JP4813952B2 - 信号捕捉装置および信号捕捉方法 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送出される信号のような所定の周波数の信号を捕捉するための信号捕捉装置および信号捕捉方法に関し、特に携帯電話機等の移動体通信端末に好適な信号捕捉装置および信号捕捉方法に関する。

近年、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）といった高速でのデータ伝送が可能な移動体通信端末の普及が進んでいる。このような移動体通信端末では、その利便性や用途の拡大を図るために、衛星測位システムを利用した位置情報の取得機能を追加することが注目されている。

衛星測位システムは、地球の周回軌道を回る複数の人工衛星から送出される情報を受信して、各人工衛星との間の距離を測定し、受信側の装置の現在位置を計算するシステムである。米国の国防総省が構築したＧＰＳは、このような衛星測位システムの代表的なものであり、ＧＰＳ衛星と呼ばれる人工衛星を複数配置している。

ＧＰＳ衛星は、送出の対象となる信号に対して、所定のＰＲＮ（Pseudo Random Noise：擬似ランダム雑音）コードを用いたスペクトラム拡散処理を行う。すなわち、移動体通信端末では、このＧＰＳ衛星から送出される信号（以下、「ＧＰＳ信号」という。）に対し対応するＰＲＮコードを用いて逆拡散処理を行うことによって、元の信号を取得することが可能である。そして、取得した信号に対して、メッセージ同期、エフェメリス（ephemeris）収集、ＰＶＴ（Position, Velocity, Time）計算等の処理を行うことにより、自己の現在位置や時刻についての情報を得ることができる。

このような測位機能が搭載された移動体通信端末では、ＧＰＳ信号の受信処理に使用するためのクロック信号（以下、「ＧＰＳクロック信号」という。）を生成する装置部として、小型で安価であることから、水晶発振器を適用することが広く行われている（たとえば、特許文献１参照。）。

ただし、水晶発振器の発振周波数は、周囲温度その他の使用条件によって変動するため、サーチ周波数範囲を大きく設定する必要があり、その結果、信号捕捉に時間がかかることがある。そこで、この従来の提案では、移動体通信端末が地上の無線基地局との間で無線通信を行う際に得られる高い周波数精度のクロック信号を使用して、自装置内部の水晶発振器が生成するＧＰＳクロック信号の周波数がその理想値からどの程度ずれているかを検出する。そして、その周波数差に基づいて、測位に関する信号処理を行うようになっている。これにより、水晶発振器が発生させるＧＰＳクロック信号の周波数が理想値と異なっていても、周波数サーチ範囲を限定して、高速な信号捕捉を行うことが出来る。

ところで、前記したＧＰＳ信号のスペクトラム拡散処理で使用されるＰＲＮコードは、コード長１ｍｓ（ミリ秒）、チップレート１．０２３ＭＨｚ（メガヘルツ）であり、１チップの周期は約１μｓ（マイクロ秒）である。このスペクトラム拡散処理は、それぞれのＧＰＳ衛星に搭載された原子時計の時刻に同期して行われる。したがって、移動体通信端末は、０．５μｓ以下の誤差の精度で送出側のＧＰＳ衛星との時刻同期を確立してからでなければ、前記したメッセージ同期以降の処理を開始することができず、測位を行うことができない。

しかしながら、移動体通信端末は、ＧＰＳ信号の受信を開始していない状態ではいずれのＧＰＳ衛星からも独立して動作しているのが通常である。そこで、測位に先立って、まずＧＰＳ信号をサーチし、ＧＰＳ信号に対する周波数同期または位相同期やＰＲＮコードの同期（以下、「コード同期」と総称する。）を確立するための処理が必要となる。

図１６は、このような従来のＧＰＳ信号のサーチの様子の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を示し、縦軸は周波数を示している。移動通信端末は、サーチ対象となる周波数としてのサーチ対象周波数１を、ＧＰＳ信号の標準の周波数として予め定められたサーチの基準となる周波数（以下、「サーチ基準周波数」という。）ｆ_ｂを基準として、時間の経過とともに徐々に周囲の周波数帯域に移動させる。これは、ＧＰＳ衛星と移動体通信端末との間の相対速度その他の原因によって、サーチの対象となる周波数を移動体通信端末に到達するＧＰＳ信号の周波数としてのＧＰＳ信号周波数ｆ_０に正確に合わせ込むことが難しいためである。この例では、第１の時刻ｔ_１でＧＰＳ信号が捕捉されることになる。また、移動体通信端末が携帯電話網に設けられたサーバとの通信によってＧＰＳ衛星の軌道情報を授受することで、ＧＰＳ信号の標準の周波数よりも高い周波数精度で設定することも可能である。この場合には、より早い時刻にＧＰＳ信号を捕捉することができる。

一方で、たとえば一時的に第１の時刻ｔ_１の付近でＧＰＳ信号の信号レベルが一時的に低くなったためにＧＰＳ信号を捕捉できなかった場合、そのままサーチ対象周波数１を周囲の周波数帯域に移動させていってもＧＰＳ信号を捕捉できる可能性は低い。そこで、通常は、同図に示すようにサーチ対象周波数１に周波数上限値ｆ_ｍａｘと周波数下限値ｆ_ｍｉｎを定める。そして、サーチ対象周波数１を上下に広げていき、サーチ対象周波数１が周波数上限値ｆ_ｍａｘと周波数下限値ｆ_ｍｉｎの両方に達すると、サーチ対象周波数１をサーチ基準周波数ｆ_ｂに戻し、前記した一連のサーチ処理を再実行する。この例では、第２の時刻ｔ_２でサーチ対象周波数１が周波数上限値ｆ_ｍａｘと周波数下限値ｆ_ｍｉｎの両方に達するため、第２の時刻ｔ_２の直後にサーチ対象周波数１がリセットされ、第３の時刻ｔ_３にＧＰＳ信号が捕捉される。
特開２００３−３２９７６１号公報

しかしながら、水晶発振器には、前記したように周辺の温度変化等の原因によって発振周波数が変化してしまうという特徴がある。また、ＧＰＳ信号のサーチは、前記したＧＰＳクロック信号を動作クロックとして使用して行われる。したがって、サーチが開始された後に水晶発振器の発振周波数が変動し、時間の経過とともに、実際のサーチ対象周波数がＧＰＳクロック信号の周波数が理想値のときの周波数からずれていってしまう場合がある。この場合、周波数上限値ｆ_ｍａｘあるいは周波数下限値ｆ_ｍｉｎに実際のサーチ対象周波数が到達する前にサーチ対象周波数１がリセットされてしまい、捕捉できるはずのＧＰＳ信号をいつまでも捕捉できないといった事態が発生する恐れがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、時間の経過とともに周波数が変動するようなクロック信号を使用する場合でも、所定の周波数の信号をより確実に捕捉することが可能な信号捕捉装置および信号捕捉方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明の一態様に係る信号捕捉装置は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出手段と、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段と、信号受信手段に対して所定の周波数帯域を対象としてサーチを実行させるサーチ周波数制御手段と、クロック周波数差検出手段による検出結果に基づいて、信号受信手段によってサーチされる周波数帯域が所定の周波数範囲を包含するか否かを判別し、包含しないと判別したとき信号受信手段がサーチの対象とする周波数帯域を拡大させるサーチ範囲補正手段とを具備する構成を採る。

また、本発明の一態様に係る信号捕捉方法は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出ステップと、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段について、サーチされる周波数帯域が所定の周波数範囲を包含するか否かを判別するサーチ範囲判別ステップと、サーチ範囲判別ステップで信号受信手段によってサーチされる周波数帯域が所定の周波数範囲を包含しないと判別されたとき、信号受信手段がサーチの対象とする周波数帯域を拡大させるサーチ範囲補正ステップとを有する構成を採る。

本発明によれば、捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段が動作クロックとして使用する所定のクロック信号について、その周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出し、その検出結果を基に信号受信手段によってサーチされる周波数帯域が所定の周波数範囲を包含しないと判別されたとき、信号受信手段がサーチの対象とする周波数帯域を拡大させる。これにより、所定のクロック信号の周波数が時間の経過とともに変動してしまい、サーチされる周波数帯域が所定の周波数帯域を包含しなくなる可能性が出た場合でも、所定のクロック信号の周波数の変動を検出することができ、これに合わせ込む形でサーチの対象となる周波数帯域を適切な周波数帯域に補正することができる。すなわち、予め定められた周波数の信号の捕捉をより確実に行うことができる。更に、クロック信号の周波数変動に対する耐性が向上するため、より柔軟な装置設計が可能となる。

以下、本発明の実施の形態に係る信号捕捉装置について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る信号捕捉装置が使用される通信システムの構成を示すシステム構成図である。この通信システム２０は、携帯電話機１０と、携帯電話網２１と、この携帯電話網２１に接続された無線基地局２３と、携帯電話機１０の上空に配置されたＧＰＳ衛星（ここでは説明のために、４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４を示す）と、から主に構成される。

携帯電話機１０は、無線基地局２３と無線信号を送受信することによって、携帯電話網２１に配置された図示しない他の携帯電話機や固定電話機あるいは情報サーバと通信を行う。また、４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４のそれぞれから送出されるＧＰＳ信号を捕捉し、各ＧＰＳ信号から情報を抽出することによって測位を行う。このＧＰＳ信号は、１，５７５４２ＧＨｚ（ギガヘルツ）の同一の周波数の搬送波に、ＧＰＳ信号ごとに異なるＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）やＰコード（Precise CodeもしくはProtected Code）といったＰＲＮコードを重畳したものである。

図２は、図１に示す携帯電話機１０の構成を示すブロック図である。携帯電話機１０は、無線用アンテナ１０１と、無線通信部１０２と、ＧＰＳ用アンテナ１０３と、ＧＰＳ信号受信部１０４と、測位演算部１０５と、ＧＰＳ用クロック生成部１０６と、周波数比較部１０７と、基準周波数設定部１０８と、サーチ周波数制御部１０９と、測位開始指示入力部１１０と、トリガ出力部１１１と、タイマ１１２、から主に構成される。また、サーチ周波数制御部１０９は、基準補正情報格納部１２１と、サーチ範囲補正部１２２とを備えている。

また、この携帯電話機１０は、図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）と、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリと、既存のハードウェアとしての通信回路によって構成されている。すなわち、制御プログラムをＣＰＵが実行することで上記した各装置部の機能が実現する。

無線通信部１０２は、図１に示す無線基地局２３との間で無線信号の送受信を行う。無線基地局２３は、図示しないが高い周波数精度でクロック信号を生成するクロック発振器を備えており、このクロック信号を搬送周波数として使用して無線通信部１０２と無線通信を行う。無線通信部１０２は、図示しないがＰＬＬ（Phase-Locked Loop）回路を有するＡＦＣ（Automatic Frequency Control）装置を備えており、無線基地局２３から送出される無線信号の搬送波周波数に周波数同期した基準クロック信号を生成する。

ＧＰＳ信号受信部１０４は、ＧＰＳ信号をサーチするとともにこれを捕捉し、ＧＰＳ信号に含まれる情報を取得する。測位演算部１０５は、この取得された情報を基に測位のための演算を行う。すなわち、携帯電話機１０は、携帯電話網２１に接続する機能と、ＧＰＳシステムによる測位機能とを備えた移動体通信端末である。

測位開始指示入力部１１０は、図示しないがキースイッチを備えており、ＧＰＳによる測位の開始の指示を受け付ける。ＧＰＳ用クロック生成部１０６は、図示しない温度補償型水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator : TCXO）を使用して、ＧＰＳ信号受信部１０４の動作クロックとして使用されるＧＰＳクロック信号を生成する。このＧＰＳ用クロック生成部１０６は、携帯電話機１０の無線通信部１０２のＡＦＣ装置のような周波数同期は施されず、自走のクロック源である。また、温度補償型となっているものの、水晶発振器の発振周波数は周囲温度からの影響によって変動する。したがって、ＧＰＳクロック信号の周波数精度は、無線通信部１０２が出力する基準クロック信号の周波数精度よりも低くなっている。

トリガ出力部１１１は、タイマ１１２を使用して周波数比較部１０７に周波数の比較を行わせるためのトリガを出力する。周波数比較部１０７は、トリガ出力部１１１からトリガを入力されるたびに、ＧＰＳクロック信号の周波数（以下、単に「ＧＰＳクロック周波数」という。）をその理想値と比較し、その周波数の差分（以下、「クロック周波数差」という。）を周波数差情報として出力する。

基準周波数設定部１０８は、この周波数差情報を基にして、ＧＰＳクロック周波数の理想値の実際のＧＰＳクロック周波数に対する比を示す情報である基準補正情報を生成する。この基準補正情報は、ＧＰＳ信号受信部１０４がＧＰＳ信号を捕捉する際の基準となる周波数としてのサーチ基準周波数を補正するのに使用されるものである。

基準補正情報格納部１２１は、基準周波数設定部１０８から入力される基準補正情報を格納する。サーチ周波数制御部１０９は、基準補正情報格納部１２１に格納された基準補正情報に基づいて、ＧＰＳ信号受信部１０４がＧＰＳ信号を捕捉する際の基準となる周波数としてのサーチ基準周波数を補正する。サーチ範囲補正部１２２は、周波数比較部１０７から出力される周波数差情報に基づいて、ＧＰＳ信号のサーチ範囲を補正する。

図３は、図２に示すＧＰＳ信号受信部１０４の回路構成を示すものである。ＧＰＳ信号受信部１０４は、増幅回路１３１と、第１のミキサ１３２と、第１の帯域制限フィルタ１３３と、第２のミキサと１３４と、第２の帯域制限フィルタ１３５と、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３６と、第３のミキサ１３７と、積分器１３８と、周波数逓倍器１３９と、数値制御発振器（Numerical Controlled Oscillator：ＮＣＯ）１４０と、ＰＲＮコード生成部１４１と、から主に構成される。

周波数逓倍器１３９は、ＧＰＳクロック信号を逓倍してＧＰＳ信号の搬送波の周波数レベルの第１のローカル信号（周波数：ｆ_Ｌｏ１）に変換する。図２に示すＧＰＳ用アンテナ１０３で受信された受信信号は、増幅回路１３１で増幅され、第１のミキサ１３２でこの第１のローカル信号と乗算されてから、第１の帯域制限フィルタ１３３で不要な周波数成分を除去することでＧＰＳ信号は第１のＩＦ（Intermediate Frequency）周波数（ｆ_ＩＦ１）にダウンコンバートされる。数値制御発振器１４０は、ＧＰＳクロック信号を動作クロックとし、入力されるサーチ対象周波数と同一の周波数をもつ第２のローカル信号（周波数：ｆ_Ｌｏ２）を生成する。第１の帯域制限フィルタ１３３から出力される第１のＩＦ周波数に変換された受信信号は、第２のミキサ１３４でこの第２のローカル信号と乗算され、第２のＩＦ周波数（ｆ_ＩＦ２）に変換される。ここでは第２のＩＦ周波数はベースバンド相当の信号、すなわち０Ｈｚ付近としているが、第２のＩＦ周波数ｆ_Ｌｏ２はベースバンドでなくても構わない。第２のＩＦ周波数ｆ_Ｌｏ２に変換された受信信号は、第２の帯域制限フィルタ１３５で不要な周波数成分が除去される。そして、アナログデジタル変換器１３６で、デジタル信号に変換される。

ＰＲＮコード生成部１４１は、ＰＲＮコードを数値制御発振器１４０から出力されるクロック信号に同期してＰＲＮコードを生成する。アナログデジタル変換器１３６でデジタル化された受信信号は、第３のミキサ１３７でこの生成されたＰＲＮコードと乗算され、積分器１３８で積分される。すなわち、受信する信号がＧＰＳ信号であり、なおかつ数値制御発振器１４０から出力されるクロック信号がこれと周波数同期したとき、ＰＲＮコード生成部１４１が出力するＰＲＮコードとの同期が確立し、積分器１３８が出力する積分値はピークをとる。したがって、図２に示す測位演算部１０５は、この積分値を監視することによって、コード同期が確立されたか否かを判別し、ＧＰＳ信号の捕捉を検出する。

数値制御発振器１４０の設定周波数は、ＧＰＳクロック周波数が理想値に一致する前提での内容となっている。具体的には、前記した第１のローカル信号はＧＰＳクロック信号を逓倍したものであり、更に第２のローカル信号を出力する数値制御発振器１４０はＧＰＳクロック周波数が正しいものとして動作するため、その上で設定された周波数で第２のローカル信号を出力する。したがって、サーチ対象周波数をｆ_ｓと設定した場合、ＧＰＳクロック周波数をｆ_ｃｌｋ、周波数逓倍器１３９の逓倍率をＮ_１とすると、数値制御発振器１４０の設定周波数（ｆ_ｎｃｏ）を以下の式（１）で示される内容に設定することで、サーチ対象周波数ｆ_ｓをサーチすることが可能となる。

ｆ_ｎｃｏ＝ｆ_ｓ−Ｎ_１×ｆ_ｃｌｋ−ｆ_ＩＦ２……（１）

ＧＰＳクロック周波数が理想値からずれている場合には、第１のローカル信号および第２のローカル信号も周波数が想定する周波数からずれたものとなる。たとえば、ＧＰＳクロック周波数が理想値のｍ倍であった場合、出力される第１のローカル信号の周波数および第２のローカル信号の周波数も想定される周波数のｍ倍となる。したがって、これらの信号によってダウンコンバートされて出力される信号、すなわちＩＦ変換された受信信号の周波数も、指定されたサーチ対象周波数ｆ_ｓに対応するＩＦ周波数からずれたものとなる。

なお、ＧＰＳ信号の捕捉は、図１に示す４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４の全てについてそれぞれ異なるチャネルで行われる必要がある。ここでは、説明の簡便化のために、ＧＰＳ信号受信部１０４にはＧＰＳ衛星２４−１に対応する構成のみが備えられているものとするが、実際にはチャネルごとに図３に示す構成が備えられる。

以上の構成を有する携帯電話機１０について、以下、各装置部の動作を説明する。

携帯電話機１０のユーザは、測位開始指示入力部１１０のキースイッチを操作することによって任意のタイミングでＧＰＳによる測位の開始の指示を入力できる。また、測位開始指示入力部１１０は、携帯電話機１０に搭載されたアプリケーションソフトウェアあるいは携帯電話網２１側からの測位開始の指示の入力も受け付ける。測位開始指示入力部１１０は、この測位開始の指示が入力されると、その旨を示す測位開始指示情報をＧＰＳ用クロック生成部１０６およびトリガ出力部１１１に出力する。

ＧＰＳ用クロック生成部１０６は、測位開始指示情報が入力されると、温度補償型水晶発振器への電源供給を開始し、ＧＰＳクロック信号の出力を開始する。トリガ出力部１１１は、測位開始指示情報が入力されると、周波数比較部１０７に対するトリガの出力を開始する。

図４は、トリガ出力部１１１によるトリガ出力処理の流れを示すフロー図である。トリガ出力部１１１は、測位開始指示入力部１１０から測位開始指示情報を入力されると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、タイマ１１２を初期化するとともにタイマ１１２の計時を開始させ（ステップＳ２０２）、トリガを周波数比較部１０７へと出力する（ステップＳ２０３）。そして、ＧＰＳ信号のサーチがまだ終了していない場合には（ステップＳ２０４：ＮＯ）、タイマ１１２が出力する時間情報が、サーチ時間Ｓに達したか否かの判別を行う（ステップＳ２０５）。サーチ時間Ｓは、ＧＰＳ信号受信部１０４によるＧＰＳ信号のサーチ対象周波数の上下の幅がサーチ範囲の周波数幅の初期値に達する最小時間に予め設定されている。また、この最小時間はＧＰＳクロック周波数に比例して変化することから、サーチ時間Ｓの計測に使用されるタイマ１１２は、ＧＰＳクロック信号に同期して計時を行う。

トリガ出力部１１１は、タイマ１１２が出力する時間情報がサーチ時間Ｓに到達していない場合には（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０４へと戻り、到達した場合には（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２へ戻ってタイマ１１２を初期化するとともにトリガを出力する。すなわち、サーチ時間Ｓが経過するごとに、トリガが出力される。ＧＰＳ信号のサーチが終了すると（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、トリガ出力部１１１はステップＳ２０１へ戻り、新たに測位開始指示情報が入力されるのを待機する（リターン）。

なお、ＧＰＳ信号のサーチが終了するのは、たとえば、測位に必要な数のＧＰＳ衛星２４との間でコード同期を確立できたときや、後に説明する所定のサーチ範囲についてサーチを実施したものの、測位に必要な数のＧＰＳ衛星２４との間でコード同期を確立できなかったときである。この場合には、トリガ出力部１１１はステップＳ２０２へ戻り、再度一連のサーチ処理を再実行するようにしてもよい。

周波数比較部１０７は、トリガ出力部１１１からトリガを入力されると、ＧＰＳクロック周波数をその理想値と比較し、得られたクロック周波数差を、周波数差情報として基準周波数設定部１０８へと出力する。この周波数差情報は、たとえば無線通信部１０２が出力する基準クロック信号が所定回数立ち上がる区間に、ＧＰＳ用クロック生成部１０６が出力するＧＰＳクロック信号が何回立ち上がるかをカウントし、ＧＰＳクロック周波数が理想値であったときに得られるカウント値と実際のカウント値を比較することによって求めることができる。

基準周波数設定部１０８は、周波数比較部１０７から周波数差情報を入力されるたびに、基準補正情報を生成してサーチ周波数制御部１０９に出力する。ＧＰＳ信号受信部１０４では、既に説明したようにＧＰＳクロック周波数が理想値のｍ倍であった場合、出力される第１のローカル信号の周波数および第２のローカル信号の周波数も想定される周波数のｍ倍となる。また、サーチ周波数制御部１０９は、後に詳しく説明するが、サーチ対象周波数に基準補正情報を乗じたものをＧＰＳ信号受信部１０４に出力する。したがって、実際のＧＰＳクロック周波数に対するＧＰＳクロック周波数の理想値の比が基準補正情報に設定されることにより、ＧＰＳ信号受信部１０４で実際にサーチの対象となる周波数を、想定値に合わせ込むことが可能となる。したがって、基準周波数設定部１０８は、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数をｆ_１とし、入力された周波数差情報をΔｆ_１とすると、基準補正情報を、ｆ_１／（ｆ_１＋Δｆ_１）で示される値に決定する。

サーチ周波数制御部１０９は、基準周波数設定部１０８から基準補正情報を入力されるたびに、入力された周波数差情報で基準補正情報格納部１２１を更新する。また、サーチ周波数制御部１０９は、その時点に設定されたサーチ範囲の周波数幅（以下、サーチ幅という。）Ａまでサーチ範囲を広げる形で、サーチ対象周波数を決定し、決定したサーチ対象周波数を基準補正情報格納部１２１の周波数差情報に基づいて補正し、図３に示す数値制御発振器１４０へと出力する。サーチ幅Ａは、サーチ範囲補正部１２２によって適宜補正されるが、この補正については後に説明する。

図５は、サーチ周波数制御部１０９によるサーチ周波数制御処理の流れを示すフロー図である。サーチ周波数制御部１０９は、周波数比較部１０７から周波数差情報を入力されると（ステップＳ２２１：ＹＥＳ）、基準周波数設定部１０８から入力される基準補正情報で基準補正情報格納部１２１を更新するとともに、サーチ基準周波数ｆ_ｂに基準補正情報格納部１２１に格納された基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当する周波数についてのサーチを行わせる。また、サーチ基準周波数ｆ_ｂに対するサーチ対象周波数のシフト量を示すパラメータＦ_ｒに初期値「０」を設定する（ステップＳ２２２）。サーチ基準周波数ｆ_ｂには、たとえばＰＲＮコードのチップレート１．０２３ＭＨｚが設定される。

ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２２３：ＮＯ）、サーチ周波数制御部１０９は、予め定められたサーチステップΔＦ_ＳだけパラメータＦ_ｒを増加させてから（ステップＳ２２４）、サーチ基準周波数ｆ_ｂとパラメータＦ_ｒとの加算値に基準補正情報を乗じた値を数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当する周波数についてのサーチを行わせる（ステップＳ２２５）。ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２２６：ＮＯ）、サーチ基準周波数ｆ_ｂからパラメータＦ_ｒを減じた値に基準補正情報を乗じ、算出された値を数値制御発振器１４０へと出力してＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当する周波数についてのサーチを行わせる（ステップＳ２２７）。

まだＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２２８：ＮＯ）、パラメータＦ_ｒがサーチ幅Ａの２分の１（Ａ／２）を超えたか否かを判別する（ステップＳ２２９）。パラメータＦ_ｒがＡ／２を超えていない場合には（ステップＳ２２９：ＮＯ）、ステップＳ２２４へ戻り、パラメータＦ_ｒを更に増加させてＧＰＳ信号のサーチを継続する。パラメータＦ_ｒがＡ／２を超えた場合には（ステップＳ２２９：ＹＥＳ）、ステップＳ２２２へ戻り、基準補正情報のリセットを行ってからＧＰＳ信号のサーチを再開する。

ステップＳ２２２からステップＳ２２９までの処理を繰り返す間にＧＰＳ信号が捕捉されると（ステップＳ２２３：ＹＥＳ、ステップＳ２２６：ＹＥＳまたはステップＳ２２８：ＹＥＳ）、サーチ周波数制御部１０９は、再びステップＳ２２１へ戻って新たに周波数差情報が入力されるのを待機する（リターン）。

サーチ周波数制御部１０９のサーチ範囲補正部１２２は、周波数比較部１０７から２回目以降の周波数差情報を入力されるたびに、ＧＰＳ信号受信部１０４によって理想的なサーチ範囲、すなわちＧＰＳクロック周波数が理想値に一致している場合のサーチ範囲のサーチが完了したか否かを判別する。ＧＰＳクロック周波数がサーチ開始後に変動し、実際のサーチ範囲が理想的なサーチ範囲からずれてしまったことを判別した場合には、サーチ幅Ａを拡大させる。

図６は、サーチ範囲補正部１２２によるサーチ範囲補正処理の流れを示すフロー図である。サーチ範囲補正部１２２は、周波数比較部１０７から周波数差情報を入力されると（ステップＳ２４１：ＹＥＳ）、サーチ幅Ａに、初期値Ａ_０を設定する（ステップＳ２４２）。この初期値Ａ_０は、理想的なサーチ範囲の周波数幅として予め定められた値であり、サーチ幅Ａは図５のステップＳ２２９で使用されるパラメータである。

周波数差情報は、無線クロック信号に基づいて生成されているため、実際のクロック周波数差との間に誤差が生じる。また、この誤差は、無線通信部１０２の周波数精度（周波数確度）によって決まってくる。したがって、サーチ範囲の周波数幅の初期値Ａ_０は、この無線通信部１０２の周波数精度に対応する大きさが設定される。また、既に説明したように、トリガ出力部１１１に設定されるサーチ時間Ｓは、ＧＰＳ信号のサーチ対象周波数の上下の幅がサーチ範囲の周波数幅の初期値Ａ_０に達する最小時間に予め設定されている。

サーチ範囲補正部１２２は、ＧＰＳ信号の捕捉と２回目以降の周波数差情報の入力を監視し（ステップＳ２４３、ステップＳ２４４）、２回目以降の周波数差情報が入力されると（ステップＳ２４４：ＹＥＳ）、パラメータＦ_ｒに周波数差情報Δｆを加算した値と、パラメータＦ_ｒから周波数差情報Δｆを減じた値が、いずれもＡ／２より大きいか否かを判別する（ステップＳ２４５）。すなわち、実際にサーチの対象となった周波数範囲が理想的なサーチ範囲を包含するか否かを判別する。サーチ範囲補正部１２２は、パラメータＦ_ｒに周波数差情報Δｆを加算した値とパラメータＦ_ｒから周波数差情報Δｆを減じた値が、いずれもＡ／２より大きい場合には（ステップＳ２４５：ＹＥＳ）、ステップＳ２４２へ戻ってサーチ幅Ａを初期化する。

一方、パラメータＦ_ｒに周波数差情報Δｆを加算した値と、パラメータＦ_ｒから周波数差情報Δｆを減じた値のいずれかが、Ａ／２以下であるとき、実際にサーチの対象となった周波数範囲が理想的なサーチ範囲を包含しておらず、まだ理想的なサーチ範囲についてのサーチが完了していない。しかしながら、サーチ幅Ａをそのままとすると図５のステップＳ２２９でＡ／２がパラメータＦ_ｒよりも小さいと判別され、サーチがリセットされてしまう。そこで、サーチ範囲補正部１２２は、パラメータＦ_ｒに周波数差情報Δｆを加算した値とパラメータＦ_ｒから周波数差情報Δｆを減じた値のいずれかが、Ａ／２以下の場合には（ステップＳ２４５：ＮＯ）、サーチ幅Ａを更にその初期値Ａ_０だけ増加させ（ステップＳ２４６）、ステップＳ２４３へ戻る。これにより、サーチ対象周波数がリセットされることなく、ＧＰＳ信号のサーチが継続される。ＧＰＳ信号が捕捉されると（ステップＳ２４３：ＹＥＳ）、サーチ周波数制御部１０９は、再びステップＳ２４１へ戻って新たに周波数差情報が入力されるのを待機する（リターン）。

図７は、ＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を示し、縦軸は周波数を示している。説明の簡便化のため、以下、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数が、ＰＲＮコードのチップレートと同一であり、実際にＧＰＳ信号受信部１０４でサーチされる際の基準となる周波数（以下、「実サーチ基準周波数」という。）がＧＰＳクロック信号の実際の周波数に一致するものとする。また、サーチ周波数制御部１０９の基準補正情報格納部１２１には、初期値として値「１」が格納されているものとする。

ここで、第１の時刻ｔ_１に、サーチが開始されてトリガ出力部１１１からトリガが出力され、基準周波数設定部１０８およびサーチ周波数制御部１０９に周波数差情報が入力されたとする。基準補正情報は、ＰＲＮコードのチップレート、すなわちここではＧＰＳクロック信号の理想的な周波数をサーチ基準周波数ｆ_ｂとすると、基準補正情報は、ｆ_ｂ／（ｆ_ｂ＋Δｆ_１）で示される値に決定される。すると、同図に示すように、第１の時刻ｔ_１の直後には、実サーチ基準周波数ｆ_Ｓはサーチ基準周波数ｆ_ｂにほぼ一致する。

ただし、ＧＰＳ信号のＰＲＮコードのチップレートとしてのＧＰＳ信号周波数ｆ_０との間には、既に説明したように、周波数誤差Δｄが残る。しかしながら、ＧＰＳ用クロック生成部１０６の発振周波数を調整した場合に比べて、その周波数精度は数ｐｐｍ（parts per million）から１ｐｐｍ以下の値へと向上する。

サーチ基準周波数ｆ_ｂ以上の周波数帯域に設定されるサーチ対象周波数３０１を高周波側サーチ対象周波数３０１_１とし、サーチ基準周波数ｆ_ｂ以下の周波数帯域に設定されるサーチ対象周波数３０１を低周波側サーチ対象周波数３０１_２とする。図５で説明した処理により、高周波側サーチ対象周波数３０１_１は実サーチ基準周波数ｆ_Ｓを基準として時間の経過とともに増加していき、低周波側サーチ対象周波数３０１_２は実サーチ基準周波数ｆ_Ｓを基準として時間の経過とともに減少していく。

第１の時刻ｔ_１以降もＧＰＳクロック周波数（実サーチ基準周波数ｆ_Ｓ）が更に増加すると、サーチ幅Ａによって定まる実際のサーチ範囲の上限値としての実サーチ上限値ｆ_ｍａｘと実際のサーチ範囲の下限値としての実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎもそれぞれ増加する。

第１の時刻ｔ_１からサーチ時間Ｓが経過した第２の時刻ｔ_２に、トリガが出力されて周波数差情報が出力されると、サーチ範囲補正部１２２は、図６のステップＳ２４５で、実サーチ上限値ｆ_ｍａｘが理想的なサーチ範囲の上限値ｆ_ｍａｘ０を超え、かつ実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎが理想的なサーチ範囲の下限値ｆ_ｍｉｎ０未満となっているか否かを判別する。同図に示すように、第２の時刻ｔ_２では実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎが理想的なサーチ範囲の下限値ｆ_ｍｉｎ０未満ではないため、サーチ幅Ａは初期値Ａ_０だけ増加し、実サーチ上限値ｆ_ｍａｘは高周波側サーチ対象周波数３０１_１よりもＡ_０／２だけ高くなり、実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎは低周波側サーチ対象周波数３０１_２よりもＡ_０／２だけ低くなる。したがって、ＧＰＳ信号のサーチはリセットされずに継続される。

第２の時刻ｔ_２からサーチ時間Ｓが経過した第３の時刻ｔ_３にも同様に周波数差情報が出力されるが、同図に示すように実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎは理想的なサーチ範囲の下限値ｆ_ｍｉｎ０未満ではないため、サーチ幅Ａは更に増加する。そして、第４の時刻ｔ_４で低周波側サーチ対象周波数３０１_２がＧＰＳ信号周波数ｆ_０に到達し、ＧＰＳ信号が捕捉され、サーチが終了する。

同図には、第４の時刻ｔ_４でＧＰＳ信号を捕捉できなかった場合のサーチ対象周波数３０１の変化の様子についても図示する。この場合、第３の時刻ｔ_３からサーチ時間Ｓが経過した第５の時刻ｔ_５にも同様に周波数差情報が出力されるが、この時には同図に示すように実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎは理想的なサーチ範囲の下限値ｆ_ｍｉｎ０未満となっている。したがって、サーチ幅Ａは初期値Ａ_０にリセットされ、その結果、図５のステップＳ２２９でＡ／２はパラメータＦ_ｒ以下であると判別され、第５の時刻ｔ_５の直後に実サーチ基準周波数ｆ_Ｓは再びサーチ基準周波数ｆ_ｂと一致するように補正される。この結果、パラメータＦ_ｒは初期値に戻され、実サーチ基準周波数ｆ_Ｓを基点としてサーチが再開され、第６の時刻ｔ_６に周波側サーチ対象周波数３０１_２は再びＧＰＳ信号周波数ｆ_０に到達する。

図８は、参考のためにサーチ幅Ａを拡大しない場合のＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、図７に対応するものである。サーチ幅Ａを拡大しない場合、第２の時刻ｔ_２の直後に高周波側サーチ対象周波数３０１_１と低周波側サーチ対象周波数３０１_２はそれぞれ実サーチ上限値ｆ_ｍａｘおよび実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎに到達し、ＧＰＳ信号のサーチはリセットされてしまう。第２の時刻ｔ_２からサーチ時間Ｓが経過した第３の時刻ｔ_３の直後と、第３の時刻ｔ_３からサーチ時間Ｓが経過した第５の時刻ｔ_５の直後も同様である。そして、第５の時刻ｔ_５でのＧＰＳ信号のリセットの後の第７の時刻ｔ_７に、ようやく低周波側サーチ対象周波数３０１_２はＧＰＳ信号周波数ｆ_０に到達する。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、ＧＰＳ信号に周波数変動が無い場合のサーチ範囲についてのサーチが完了していない場合には、サーチ対象周波数をリセットせずに、サーチを継続させる。これにより、サーチ開始後にＧＰＳクロック周波数が変動し、実際のサーチ対象周波数がＧＰＳクロック信号の周波数が理想値のときの周波数からずれていってしまう場合でも、周波数上限値ｆ_ｍａｘあるいは周波数下限値ｆ_ｍｉｎに実際のサーチ対象周波数が到達するまでサーチ範囲の拡大を継続でき、取りこぼしのないＧＰＳ信号のサーチを実現することができる。また、ＧＰＳ信号のサーチ対象周波数の上下の幅が設定されたサーチ幅に達する時刻に、ＧＰＳ信号に周波数変動が無い場合のサーチ範囲についてのサーチが完了したか否かの判別を行うので、判別処理を最小限に抑えることができる。また、従来のサーチ対象周波数の制御処理はそのまま適用することができるため、従来の信号補足装置に対する軽微な変更で以上説明した機能を実現することができる。また、サーチ範囲を広げる周期や拡大幅が固定であるため、ソフトウェアへの影響を抑えた状態で上記したようなより確実なサーチを実現することができる。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図であり、実施の形態１の図２に対応するものである。図２と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。携帯電話機４０のサーチ周波数制御部４０９は、図２のサーチ範囲補正部１２２とは異なる処理を行うサーチ範囲補正部４２２を備えている。また、このサーチ範囲補正部４２２、新たにサーチ幅Ａおよびサーチ時間Ｓを補正するサーチ幅補正部４２３を備えている。

図１０は、サーチ範囲補正部４２２によるサーチ範囲補正処理の流れを示すフロー図であり、実施の形態１の図６に対応するものである。図６と同一部分には同一ステップ番号を付し、これについての説明を省略する。サーチ範囲補正部４２２は、２回目以降の周波数差情報を入力されたと判別し（ステップＳ２４４：ＹＥＳ）、理想的なサーチ範囲についてのサーチがまだ完了していないと判別すると（ステップＳ２４５：ＮＯ）、図９に示すサーチ幅補正部４２３に対して、実施の形態１で説明したサーチ幅Ａおよびサーチ時間Ｓの補正を行うサーチ幅補正処理を実行させ（ステップＳ５４６）、ステップＳ２４３へ戻る。

図１１は、サーチ幅補正部４２３によるサーチ幅補正処理の流れを示すフロー図である。サーチ幅補正部４２３は、周波数比較部１０７から入力された周波数差情報Δｆに基づいて、理想的なサーチ範囲の上限値ｆ_ｍａｘ０と理想的なサーチ範囲の下限値ｆ_ｍｉｎ０の両方に達するようなサーチ幅Ａを新たに設定する。すなわち、実施の形態１と同様にＧＰＳクロック信号の理想的な周波数をＰＲＮコードのチップレートと同一であるとすると、サーチ幅の初期値Ａ_０に周波数差情報Δｆを２倍したものを加算した値を、サーチ幅Ａに設定する（ステップＳ５６１）。そして、サーチ幅補正部４２３は、サーチ対象周波数３０１の上下の幅がこの決定されたサーチ幅Ａに到達する最小時間を演算し（ステップＳ５６２）、演算結果をトリガ出力部１１１へ出力し、実施の形態１の図４のステップＳ２０５での判別に使用されるサーチ時間Ｓに設定して（ステップＳ５６３）、処理を終了する（エンド）。

設定すべきサーチ時間Ｓは、高周波側サーチ対象周波数３０１_１の増加速度および低周波側サーチ対象周波数３０１_２の減少速度の絶対値が同一であり、これを周波数サーチ速度Ｖ_Ｓとすると、たとえば以下の式（２）で演算することができる。

Ｓ＝｛（Ａ_０／２）＋Δｆ−Ｆ_ｒ｝／Ｖ_Ｓ ……（２）

周波数サーチ速度Ｖ_Ｓは、サーチ周波数制御部４０９に設定されているサーチステップΔＦと、ＧＰＳ信号受信部１０４のサーチ能力によって決定されるパラメータである。このようにして、サーチ幅Ａとサーチ時間Ｓは周波数差情報Δｆに応じて補正される。

図１２は、ＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、実施の形態１の図７に対応するものである。図７と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。

第１の時刻ｔ_１から第１のサーチ時間Ｓ_１が経過した第２の時刻ｔ_２にサーチ周波数制御部４０９に周波数差情報が入力されたとする。この第１のサーチ時間Ｓ_１は、実施の形態１のサーチ時間Ｓと同一である。サーチ範囲補正部４２２は、ＧＰＳ信号のサーチをリセットせずに継続させるが、図１１で説明した処理によって、サーチ幅補正部４２３はサーチ幅Ａとサーチ時間Ｓを補正する。したがって、第２の時刻ｔ_２の直後には、実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎは理想的なサーチ範囲の下限値ｆ_ｍｉｎ０に一致し、低周波側サーチ対象周波数３０１_２が実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎに一致するのに要する第２のサーチ時間Ｓ_２が経過した第３の時刻に、トリガ出力部１１１からトリガが出力され、サーチ周波数制御部４０９に周波数差情報が入力される。

第３の時刻ｔ_３にも同様にサーチ幅Ａとサーチ時間Ｓが補正され、第４の時刻ｔ_４で低周波側サーチ対象周波数３０１_２がＧＰＳ信号周波数ｆ_０に到達し、ＧＰＳ信号が捕捉され、サーチが終了する。

同図には、ＧＰＳ信号の電波強度が弱く、第４の時刻ｔ_４で捕捉できなかった場合のサーチ対象周波数３０１の変化の様子についても図示する。この場合、第３の時刻ｔ_３までと同様に第３の時刻ｔ_３から第３のサーチ時間Ｓ_３が経過した第５の時刻ｔ_５と、その後の第６の時刻ｔ_６でサーチ幅Ａとサーチ時間Ｓを補正する。ここで、第６の時刻ｔ_６の後に、サーチ幅Ａとサーチ時間Ｓの演算が行われてその結果が反映されるよりも先に、パラメータＦ_ｒがＡ／２を超え、低周波側サーチ対象周波数３０１_２が実サーチ下限値ｆ_ｍｉｎ未満となったとする。すると、第６の時刻ｔ_６の直後の第７の時刻ｔ_７には、実サーチ基準周波数ｆ_Ｓは再びサーチ基準周波数ｆ_ｂと一致するように補正され、パラメータＦ_ｒは初期値に戻され、実サーチ基準周波数ｆ_Ｓを基点としてサーチが再実行される。

ただし、サーチ開始後時間が経過してＧＰＳクロック信号の周波数変動が少なくなると、サーチ範囲の変更が頻繁に行われるようになるため、図７でサーチがリセットされる時刻よりも、図１２でサーチがリセットされる第７の時刻ｔ_７のほうが早い。したがって、ＧＰＳ信号を捕捉できなかった場合に以降の再サーチをより早く実行することができ、たとえば１回目のサーチによる捕捉失敗が一時的なＧＰＳ信号の信号レベルの低下であったような場合に、２回目以降にＧＰＳ信号周波数ｆ_０をサーチの対象とする時刻をより早めることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、サーチ幅Ａとサーチ時間Ｓを理想的なサーチ範囲についてのサーチを行う最小限の値に抑えるように設定するので、理想的なサーチ範囲以外の周波数帯域についてのサーチが行われる時間を低減させることができ、より早くサーチをリセットすることができる。すなわち、２回目以降にＧＰＳ信号周波数ｆ_０をサーチの対象とする時刻をより早めることができ、より早くＧＰＳ信号を捕捉することが可能となる。

（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図であり、実施の形態１の図２に対応するものである。図２と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。携帯電話機６０は、図示しない温度センサを用いてＧＰＳ用クロック生成部１０６の温度補償型水晶発振器の周辺温度の変化を判定し、その判定結果に基づいてトリガを出力する温度変化判定部６１３を備えている。また、携帯電話機６０は、トリガ出力部１１１と温度変化判定部６１３のいずれかからトリガが出力されると、周波数比較部１０７に周波数の比較を行わせるためのトリガを出力するタイミング制御部６１４を備えている。トリガ出力部１１１は周波数比較部１０７に接続されておらず、トリガ出力部１１１から出力されるトリガは、タイミング制御部６１４に入力される。測位開始指示入力部１１０から出力される測位開始指示情報は、温度変化判定部６１３にも入力される。

図１４は、温度変化判定部６１３による温度変化判定処理の流れを示すフロー図である。温度変化判定部６１３は、図１３に示す測位開始指示入力部１１０から測位開始指示情報を入力されると（ステップＳ７０１：ＹＥＳ）、温度センサで検出されるＧＰＳ用クロック生成部１０６の温度補償型水晶発振器の周辺温度（以下、発振器温度という。）を取得し、これを記憶する（ステップＳ７０２）。

ＧＰＳ信号のサーチが終了していない場合には（ステップＳ７０３：ＮＯ）、温度変化判定部６１３は、再び発振器温度を取得し、取得した発振器温度からステップＳ７０２で記憶した発振器温度を差し引いて温度変動値Δｈを演算する（ステップＳ７０４）。そして、演算された温度変動値Δｈが所定値Ｈ以上であるか否かを判別する（ステップＳ７０５）。

温度変動値Δｈが所定値Ｈ未満である場合には（ステップＳ７０５：ＮＯ）、温度変化判定部６１３は、ステップＳ７０３へ戻る。一方、温度変動値Δｈが所定値Ｈ以上である場合には（ステップＳ７０５：ＹＥＳ）、温度変化判定部６１３は、発振器温度が大きく変動しＧＰＳ信号の周波数も大きく変動したと判定し、サーチ範囲を拡大するためにトリガをタイミング制御部６１４へ出力する（ステップＳ７０６）。そして、ステップＳ７０２へ戻り、発振器温度を記憶し、ステップＳ７０３からステップＳ７０５までの処理を繰り返す。すなわち、サーチ範囲の補正が行われるたびに、ステップＳ７０４での演算の基準となる発振器温度が更新される。そして、ＧＰＳ信号のサーチが終了すると（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、再びステップＳ７０１へ戻って新たに測位開始指示情報が入力されるのを待機する（リターン）。

このようにして、タイミング制御部６１４には、温度変動値Δｈが所定値Ｈだけ変動するたびに、温度変化判定部６１３からトリガが入力される。また、タイミング制御部６１４には、実施の形態１の図４に示す処理によって、トリガ出力部１１１からもサーチ時間Ｓを周期としてトリガが繰り返し入力される。タイミング制御部６１４は、トリガ出力部１１１からトリガが入力されるときと、温度変化判定部６１３からトリガが入力されるときの両方とも、周波数比較部１０７にトリガを出力する。

図１５は、ＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、実施の形態１の図７に対応するものである。図７と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。

第１の時刻ｔ_１からサーチ時間Ｓが経過した第２の時刻ｔ_２と第２の時刻ｔ_２からサーチ時間Ｓが経過した第３の時刻ｔ_３のそれぞれでサーチ幅Ａが増大するのは、実施の形態１と同様である。本実施の形態では、更に温度変化判定部６１３から入力されるトリガに対応して、第１１〜第３１の時刻ｔ_１１〜ｔ_３１にもサーチ幅Ａが増大するようになっている。このようにして、ＧＰＳ信号のサーチ対象周波数の上下の幅がサーチ範囲の周波数幅の初期値に達する最小時間の計測や、サーチ対象周波数が理想的なサーチ範囲の上限値と下限値の両方に達する最小時間の計測を行うことなく、発振器温度の変化をトリガとしてサーチ範囲を拡大することができる。

なお、以上説明した各実施の形態では、ＧＰＳクロック信号の比較の対象として、無線基地局との通信で得られるクロック信号を基準クロック信号として使用するようにしたが、他のクロック信号を使用してもよい。たとえば、あるチャネルでＧＰＳ信号を捕捉できた場合に、そのＧＰＳ信号の搬送波周波数に同期する形で得られるクロック信号を、他のチャネルでのサーチに基準クロック信号として使用するようにしてもよい。また、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数がＰＲＮコードのチップレートと同一であるものとして説明を行ったが、当然ながらこれに限定されるものではない。周波数比較部が出力する周波数差情報に、ＰＲＮコードのチップレートをＧＰＳクロック信号の理想値で除した値を乗じることによって、同様に適用することが可能である。更に、ＧＰＳ機能を有する携帯電話機に本願発明を適用する場合について説明したが、これに限るものではなく、周波数が変動する可能性のあるクロック信号を使用して所定の周波数の信号の捕捉を試みるような他の各種装置に適用できることは勿論である。

本願発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送出される信号を捕捉する機能を有する移動体通信端末に用いるに好適である。

本発明の実施の形態１に係る信号捕捉装置が使用される通信システムの構成を示すシステム構成図 本発明の実施の形態１に係る携帯電話機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＧＰＳ信号受信部の回路構成を示す回路構成図 本発明の実施の形態１に係るトリガ出力部によるトリガ出力処理の流れを示すフロー図 本発明の実施の形態１に係るサーチ周波数制御部によるサーチ周波数制御処理の流れを示すフロー図 本発明の実施の形態１に係るサーチ範囲補正部によるサーチ範囲補正処理の流れを示すフロー図 本発明の実施の形態１に係るＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図 参考のためにサーチ幅を拡大しない場合のＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図 本発明の実施の形態２に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るサーチ範囲補正部によるサーチ範囲補正処理の流れを示すフロー図 本発明の実施の形態２に係るサーチ幅補正部によるサーチ幅補正処理の流れを示すフロー図 本発明の実施の形態２に係るＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図 本発明の実施の形態３に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る温度変化判定部による温度変化判定処理の流れを示すフロー図 本発明の実施の形態３に係るＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図 従来のＧＰＳ信号のサーチの様子の一例を示す説明図

符号の説明

１０、４０、６０ 携帯電話機
２０ 通信システム
２１ 携帯電話網
２３ 無線基地局
２４ ＧＰＳ衛星
１０１ 無線用アンテナ
１０２ 無線通信部
１０３ ＧＰＳ用アンテナ
１０４ ＧＰＳ信号受信部
１０５ 測位演算部
１０６ ＧＰＳ用クロック生成部
１０７ 周波数比較部
１０８ 基準周波数設定部
１０９、４０９ サーチ周波数制御部
１１０ 測位開始指示入力部
１１１ トリガ出力部
１１２ タイマ
１２１ 基準補正情報格納部
１２２、４２２ サーチ範囲補正部
１３１ 増幅回路
１３２ 第１のミキサ
１３３ 第１の帯域制限フィルタ
１３４ 第２のミキサ
１３５ 第２の帯域制限フィルタ
１３６ アナログデジタル変換器
１３７ 第３のミキサ
１３８ 積分器
１３９ 周波数逓倍器
１４０ 数値制御発振器
１４１ ＰＲＮコード生成部
４２３ サーチ幅補正部
６１３ 温度変化判定部
６１４ タイミング制御部

Claims (7)

1. 所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出手段と、
   前記クロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段と、
   前記信号受信手段に対して、前記クロック信号の周波数と所定の周波数幅とにより定まる第１の周波数帯域を対象としてサーチを実行させるサーチ周波数制御手段と、
   前記クロック周波数差検出手段による検出結果に基づいて、前記信号受信手段によってサーチされる前記第１の周波数帯域が、前記クロック信号の周波数の理想値と前記所定の周波数幅とにより定まる第２の周波数帯域を包含するか否かを判別し、包含しないと判別したとき、前記第１の周波数帯域を拡大させるサーチ範囲補正手段と、
   を具備することを特徴とする信号捕捉装置。
2. 前記サーチ周波数制御手段は、時間の経過とともに増加する所定のパラメータの値を前記クロック信号の周波数に加算した周波数と、前記クロック信号の周波数に前記所定のパラメータの値を符号反転させた値を加算した周波数を対象として、前記信号受信手段に対してサーチを行わせ、
   前記サーチ範囲補正手段は、前記所定のパラメータの値が前記第１の周波数帯域の周波数幅の半分に達するごとに、前記第１の周波数帯域が前記第２の周波数帯域を包含するか否かを判別することを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
3. 前記サーチ範囲補正手段は、前記クロック周波数差検出手段による検出結果に基づいて、前記第２の周波数帯域の上限値以上の周波数と前記第２の周波数帯域の下限値以下の周波数の両方が前記信号受信手段によってサーチされたか否かを判別することを特徴とする請求項２記載の信号捕捉装置。
4. 前記サーチ周波数制御手段は、前記サーチ範囲補正手段が前記第１の周波数帯域が前記第２の周波数帯域を包含すると判別し、かつ前記信号受信手段による信号の捕捉が完了していないとき、前記所定のパラメータおよび前記第１の周波数帯域を初期化し、
   前記信号受信手段は、前記所定のパラメータおよび前記第１の周波数帯域が初期化されるごとに前記クロック信号の周波数を前記クロック周波数差検出手段による検出結果に基づいて補正することを特徴とする請求項２記載の信号捕捉装置。
5. 前記サーチ範囲補正手段は、固定値の周波数幅ずつ前記第１の周波数帯域を拡大させることを特徴とする請求項４記載の信号捕捉装置。
6. 前記サーチ範囲補正手段は、前記第１の周波数帯域が前記第２の周波数帯域を包含する最小の周波数幅だけ前記第１の周波数帯域を拡大させることを特徴とする請求項４記載の信号捕捉装置。
7. 所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出ステップと、
   前記クロック周波数差検出ステップの検出結果に基づいて、前記クロック信号の周波数と所定の周波数幅とにより定まる第１の周波数帯域が、前記クロック信号の周波数の理想値と前記所定の周波数幅とにより定まる第２の周波数帯域を包含するか否かを判別するサーチ範囲判別ステップと、
   前記サーチ範囲判別ステップで前記第１の周波数帯域が前記第２の周波数帯域を包含しないと判別されたとき、前記第１の周波数帯域を拡大させるサーチ範囲補正ステップと、
   を具備することを特徴とする信号捕捉方法。
   

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