを暗号化し、次に、暗号化されたＧＰＳ信号サンプルを外部装置に送信する、上述のタイプのＧＰＳ受信装置が提供される。

また、本発明によれば、暗号化されたＧＰＳ信号サンプルが受信及び解読され、そして測位を決定するため、解読されたＧＰＳ信号サンプルが処理される、対応する上述のタイプの測位提供方法、並びに当該測位提供方法のためのコンピュータ・プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体及び装置が提供される。

本発明者は、上述のAkosの論文に記載されたプラグ・イン型の従来のＧＰＳ受信装置には、不都合があることに気付いた。かかるＧＰＳ受信装置が広範囲に普及し、そしてＧＰＳ受信装置がＧＰＳ信号サンプルを供給するデータフォーマットが知られるようになると、ユーザは、測位を決定するために別のＧＰＳ信号処理ソフトウェアを自由に利用することができ、必ずしも、ＧＰＳ受信装置の供給者によって認められたＧＰＳ信号処理ソフトウェアを利用しない。このことは、例えば、ライセンス料によって、又はロケーションベースのサービスを提供することによって、特定のＧＰＳ信号処理ソフトウェアの使用を通じて、収益を生み出すことを期待して普及させるため、かかるＧＰＳ受信装置を原価又は原価以下で流通させるこれらの装置の供給者の商業的見通しを妨げる。暗号化は、かかるＧＰＳ受信装置が、測位を決定するためにＧＰＳ信号サンプルを解読することができる、認定されたＧＰＳ信号処理ソフトウェアによって、使用され得るだけであることを保証する。

以下、本発明は添付図面を参照して単に一例として説明される。

添付図面を参照すると、ＰＣは、ＵＳＢ・ＰＣポート及び対応するケーブルによってＧＰＳ受信装置１０に接続され、当該ＧＰＳ受信装置１０は、ＧＰＳ・ＲＦフロントエンド部ＲｘとＧＰＳアンテナとからなる。その装置は、「ドングル」型の装置であっても良く、それによって、ケーブルを省略することができるが、ケーブルは、ＧＰＳ受信装置（アンテナを含む）を目立つ位置に位置決めし易くし、従ってＧＰＳ信号を捕捉する機会を増大させる。例えば、ＧＰＳ受信装置を、室内で動作させる場合には、これを窓の近くに置くことがある。

動作しているとき、ＧＰＳ受信装置は、そのアンテナを介して、ＮＡＶＳＴＡＲ ＳＰＳ ＧＰＳ信号を受信し、そして通常は受動バンドパス・フィルタによって、それらの前処理をすることにより、帯域外ＲＦ干渉、前置増幅、中間周波数（ＩＦ）へのダウン・コンバージョン及びアナログ・デジタル変換を最小限にする。得られたＧＰＳ信号サンプルは、変調されたままであるＩＦ信号を含み、利用可能な衛星からの情報のすべてを依然として含む。

本発明によれば、ＧＰＳ信号サンプルは、最初に暗号化され、次にＧＰＳ受信装置からＵＳＢリンクを介してＰＣメモリ（図示せず）内に出力される。

適切なＰＣベースの解読及びＧＰＳ信号処理ソフトウェアを使用して、ＧＰＳ信号サンプルは、最初に解読され、次にＧＰＳ信号が、擬似距離情報を導出する目的のため取得されるように処理され、その擬似距離情報からＰＣの位置が従来のナビゲーション・アルゴリズムを使用して決定され得る。かかるＧＰＳ信号の取得及び擬似距離処理は周知であり、例えば、「GPS Principles and Applications（編集者、Kaplan）ISBN 0-89006-793-7 Artech House」を参照されたい。

適切なタイプの暗号化が、当業者に示されるが、暗号化による疑念を回避するため、それは、ＧＰＳ信号サンプル値が暗号化によってスクランブルをかけられること、及び／又は変更されることを意味し、単にＧＰＳ信号サンプルのブロックがスクランブルをかけられないで、又は変更されないで、独自のファイル又はデータ・ストリーム・フォーマット内に組み込まれることを意味するものではない。

例えば、非常に簡単な暗号化方法は、毎回既知の状態から開始して、サンプルとシフトレジスタによって生成されたシーケンスとの排他的論理和を演算することである。適切な３２ビットのシフトレジスタは、２^３２−１個のサンプル長（すなわち、約４０億サンプル）のシーケンスを生成する。この方法は、開始状態を毎回変えることによってさらに強化されることができ、ＰＣソフトウェアは、ＰＣ起動時にランダム開始状態をドングルに知らせることが可能である。また、ＧＰＳサンプルは白色雑音に非常に近い信号を含むので、内部情報なしで暗号を解読することが非常に困難であるに違いないことは注目に値する。

また、本発明は、ＰＣという状況で説明されているが、当然ながら本発明は、暗号解読及びＧＰＳ信号処理ソフトウェアをサポートすることができる他の装置、並びに本発明によるＧＰＳ受信装置が接続されることができる他の装置に同じように適用可能である。例えば、本発明は、ラップトップＰＣ、ＰＤＡ及び電話機のようなモバイル機器や、ＴＶ又はＴＶセット・トップ・ボックスのような一般的に静止した物と共に利用されることができる。

最後に、本発明は、米国国防総省によって開発されかつ現在運用されているＮＡＶＳＴＲ ＧＰＳ、全天候型、宇宙ベースのナビゲーションシステムという状況で説明されているが、本発明は、ＧＬＯＮＡＳＳとＧａｌｉｌｅｏとそれらのハイブリッドとを含む、他のグローバル・ポジショニング・システムに同様に適用可能であることが理解されるであろう。

本発明に従って共に動作するＧＰＳ受信装置に接続されたＰＣを概略的に示す。

符号の説明

１０ ＧＰＳ受信装置
Ｒｘ ＧＰＳ・ＲＦフロントエンド部

Claims (6)

1. ＧＰＳアンテナと、
   ＧＰＳ信号を受信し、そしてＧＰＳ信号サンプルを出力するためのアナログ・デジタル変換器と、前記ＧＰＳ信号サンプルを暗号化し、そして前記暗号化されたＧＰＳ信号サンプルを外部装置に送信するためのプロセッサとを含むＧＰＳ・ＲＦフロントエンドとを備えたＧＰＳ受信装置であって、
   前記ＧＰＳ信号サンプルの暗号化は、前記ＧＰＳ受信装置が前記ＧＰＳ信号サンプルを解読することができる、認定されたＧＰＳ信号処理ソフトウェアのみで使用され得るように前記ＧＰＳ信号サンプルをスクランブルすることを含むことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
2. ＧＰＳ受信装置に接続し、そしてそこから暗号化されたＧＰＳ信号サンプルを受信するステップと、
   前記暗号化されたＧＰＳ信号サンプルを解読するステップと、
   そして測位を決定するため、前記解読されたＧＰＳ信号サンプルを処理するステップとを備える測位提供方法であって、
   前記暗号化されたＧＰＳ信号サンプルは、前記ＧＰＳ受信装置が前記ＧＰＳ信号サンプルを解読することができる、認定されたＧＰＳ信号処理ソフトウェアのみで使用され得るようにスクランブルされたものであることを特徴とする方法。
3. 請求項２記載の方法を実行するための命令を備えるコンピュータ・プログラム。
4. 請求項２記載の方法を実行するための命令を含むデータをその上に記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
5. 請求項２記載の方法を実行するように構成された装置。
6. 請求項１に記載されたタイプのＧＰＳ受信装置に接続するように構成された請求項５記載の装置。

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