JP5880143B2

JP5880143B2 - 受信方法

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Publication number: JP5880143B2
Application number: JP2012046254A
Authority: JP
Inventors: 英生笹原; 村木　清孝; 清孝村木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: JP2013181854A; US20130229304A1; US9091756B2

Description

本発明は、航法メッセージを搬送する衛星信号を受信する方法等に関する。

測位用信号を利用した測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られており、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された受信装置に利用されている。ＧＰＳでは、ＧＰＳ受信機の計時時刻を用いて、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から受信装置までの擬似距離等を求め、最終的に位置計算を行う。

ＧＰＳ衛星は、衛星軌道や時刻等に関する情報を、航法メッセージに含めて５０ｂｐｓ（bit per second）のビットレートで送信している。１つの航法メッセージは１つのマスターフレームで構成されており、１つのマスターフレームは１５００ビットでなる２５個のフレームで構成される。全ての航法メッセージを取得するためにはマスターフレームを構成する２５フレームを受信する必要があり、それには１２.５分の時間を要する。

ＧＰＳ衛星信号の受信環境は、受信装置の位置等によって変化する。弱電界環境では、受信信号の信号強度が微弱となるために、航法メッセージのビット値の変化（ビット遷移）を正確に検知できず、受信信号の復調を誤る可能性がある。そこで、受信信号の復調の正否を判定する手法が考案されている（例えば特許文献１）。

特表２００８−５４１６２９号公報

特許文献１にも開示されているが、航法メッセージの各サブフレームに含まれる各ワードそれぞれについて、その末尾に格納される６ビットのパリティビットを利用して、予め規約された演算式に従った検査を行う誤り検出が知られている。しかし、例えば１ビットの復調エラーで受信データが破棄されるのは非効率である。この場合、衛星軌道計算に必要なパラメーターの収集に多大な時間を要することとなり、初期定点化時間（ＴＴＦＦ（Time To First Fix））の増大を招くという問題がある。

本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、復調エラーが生じた受信データを救済するための新しい手法を提案することにある。

以上の課題を解決するための第１の形態は、航法メッセージを搬送する衛星信号を受信することと、前記受信した信号を復調することと、前記復調した復調データに含まれる誤り検出符号を用いて、前記復調データの中から誤りビットを検出することと、前記復調データを所与の照合用データと照合して不一致ビットを検出することと、前記誤りビットと前記不一致ビットとの異同に基づいて、前記復調データの採否を判定することと、前記判定により採用と判定された場合に前記復調データを訂正することと、を含む受信方法である。

また、他の形態として、航法メッセージを搬送する衛星信号を受信する受信部と、前記受信部で受信された信号を復調する復調部と、前記復調部で復調された復調データに含まれる誤り検出符号を用いて、前記復調データの中から誤りビットを検出する誤りビット検出部と、前記復調データを所与の照合用データと照合して不一致ビットを検出する不一致ビット検出部と、前記誤りビットと前記不一致ビットとの異同に基づいて、前記復調データの採否を判定する採否判定部と、前記採否判定部により採用と判定された場合に前記復調データを訂正する訂正部と、を備えた受信装置を構成することとしてもよい。

この第１の形態等によれば、航法メッセージを搬送する衛星信号を受信した信号を復調し、当該復調データに含まれる誤り検出符号を用いて、復調データの中から誤りビットを検出する。誤りビットが検出できれば復調データを訂正可能ではある。しかし、誤り検出符号を正しく復調できなかった場合等においては、誤りビットの検出自体が誤っている可能性も否定できない。そこで、復調データを所与の照合用データと照合して不一致ビットを検出し、誤りビットと不一致ビットとの異同に基づいて、復調データの採否を判定する。そして、採用と判定した場合に復調データを訂正する。これにより、復調データの採否を適切に判定した上で、復調エラーが生じた受信データを救済することが可能となる。

また、第２の形態として、第１の形態の受信方法において、前記復調データは、前記航法メッセージのデータフォーマットに従った所定の搬送データ単位毎のデータ（以下、「ワードデータ」と称す。）で構成され、前記誤りビットを検出することは、ワードデータ毎に誤りビットを検出することであり、前記不一致ビットを検出することは、軌道計算用パラメーターが格納されたワードデータについて、前記復調データを前記照合用データと照合することであり、前記採否を判定することは、軌道計算用パラメーターが格納されたワードデータの採否を判定することである、受信方法を構成することとしてもよい。

この第２の形態によれば、ワードデータを１つの処理単位として誤りビットの検出を行う。また、軌道計算用パラメーターが格納されたワードデータについて、その復調データを照合用データと照合することで、軌道計算用パラメーターが格納されたワードデータの採否を判定することができる。

また、第３の形態として、第２の形態の受信方法において、前記採否を判定することは、ワードデータのうちの軌道計算用パラメーターのビット部分について、所与の判定用ビット部分で前記誤りビットと前記不一致ビットとが同一であれば、当該判定用ビット部分以外で前記誤りビットと前記不一致ビットとが異なる場合でも、当該ワードデータを採用と判定することを含む、受信方法を構成することとしてもよい。

この第３の形態によれば、ワードデータのうちの軌道計算用パラメーターのビット部分について、所与の判定用ビット部分で誤りビットと不一致ビットとが同一であれば、当該判定用ビット部分以外で誤りビットと不一致ビットとが異なる場合でも、当該ワードデータを採用と判定する。これにより、例えば、軌道計算用パラメーターの上位桁が格納されたビット部分で誤りビットと不一致ビットとが同一であれば、当該ワードデータを採用と判定することができる。

また、第４の形態として、第２の形態の受信方法において、前記採否を判定することは、ワードデータのうちの軌道計算用パラメーターのビット部分について、前記不一致ビットのうちの最上位の不一致ビットが前記誤りビットでない場合に、当該ワードデータを不採用と判定することを含む、受信方法を構成することとしてもよい。

この第４の形態によれば、ワードデータのうちの軌道計算用パラメーターのビット部分について、不一致ビットのうちの最上位の不一致ビットが誤りビットでない場合に、当該ワードデータを不採用と判定する。これにより、例えば、ワードデータのうちの軌道計算用パラメーターのビット部分について、誤りビットではない不一致ビットが当該誤りビットよりも上位のビットに存在するような場合に、当該ワードデータを不採用と判定することができる。

また、第５の形態として、第３又は第４の形態の受信方法において、前記採否を判定することは、ワードデータ中に複数の軌道計算用パラメーターが含まれている場合、それぞれの軌道計算用パラメーターのビット部分を用いて前記判定を行うことを含む、受信方法を構成することとしてもよい。

この第５の形態によれば、ワードデータ中に複数の軌道計算用パラメーターが含まれている場合、それぞれの軌道計算用パラメーターのビット部分を用いて当該ワードデータの採否判定を行うことで、採否判定の確度を向上させることができる。

また、第６の形態として、第２の形態の受信方法において、前記採否を判定することは、ワードデータに格納されている軌道計算用パラメーターに応じて当該ワードデータの採否の判定条件を変更して前記判定を行うことを含む、受信方法を構成することとしてもよい。

この第６の形態によれば、ワードデータに格納されている軌道計算用パラメーターに応じて当該ワードデータの採否の判定条件を変更して採否の判定を行うことで、採否判定を柔軟に行うことができる。

また、第７の形態として、第１〜第６の何れかの形態の受信方法において、長期予測暦を用いて前記照合用データを生成することを更に含む、受信方法を構成することとしてもよい。

長期予測暦は、衛星信号に搬送されている予測暦と比べて有効期間の長い予測暦である。第７の形態によれば、この長期予測暦を用いることで、復調データの照合に適した照合用データを簡単に生成することができる。

携帯型電話機の機能構成の一例を示す図。ベースバンド処理回路部の回路構成の一例を示す図。軌道計算用パラメーター格納ワードの説明図。ワード定義データのデータ構成の一例を示す図。ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。受信処理の流れを示すフローチャート。復調データ採否判定処理の流れを示すフローチャート。復調データ採否判定の具体例の説明図。

以下、本発明を適用した好適な実施形態の一例について説明する。本実施形態は、衛星測位システムの一種であるＧＰＳ（Global Positioning System）を適用した実施形態である。航法メッセージを搬送するＧＰＳ衛星信号を受信する受信装置を備えた電子機器の一例として、携帯型電話機に本発明を適用した場合の実施形態について説明する。但し、本発明を適用可能な形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。

１．構成
１−１．携帯型電話機の構成
図１は、本実施形態における携帯型電話機１の機能構成の一例を示すブロック図である。携帯型電話機１は、ＧＰＳアンテナ５と、ＧＰＳ受信部１０と、ホスト処理部３０と、操作部４０と、表示部５０と、音出力部５５と、携帯電話用アンテナ６０と、携帯電話用無線通信回路部７０と、記憶部８０と、時計部９０とを備えて構成される。

ＧＰＳアンテナ５は、ＧＰＳ衛星から発信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナであり、受信信号をＧＰＳ受信部１０に出力する。ＧＰＳ衛星信号は、拡散符号の一種であるＣ／Ａ（Coarse and Acquisition）コードによって、スペクトラム拡散方式として知られるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式によって変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。Ｃ／Ａコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号であり、各ＧＰＳ衛星に固有のコードである。

ＧＰＳ受信部１０は、ＧＰＳアンテナ５から出力された信号に基づいて携帯型電話機１の位置を算出する回路或いは装置であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックである。本実施形態では、ＧＰＳ受信部１０が受信装置に相当する。

ＧＰＳ受信部１０は、ＲＦ受信回路部１１と、ベースバンド処理回路部２０とを備えて構成される。なお、ＲＦ受信回路部１１と、ベースバンド処理回路部２０とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。

ＲＦ受信回路部１１は、ＲＦ信号の受信回路であり、航法メッセージを搬送するＧＰＳ衛星信号を受信する受信部に相当する。ＲＦ受信回路部１１の回路構成としては、例えば、ＧＰＳアンテナ５から出力されたＲＦ信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、デジタル信号を処理する受信回路を構成してもよい。また、ＧＰＳアンテナ５から出力されたＲＦ信号をアナログ信号のまま信号処理し、最終的にＡ／Ｄ変換することでデジタル信号をベースバンド処理回路部２０に出力する構成としてもよい。

後者の場合には、例えば、次のようにＲＦ受信回路部１１を構成することができる。すなわち、所定の発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、ＧＰＳアンテナ５から出力されたＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」と称す。）にダウンコンバートする。そして、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換して、ベースバンド処理回路部２０に出力する。

ベースバンド処理回路部２０は、ＲＦ受信回路部１１で受信されたＧＰＳ衛星信号の受信信号に対して、キャリア除去や相関演算等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉する。そして、ＧＰＳ衛星信号から抽出した時刻情報や衛星軌道情報等を利用して、携帯型電話機１の位置や時計誤差を算出する。

ホスト処理部３０は、記憶部８０に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯型電話機１の各部を統括的に制御するプロセッサーであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを有して構成される。ホスト処理部３０は、ベースバンド処理回路部２０から取得した位置座標を元に、表示部５０に現在位置を指し示した地図を表示させたり、その位置座標を各種のアプリケーション処理に利用する。

操作部４０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等を有して構成される入力装置であり、押下されたキーやボタンの信号をホスト処理部３０に出力する。この操作部４０の操作により、通話要求やメール送受信要求、各種アプリケーション実行要求、位置算出要求等の各種指示入力がなされる。

表示部５０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を有して構成される表示装置であり、ホスト処理部３０から出力される表示信号に基づいた各種表示を行う。表示部５０には、位置表示画面や時刻情報等が表示される。

音出力部５５は、スピーカー等を有して構成される音出力装置であり、ホスト処理部３０から出力される音出力信号に基づいた各種音出力を行う。音出力部５５からは、通話中の音声や、各種アプリケーションに係る音声ガイダンス等が音出力される。

携帯電話用アンテナ６０は、携帯型電話機１の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。

携帯電話用無線通信回路部７０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。

記憶部８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置を有して構成され、ホスト処理部３０が携帯型電話機１を制御するためのシステムプログラムや、各種アプリケーション処理を実行するための各種プログラムやデータ等を記憶する。

時計部９０は、携帯型電話機１の内部時計であり、水晶振動子及び発振回路でなる水晶発振器等を有して構成される。時計部９０の計時時刻は、ベースバンド処理回路部２０及びホスト処理部３０に随時出力される。時計部９０の計時時刻は、ベースバンド処理回路部２０によって算出された時計誤差に基づき補正される。

１−２．ベースバンド処理回路部の回路構成
図２は、ベースバンド処理回路部２０の回路構成の一例を示す図であり、本実施例に係わる回路ブロックを中心に記載した図である。ベースバンド処理回路部２０は、主要な構成として、処理部２１と、記憶部２３とを備える。

処理部２１は、ベースバンド処理回路部２０の各機能部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサーを有して構成される。処理部２１は、主要な機能部として、衛星捕捉部２１１と、位置算出部２１９とを有する。

衛星捕捉部２１１は、ＧＰＳ衛星の捕捉（ＧＰＳ衛星信号の捕捉）を行う機能部である。具体的には、ＲＦ受信回路部１１から出力されるデジタル化された受信信号に対して、キャリア除去や相関演算等のデジタル信号処理を実行し、そのデジタル信号処理の結果に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する。

本実施形態において、衛星捕捉部２１１は、復調部２１３と、誤りビット検出部２１４と、不一致ビット検出部２１５と、採否判定部２１６と、訂正部２１７とを有する。但し、これらの機能部は、一実施例として記載したに過ぎず、必ずしもこれら全ての機能部を必須構成要素としなければならないわけではない。また、これら以外の機能部を必須構成要素としてもよい。

復調部２１３は、ＲＦ受信回路部１１によって受信されたＧＰＳ衛星信号の受信信号を復調する。本実施形態では、復調部２１３が復調したデータのことを「復調データ」と称する。受信信号を正しく復調できた場合には、復調データは、航法メッセージのデータとなる。航法メッセージは、ワードと呼ばれる搬送データ単位でデータを搬送している。ワードは、航法メッセージのデータフォーマットに従った所定の搬送データ単位の一種である。本実施形態では、復調データのうち、ワード単位の復調データのことを「復調ワードデータ」と称して説明する。

復調ワードデータについては、先ず、パリティチェック処理が行われる。
パリティチェック処理では、予め規約されたパリティチェック用の演算式に従って、復調ワードデータに対するパリティチェックを行う。なお、ＧＰＳで規約されたパリティチェックの演算式それ自体は公知であるため、ここでは説明を省略する。

パリティチェック処理でエラーとなった復調ワードデータについては、誤りビット検出部２１４による誤りビットの検出が行われる。誤りビット検出部２１４は、復調データに含まれる誤り検出符号を用いて、復調データの中から誤りビットを検出する。

具体的には、復調ワードデータに復調エラーが生じていなければ、復調ワードデータに含まれるパリティビット（以下、「復調パリティビット」と称す。）の値と、パリティチェック用の演算式に従って演算したパリティビット（以下、「演算パリティビット」と称す。）の値とは一致する。復調エラーが生じている場合には一致しない。

しかし、復調エラーが生じたビットが１ビットであれば、検査符号の一種であるハミング符号を用いることで、復調エラーが生じたビットを特定することができる。誤りビット検出部２１４は、このようにして誤りビットを特定（検出）する。なお、この検出方法もＧＰＳで規約された方法である。

また、パリティチェック処理でエラーとなった復調ワードデータについては、不一致ビット検出部２１５による不一致ビットの検出が行われる。不一致ビット検出部２１５は、復調データを、記憶部２３に記憶されている照合用データと照合して不一致ビットを検出する。

誤りビット検出部２１４及び不一致ビット検出部２１５は、ＧＰＳ衛星の軌道計算のために必要なパラメーター（以下、「軌道計算用パラメーター」と称す。）が格納されたワード（以下、「軌道計算用パラメーター格納ワード」と称す。）に相当する復調ワードデータを対象として、誤りビット及び不一致ビットの検出を行う。

軌道計算用パラメーターとしては、例えば、“Ｃ_rs”、“Δｎ”、“Ｍ₀”、“Ｃ_uc”、“ｅ”、“Ｃ_us”、“（Ａ）^1/2”、“ｔ_oe”、“Ｃ_ic”、“Ω₀”、“Ｃ_is”、“ｉ₀”、“Ｃ_rc”、“ω”、“ＯＭＥＧＡＤＯＴ”、“ＩＤＯＴ”の１６個のパラメーターを挙げることができる。これらのパラメーターは、第２サブフレーム及び第３サブフレームの第３ワード〜第１０ワードに格納されている。

図３は、軌道計算用パラメーター格納ワードの説明図である。図３（１）に示すように、航法メッセージの各ワードは、２４ビットのデータ部と、６ビットのパリティ部とを有して構成される。軌道計算用パラメーター格納ワードには、１つの軌道計算用パラメーターが格納されたワード（以下、「単一ワード」と称す。）と、複数の軌道計算用パラメーターが格納されたワード（以下、「複合ワード」と称す。）とがある。

単一ワードには、図３（２）に示すように、データ部全体に亘って１つの軌道計算用パラメーター（パラメーターＡ）が格納されるワードと、一部に軌道計算用パラメーター（パラメーターＢ）が格納されるワードとがある。

一方、複合ワードには、図３（３）に示すように、２種類の軌道計算用パラメーター（パラメーターＣ及びパラメーターＤ）が格納される。

本実施形態では、図３（４）に示すように、単一ワード又は複合ワードに格納されたパラメーターについて、その先頭側のビットを上位ビットとし、末尾側のビットを下位ビットとして説明する。上位ビット側にはパラメーターの上位桁寄りの値が格納され、下位ビット側には下位桁寄りの値が格納される。

図２の説明に戻り、採否判定部２１６は、誤りビット検出部２１４によって検出された誤りビットと不一致ビット検出部２１５によって検出された不一致ビットとの異同に基づいて、復調データの採否を判定する。本実施形態において、採否判定部２１６は、ワード単位で復調データの採否を判定する。

訂正部２１７は、採否判定部２１６によって採用と判定された場合に復調データを訂正する。本実施形態において、訂正部２１７は、ワード単位で復調データを訂正する。

位置算出部２１９は、各捕捉衛星それぞれについて復調結果として取得した最終データと、各捕捉衛星それぞれについて取得したメジャメント情報とを用いて、所定の位置算出処理を行うことで、携帯型電話機１の位置（位置座標）及び時計誤差（クロックバイアス）を算出する。位置算出処理は、例えば、最小二乗法やカルマンフィルター等の手法を適用した処理として実現可能である。

記憶部２３は、ベースバンド処理回路部２０のシステムプログラムや、衛星捕捉機能、位置算出機能といった各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶する。また、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。

記憶部２３には、プログラムとして、処理部２１により読み出され、ベースバンド処理（図５参照）として実行されるベースバンド処理プログラム２３１が記憶されている。ベースバンド処理プログラム２３１は、受信処理（図６参照）として実行される受信プログラム２３１Ａと、復調データ採否判定処理（図７参照）として実行される復調データ採否判定プログラム２３１Ｂとをサブルーチンとして含む。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。

また、記憶部２３には、主要なデータとして、ワード定義データ２３２と、長期予測暦２３４と、衛星別照合用データ２３５と、衛星別復調データ２３６と、衛星別最終データ２３７と、算出結果データ２３８とが記憶される。

ワード定義データ２３２は、航法メッセージの搬送データ単位であるワードの情報を定めたデータであり、そのデータ構成例を図４に示す。ワード定義データ２３２には、ワード識別情報２３２Ａと、ワード種別２３２Ｂと、格納パラメーター２３２Ｃとが対応付けて記憶されている。

ワード識別情報２３２Ａは、各ワードをユニークに識別するための情報であり、例えばサブフレームＩＤとワードＩＤとを対応付けた識別情報が定められている。
ワード種別２３２Ｂは、当該ワードの種別であり、単一ワードを表す「単一」及び複合ワードを表す「複合」の何れかが定められている。但し、軌道計算用パラメーターが格納されていないワードには「−（無し）」が定められている。
格納パラメーター２３２Ｃは、当該ワードに格納されている軌道計算用パラメーター及びその格納ビットが対応付けて定められている。

長期予測暦２３４は、所定期間分のＧＰＳ衛星毎の予測暦が記憶されたデータである。通常の予測暦は有効期間が２時間〜４時間程度と短いのに対し、長期予測暦２３４は、例えば２日〜７日といった長期間に亘るＧＰＳ衛星毎の予測暦のパラメーター値が格納されている。長期予測暦２３４は、例えば、携帯型電話機１からインターネットに接続して、長期予測暦２３４の生成や提供を行うサーバーから定期的にダウンロードするなどして取得する構成を適用可能である。

衛星別照合用データ２３５は、不一致ビット検出部２１５が不一致ビットの検出に用いる照合用データが、ＧＰＳ衛星別に記憶されたデータである。本実施形態では、処理部２１が、予め取得した長期予測暦２３４を用いて照合用データをＧＰＳ衛星毎に生成する。照合用データは、復調データとのワード単位及びビット単位での照合を可能とするように、航法メッセージのデータフォーマットに従って同じフォーマットのデータとして生成する。

衛星別復調データ２３６は、受信部によって復調された復調データが、ＧＰＳ衛星別に記憶されたデータである。

衛星別最終データ２３７は、位置算出処理に使用するための最終的な復調データが、ＧＰＳ衛星別に記憶されたデータである。訂正部２１７によって訂正がなされた場合は、その訂正後のデータが格納される。

算出結果データ２３８は、位置算出部２１９が位置算出処理を行うことで取得した算出結果のデータであり、算出した携帯型電話機の位置や時計誤差がこれに含まれる。

２．処理の流れ
図５は、処理部２１が、記憶部２３に記憶されているベースバンド処理プログラム２３１に従って実行するベースバンド処理の流れを示すフローチャートである。

最初に、処理部２１は、長期予測暦２３４を保有しているか否かを判定し（ステップＡ１）、保有していると判定した場合は（ステップＡ１；Ｙｅｓ）、長期予測暦２３４の有効期間内か否かを判定する（ステップＡ３）。有効期間内であると判定した場合は（ステップＡ３；Ｙｅｓ）、ステップＡ９へと処理を移行する。

ステップＡ１において長期予測暦２３４を保有していないと判定した場合（ステップＡ１；Ｎｏ）、又は、ステップＡ３において長期予測暦２３４の有効期間内ではないと判定した場合は（ステップＡ３；Ｎｏ）、処理部２１は、長期予測暦取得処理を行う（ステップＡ５）。具体的には、例えば、所定のサーバーにネットワーク接続して、当該サーバーから長期予測暦２３４をダウンロードして記憶部２３に記憶させる。

次いで、処理部２１は、照合用データ生成処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、ステップＡ５で取得した長期予測暦２３４を用いて、航法メッセージのデータフォーマットに従ってＧＰＳ衛星毎に照合用データを生成する。

その後、処理部２１は、捕捉対象衛星選定処理を行う（ステップＡ９）。具体的には、時計部９０で計時されている現在日時において、所与の基準位置の天空に位置するＧＰＳ衛星を、アルマナックや長期予測暦２３４等の衛星軌道データを用いて判定して、捕捉対象衛星に選定する。基準位置は、例えば、電源投入後の初回の位置算出の場合は、いわゆるサーバーアシストによってサーバーから取得した位置とし、２回目以降の位置算出の場合は、最新の算出位置とする等の方法で設定できる。

次いで、処理部２１は、記憶部２３に記憶されている受信プログラム２３１Ａに従って、受信処理を行う（ステップＡ１１）。

図６は、受信処理の流れを示すフローチャートである。
処理部２１は、各捕捉対象衛星を対象としてループＡの処理を行う（ステップＢ１〜Ｂ３３）。ループＡの処理では、処理部２１は、航法メッセージの各ワードを対象としてループＢの処理を行う（ステップＢ３〜Ｂ３１）。

ループＢの処理では、処理部２１は、復調部２１３が当該ワードについて復調した復調ワードデータに対するパリティチェック処理を行う（ステップＢ５）。パリティチェック結果がエラーであった場合は（ステップＢ７；エラー）、誤りビット検出部２１４が、当該復調ワードデータについて誤りビット検出処理を行う（ステップＢ９）。誤りビット検出処理で誤りビットが検出できた場合には（ステップＢ１１；ＯＫ）、処理部２１は、当該ワードが軌道計算用パラメーター格納ワードであるか否かを判定する（ステップＢ１３）。

当該ワードが軌道計算用パラメーター格納ワードであると判定したならば（ステップＢ１３；Ｙｅｓ）、不一致ビット検出部２１５が、不一致ビット検出処理を行う（ステップＢ１５）。具体的には、復調ワードデータと、衛星別照合用データ２３５に記憶されている当該捕捉対象衛星の参照ワードデータとを照合する。この際、ワード定義データ２３２を参照して、当該ワードに格納されている軌道計算用パラメーター同士をビット単位で照合する。そして、照合により値が一致しなかったビットを不一致ビットとして検出する。

次いで、採否判定部２１６が、記憶部２３に記憶されている復調データ採否判定プログラム２３１Ｂに従って、復調ワードデータ採否判定処理を行う（ステップＢ１７）。

図７は、復調データ採否判定処理の流れを示すフローチャートである。
最初に、採否判定部２１６は、誤りビットが不一致ビットに含まれるか否かを判定する（ステップＣ１）。誤りビットが不一致ビットに含まれないと判定した場合は（ステップＣ１；Ｎｏ）、採否判定部２１６は、当該復調ワードデータを不採用と判定する（ステップＣ１１）。そして、復調データ採否判定処理を終了する。

一方、誤りビットが不一致ビットに含まれると判定した場合は（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、採否判定部２１６は、不一致ビットの数が所定の閾値を超えているか否かを判定する（ステップＣ３）。この場合の閾値は適宜設定可能であるが、例えば「４ビット」を閾値として設定しておくことができる。そして、閾値を超えていると判定した場合は（ステップＣ３；Ｙｅｓ）、ステップＣ１１へと移行する。

ステップＣ３において閾値を超えていないと判定した場合は（ステップＣ３；Ｎｏ）、採否判定部２１６は、不一致ビットの中に、誤りビットと一致した一致ビットより上位のビットが存在するか否かを判定する（ステップＣ５）。そして、上位のビットが存在すると判定した場合は（ステップＣ５；Ｙｅｓ）、ステップＣ１１へと移行する。これは、ワードデータのうちの軌道計算用パラメーターのビット部分について、不一致ビットのうちの最上位の不一致ビットが誤りビットでない場合に、当該ワードデータを不採用と判定することに相当する。

ステップＣ５において上位のビットが存在しないと判定した場合は（ステップＣ５；Ｎｏ）、採否判定部２１６は、複数の軌道計算用パラメーターの対応ビットに不一致ビットが存在するか否かを判定する（ステップＣ７）。そして、不一致ビットが存在すると判定した場合は（ステップＣ７；Ｙｅｓ）、ステップＣ１１へと移行する。これは、ワードデータ中に複数の軌道計算用パラメーターが含まれている場合、それぞれの軌道計算用パラメーターのビット部分を用いて採否判定を行うことに相当する。

ステップＣ７において不一致ビットが存在しないと判定した場合は（ステップＣ７；Ｎｏ）、採否判定部２１６は、当該復調ワードデータを採用と判定する（ステップＣ９）。そして、採否判定部２１６は、復調ワードデータ採否判定処理を終了する。

図６の受信処理に戻り、復調データ採否判定処理の判定結果が「採用」であった場合は（ステップＢ１９；採用）、訂正部２１７が、当該復調ワードデータを訂正する（ステップＢ２１）。具体的には、誤り検出処理で検出された誤りビットの値を訂正する。そして、訂正した復調ワードデータを衛星別最終データ２３７として記憶させた後（ステップＢ２３）、次のワードへと処理を移行する。

一方、ステップＢ１１において誤りビットが検出できなかったと判定した場合（ステップＢ１１；ＮＧ）、ステップＢ１３において当該ワードが軌道計算用パラメーター格納ワードではないと判定した場合（ステップＢ１３；Ｎｏ）、又は、ステップＢ１９において採否判定結果が「不採用」であると判定した場合は（ステップＢ１９；不採用）、処理部２１は、次のワードへと処理を移行する。

ステップＢ７においてパリティチェック処理の結果が通過であった場合は（ステップＢ７；通過）、処理部２１は、復調ワードデータ妥当性判定処理を行う（ステップＢ２５）。具体的には、パリティチェックを通過した復調ワードデータの妥当性を判定するために、照合用データを用いた妥当性判定を行う。

具体的には、復調ワードデータに格納されているパラメーターの値と、衛星別照合用データ２３５の対応するワードデータに格納されているパラメーターの値とが、所定の近似条件を満たすか否かを判定する。詳細には、例えば、復調ワードデータと照合用データとで、対応するパラメーター同士の差を計算する。複数のパラメーターが格納されている場合は、各パラメーターそれぞれについて差を計算する。そして、差の絶対値が所定の閾値以下である場合には、復調ワードデータを妥当と判定する。一方、差の絶対値が閾値を超えている場合には、復調ワードデータを失当と判定する。

復調ワードデータを妥当と判定したならば（ステップＢ２７；妥当）、処理部２１は、当該復調ワードデータを衛星別最終データ２３７として記憶させる（ステップＢ２９）。そして、処理部２１は、次のワードへと処理を移行する。一方、復調ワードデータを失当と判定したならば（ステップＢ２７；失当）、処理部２１は、復調ワードデータを記憶させずに、次のワードへと処理を移行する。

以上のステップＢ５〜Ｂ２９の処理を、全てのワードを対象として行う（ステップＢ３１）。そして、全ての捕捉対象衛星についてループＢの処理を行ったならば、処理部２１は、ループＡの処理を終了する（ステップＢ３３）。これで受信処理は終了となる。

図５のベースバンド処理に戻り、受信処理を行った後、位置算出部２１９が、位置算出処理を行う（ステップＡ１３）。具体的には、各捕捉衛星それぞれについて復調した航法メッセージや、各捕捉衛星それぞれについて算出したメジャメント情報を用いて、従来公知の位置計算を行って、携帯型電話機の位置及び時計誤差を算出する。そして、これらの算出結果を算出結果データ２３８として記憶部２３に記憶させる。

次いで、処理部２１は、処理を終了するか否かを判定し（ステップＡ１５）、処理を続行すると判定した場合は（ステップＡ１５；Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。また、処理を終了すると判定した場合は（ステップＡ１５；Ｙｅｓ）、ベースバンド処理を終了する。

３．具体例
図８は、本実施形態における復調データ採否判定の具体例を示す図である。パラメーターＡとパラメーターＢとの２つの軌道計算用パラメーターを含む複合ワードを例に挙げて、復調ワードデータの採否判定について説明する。

図８では、複合ワードを構成する２４個のビットをＢ１〜Ｂ２４と表記している。パラメーターＡに対応するビットはＢ１〜Ｂ１６の１６ビットであり、パラメーターＢに対応するビットはＢ１７〜Ｂ２４の８ビットである。また、誤りビット及び不一致ビットをパラメーターＡ及びパラメーターＢの各欄に示している。ここでは、誤りビットが「Ｂ５」であるものとして説明する。また、不一致ビットの数に対する閾値を「４ビット」として説明する。

図８（１）の例では、不一致ビットは「Ｂ５」及び「Ｂ１３」である。この場合、誤りビットが不一致ビットに含まれているため、図７のステップＣ１はＹｅｓとなる。また、図７のステップＣ３〜Ｃ７は全てＮｏとなる。その結果、復調ワードデータは「採用」と判定される（図７のステップＣ９）。

図８（２）の例では、不一致ビットは「Ｂ７」及び「Ｂ１３」である。この場合、誤りビットが不一致ビットに含まれないため、図７のステップＣ１はＮｏとなる。その結果、復調ワードデータは「不採用」と判定される（図７のステップＣ１１）。

図８（３）の例では、不一致ビットは「Ｂ５」、「Ｂ７」、「Ｂ１０」、「Ｂ１３」及び「Ｂ１６」である。この場合、図７のステップＣ１はＹｅｓとなるが、不一致ビットの数（５ビット）が閾値（４ビット）を超えているため、図７のステップＣ３はＹｅｓとなる。その結果、復調ワードデータは「不採用」と判定される（図７のステップＣ１１）。

図８（４）の例では、不一致ビットは「Ｂ３」、「Ｂ５」及び「Ｂ１３」である。この場合、図７のステップＣ１はＹｅｓとなり、ステップＣ３はＮｏとなる。しかし、誤りビットと不一致ビットとの一致ビット「Ｂ５」よりも上位のビットに不一致ビット「Ｂ３」が存在するため、図７のステップＣ５はＹｅｓとなる。その結果、復調ワードデータは「不採用」と判定される（図７のステップＣ１１）。

図８（５）の例では、不一致ビットは「Ｂ５」、「Ｂ１３」及び「Ｂ２０」である。この場合、図７のステップＣ１はＹｅｓとなり、ステップＣ３及びＣ５はＮｏとなる。しかし、パラメーターＡの対応ビットとパラメーターＢの対応ビットとにそれぞれ不一致ビットが存在するため、図７のステップＣ７はＹｅｓとなる。その結果、復調ワードデータは「不採用」と判定される（図７のステップＣ１１）。

４．作用効果
ベースバンド処理回路部２０において、復調部２１３は、航法メッセージを搬送するＧＰＳ衛星信号を受信した信号を復調する。また、誤りビット検出部２１４は、復調データに含まれるパリティビットを用いて、復調データの中から誤りビットを検出する。その一方で、不一致ビット検出部２１５は、復調データを所与の照合用データと照合して不一致ビットを検出する。採否判定部２１６は、誤りビットと不一致ビットとの異同に基づいて、復調データの採否を判定する。そして、訂正部２１７は、採否判定部２１６により採用と判定された場合に復調データを訂正する。

弱電界環境等においては、受信信号の復調が正しく行われず、復調データを破棄してしまう可能性が高い。しかし、例えば、復調エラーが生じたビットが１ビットであれば、その誤りビットを検出・特定して復調データを訂正することで、復調データを位置算出に使用することができる。そこで、誤りビット検出処理で検出した誤りビットと、不一致ビット検出処理で検出した不一致ビットとの異同に基づいて、復調データの採否を判定する。そして、採用と判定した場合に復調データを訂正する。これにより、復調データの採否を適切に判定した上で、復調エラーが生じた受信データを救済して位置算出に使用することが可能となる。

また、本実施形態では、航法メッセージのデータフォーマットに従った所定の搬送データ単位であるワード単位の復調データ（復調ワードデータ）毎に誤りビットを検出する。航法メッセージに含まれる重要なパラメーターとして、衛星軌道を計算するために用いる軌道計算用パラメーターがある。この軌道計算用パラメーターが格納されたワードを対象として、復調ワードデータを照合用データと照合する。そして、その照合結果に基づいて、当該復調ワードデータの採否を判定する。

また、本実施形態では、長期予測暦２３４をサーバーから取得し、当該長期予測暦２３４を用いて照合用データを生成する。この際、長期予測暦２３４に記憶されているＧＰＳ衛星毎の予測暦のデータを用いて、照合用データをＧＰＳ衛星毎に生成する。これにより、復調データとの照合に適した照合用データの生成を簡易な構成によって実現することができる。

５．変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明する。

５−１．誤りビットの検出
上記の実施形態では、誤り検出符号の一種であるパリティビットを用いて、１ビットの誤りビットを検出する場合を例に挙げて説明した。しかし、パリティビット以外の誤り検出符号を用いて誤りビットを検出することとしてもよいし、２ビット以上の誤りビットを検出するように構成してもよい。

５−２．照合対象
上記の実施形態では、軌道計算用パラメーターが格納されたワードを対象として不一致ビットの検出及び復調データの採否判定を行うものとして説明した。これは復調データの採否判定に好適なワードの一例を示したものであるが、予測暦と長期予測暦とで同じパラメーター値が格納されるワードであれば、不一致ビットの検出及び復調データの採否判定の対象とすることが可能である。

５−３．採否判定方法
復調データ採否判定処理のステップＣ１〜Ｃ７で説明した復調データの採否の判定条件はあくまでも一例であり、適宜設定することが可能である。例えば、軌道計算用パラメーター格納ワードにおいて、軌道計算用パラメーターの上位桁に相当するビット部分で誤りビットと不一致ビットとが同一であれば、下位桁に相当するビット部分で誤りビットと不一致ビットとが異なる場合でも、復調ワードデータを採用と判定することとしてもよい。これは、ワードデータのうちの軌道計算用パラメーターのビット部分について、所与の判定用ビット部分で誤りビットと不一致ビットとが同一であれば、当該判定用ビット部分以外で誤りビットと不一致ビットとが異なる場合でも、当該ワードデータを採用と判定することに相当する。

なお、上位桁及び下位桁を何桁（何ビット）として定義するかは任意である。例えば、１６ビットで表される軌道計算用パラメーターであれば、上位桁及び下位桁をそれぞれ８ビットずつとしてもよいし、上位桁を６ビット、下位桁を１０ビットとして定義してもよい。

また、ワードデータに格納されている軌道計算用パラメーターに応じて当該ワードデータの採否の判定条件を変更して採否の判定を行うこととしてもよい。例えば、ある１種類の軌道計算用パラメーターが格納された単一ワードに係る復調ワードデータでは、上位桁に相当するビット部分で誤りビットと不一致ビットとが同一であれば、下位桁に相当するビット部分で不一致ビットが何ビット検出されたとしても、当該復調ワードデータを採用と判定する。

それに対し、２種類の軌道計算用パラメーターが格納された複合ワードに係る復調ワードデータでは、上位側のパラメーターのビット部分について誤りビットと不一致ビットとが同一であったとしても、下位側のパラメーターのビット部分について不一致ビットが１ビットでも存在する場合には、当該復調ワードデータを不採用と判定するようにする。

５−４．照合用データ
上記の実施形態では、長期予測暦２３４を用いて照合用データを生成する場合を例に挙げて説明したが、照合用データの生成方法はこれに限られない。例えば、予めＧＰＳ衛星信号を受信した信号を復調することで取得した予測暦を用いて照合用データを生成してもよい。

５−５．電子機器
上記の実施例では、電子機器の一種である携帯型電話機に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な電子機器はこれに限られるわけではない。例えば、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置、パソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。

５−６．処理の主体
上記の実施例では、受信信号の復調、誤りビット検出、不一致ビット検出、採否判定及び訂正の全てをベースバンド処理回路部２０の処理部２１が実行するものとして説明したが、これらの処理の一部又は全部を電子機器のホスト処理部３０が実行することとしてもよい。また、受信信号の復調、誤りビット検出及び不一致ビット検出はベースバンド処理回路部２０の処理部２１が実行し、採否判定及び訂正は電子機器のホスト処理部３０が実行するといったように、ベースバンド処理回路部２０とホスト処理部３０とで処理を分散させることとしてもよい。

５−７．衛星測位システム
また、上記の実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムであってもよい。

１携帯型電話機、１０ＧＰＳ受信部、１１ＲＦ受信回路部、２０ベースバンド処理回路部、２１処理部、２１１衛星捕捉部、２１３復調部、２１４誤りビット検出部、２１５不一致ビット検出部、２１６採否判定部、２１７訂正部、２１９位置算出部、２３記憶部、３０ホスト処理部、４０操作部、５０表示部、５５音出力部、６０携帯電話用アンテナ、７０携帯電話用無線通信回路部、８０記憶部、９０時計部

Claims

航法メッセージを搬送する衛星信号を受信することと、
前記受信した信号を復調して、前記航法メッセージのデータフォーマットに従った所定の搬送データ単位毎のデータであるワードデータで構成される復調データを得ることと、
前記復調した復調データに含まれる誤り検出符号を用いて、前記ワードデータ毎に前記復調データの中から誤りビットを検出することと、
前記復調データの軌道計算用パラメーターが格納されたワードデータを所与の照合用データと照合して不一致ビットを検出することと、
前記誤りビットと前記不一致ビットとの異同に基づいて、前記軌道計算用パラメーターが格納されたワードデータの採否を判定することと、
前記判定により採用と判定された場合に前記復調データを訂正することと、
を含み、
前記採否を判定することは、
前記誤りビットが前記不一致ビットに含まれないと判定した場合に、前記ワードデータを不採用と判定することと、
前記軌道計算用パラメーターが格納されたワードデータのうちの軌道計算用パラメーターのビット部分について、所与の判定用ビット部分で前記誤りビットと前記不一致ビットとが同一であれば、前記判定用ビット部分以外で前記誤りビットと前記不一致ビットとが異なる場合でも、前記ワードデータを採用と判定することと、
を含む、
受信方法。
前記採否を判定することは、前記軌道計算用パラメーターが格納されたワードデータに第１の軌道計算用パラメーターと第２の軌道計算用パラメーターとが含まれている場合に、前記第１の軌道計算用パラメーターのビット部分および前記第２の軌道計算用パラメーターのビット部分のそれぞれに前記不一致ビットが含まれている場合に、前記ワードデータを不採用と判定することを含む、
請求項１に記載の受信方法。
長期予測暦を用いて前記照合用データを生成することを更に含む、
請求項１または２に記載の受信方法。