JP6060483B2 - 衛星信号捕捉方法及び衛星信号捕捉装置 - Google Patents
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Description
本実施形態における衛星信号捕捉方法について説明する。
GPS衛星を利用した位置算出システムにおいて、測位用衛星の一種であるGPS衛星は、アルマナックやエフェメリス等の衛星軌道データを含む航法メッセージデータを、測位用衛星信号の一種であるGPS衛星信号に乗せて発信している。
次に、上記の衛星信号捕捉方法を用いて衛星信号を捕捉する衛星信号捕捉装置の実施例について説明する。ここでは、衛星信号捕捉装置を備えた電子機器の一例として、携帯型電話機の実施例について説明する。但し、本発明を適用可能な実施例が以下説明する実施例に限定されるわけではないことは勿論である。
2−1−1.携帯型電話機の構成
図3は、本実施例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。
図4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、サンプルメモリ210と、キャリア除去部220と、第1の加減算部230と、バッファ240と、第2の加減算部250と、相関値算出部260と、処理部270と、記憶部290とを備える。
図5は、第1実施例における相関値の算出方法の説明図である。この第1実施例では、kを4以上(k≧4)として相関値を算出する。ここでは、最も簡単な例として「k=4」とする場合を説明する。また、説明の簡明化のために、図5ではキャリア除去部220の図示を省略している。
記憶部290には、プログラムとして、処理部270により読み出され、ベースバンド処理として実行されるベースバンド処理プログラム291が記憶されている。ベースバンド処理プログラム291は、衛星信号捕捉処理(図8参照)として実行される衛星信号捕捉プログラム2911と、位置算出処理として実行される位置算出プログラム2913とをサブルーチンとして含む。なお、位置算出処理については従来と同様の処理を適用可能であるため、フローチャートを用いた説明を省略する。
図8は、処理部270が、記憶部290に記憶されている衛星信号捕捉プログラム2911に従って実行する衛星信号捕捉処理の流れを示すフローチャートである。
第1実施例によれば、ベースバンド処理回路部20において、サンプルメモリ210に格納されたGPS衛星からの受信信号を時系列にサンプリングしたサンプリング値が、第1の加減算部230において、異なる加減算の組み合わせで加減算する複数の加減算器によって加減算される。そして、レプリカコードのコード値の時系列変化に対応する加減算の組み合わせを行う一の加減算器の出力値を用いて、受信信号とレプリカコードとの相関値が、相関値算出部260によって算出される。
第2実施例は、第1実施例における第2の加減算部が異なる。具体的には、16通りの加減算の組み合わせの一部を省略した加減算器で第2の加減算部を構成する。
図10は、第2実施例における第2の加減算部250の構成例を示す図である。上記のように、第2の加減算部250に設ける加減算器は、5通りの加減算符号の組み合わせに対応する加減算器だけで済む。そのため、図10に示す通り、第2の加減算部250は、パターンA,B,C,F,Hに対応するY1,Y2,Y3,Y6,Y8の加減算器を有して構成される。これは、4個(=k個)のサンプリング値のうちの先頭のサンプリング値の加減算符号を正(+)とし、残余のサンプリング値を異なる加減算の組み合わせで加減算する回路に相当する。
図11は、第2実施例における相関値算出部260の回路構成例を示す図である。相関値算出部260は、第1実施例と同様に、第1の選択合算部C−1〜第22の選択合算部C−22を有する。第1実施例と異なるのは、各選択合算部Cにおいて、選択部Eと合算部Gとの間に乗算部Fが設けられている点である。
第2実施例によれば、第2の加減算部250において、複数の加減算器は、4個(=k個)のサンプリング値のうちの先頭の(一の)サンプリング値の加減算符号が正(所定符号)と仮定した場合における、異なる加減算の組み合わせで加減算する回路で構成される。複数の加減算器は、レプリカコードを2112個にサンプリングした場合に生じ得るコード値の時系列変化に対応する加減算符号の組み合わせを加減算する回路で構成される。かかる構成により、4個のサンプリング値全ての加減算の組み合わせに対する回路を用意する必要が無くなり、回路構成を簡素化することができる。これは、消費電力の削減にも繋がる。
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。
上記の原理説明では、受信信号のサンプリング値を2個ずつ選択して受信データ組を生成する場合を例に挙げて説明した。また、上記の実施例では、受信信号のサンプリング値を4個ずつ選択して受信データ組を生成する場合を例に挙げて説明した。しかし、受信信号のサンプリング値をk個ずつ選択する場合のkの値は、何もこれらに限られるわけではなく、適宜選択可能であることは勿論である。
上記の実施形態では、サンプルメモリに記憶された1ミリ秒分のサンプリング値を対象として加減算を行うものとして説明したが、サンプルメモリに記憶されるサンプリング値は1ミリ秒分以上でもよい。
第2実施例では、16通りの加減算のうち10通りの加減算を省略し、5通りの加減算を行う場合を例に挙げて説明した。しかし、正負の符号を逆転させたコードパターンに係る加減算符号の組み合わせで加減算を行う加減算器を省略せずに、第2の加減算部が10通りの加減算を行う構成とすることも可能である。
上記の実施形態では、相関値算出部に設ける選択合算部の組数を22組として説明したが、選択合算部の組数として選択可能な値がこれに限られないことは勿論である。上記の実施形態では、1ミリ秒分の受信信号を2112回サンプリングするため、これを整数で割ったときに割り切れる数を、選択合算部の組数として選択すればよい。例えば、44組(=2112÷48)や88組(=2112÷24)などとしてもよい。
上記の実施例では、第1の加減算部230の演算結果をバッファ240に格納するように構成したが、バッファ240はなくてもよい。すなわち、第1の加減算部230の演算を相関処理の度に行うようにしてもよい。
上記の実施例では、サンプルメモリ210にデータの出力制御信号を出力し、バッファ240にデータの書込制御信号及び出力制御信号を出力するように構成したが、これらのデータの出力制御信号及び書込制御信号はなくてもよい。
上述した実施例では、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。
また、上述した実施形態では、位置算出システムとして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を利用した位置算出システムであってもよい。
Claims (6)
- 測位用衛星から受信した受信信号を時系列にサンプリングしたサンプリング値がサンプルメモリに格納され、当該格納されたサンプリング値を、異なる加減算の組み合わせにより加減算する複数の加減算器と、
当該複数の加減算器の出力値が入力されるT個(T≧2)の選択合算部と、
を直接接続し、
それぞれの前記選択合算部が、レプリカオフセットを異ならせた同一のレプリカコードのコード値の時系列変化に対応する加減算の組み合わせを行う一の加減算器の出力値を前記複数の加減算器の出力値の中から選択して合算に用いることにより、異なるT個のレプリカオフセットに関する前記受信信号と前記レプリカコードとのコード1周期分の相関値を並列的に算出することを、レプリカオフセットをずらして前記レプリカコードの位相1周期分を逐次的に処理するステップと、
前記算出された各レプリカオフセットの前記相関値を用いることにより、前記測位用衛星の衛星信号を捕捉するステップと、
を含む衛星信号捕捉方法。 - 前記複数の加減算器は、k個(k≧2)のサンプリング値のうちの一のサンプリング値の加減算符号が所定符号と仮定した場合における、異なる加減算の組み合わせで加減算する回路で構成され、
前記相関値を並列的に算出することは、
前記選択合算部が、k個のコード値のうち、前記一のサンプリング値に対応する一のコード値以外のコード値の組み合わせに基づいて、前記一の加減算器を選択し、前記一の加減算器の出力値の符号を前記一のコード値に基づき変更した値を合算すること、
を含む請求項1に記載の衛星信号捕捉方法。 - 測位用衛星から受信した受信信号を時系列にサンプリングしたサンプリング値がサンプルメモリに格納され、当該格納されたサンプリング値を、異なる加減算の組み合わせで加減算する複数の加減算器と、
前記複数の加減算器の出力値が直接入力されるT個(T≧2)の選択合算部であって、それぞれの前記選択合算部が、レプリカオフセットを異ならせた同一のレプリカコードのコード値の時系列変化に対応する加減算の組み合わせを行う一の加減算器の出力値を前記複数の加減算器の出力値の中から選択して合算に用いることにより、異なるT個のレプリカオフセットに関する前記受信信号と前記レプリカコードとのコード1周期分の相関値を並列的に算出するT個の選択合算部と、
前記選択合算部に、前記異なるT個のレプリカオフセットに関する前記相関値の算出を、レプリカオフセットをずらして前記レプリカコードの位相1周期分を逐次的に行わせ、前記算出された各レプリカオフセットの前記相関値を用いることにより、前記測位用衛星の衛星信号を捕捉する演算を行う処理部と、
を備えた衛星信号捕捉装置。 - 前記複数の加減算器は、k個(k≧2)のサンプリング値のうちの一のサンプリング値の加減算符号が所定符号と仮定した場合における、異なる加減算の組み合わせで加減算する回路で構成され、
前記選択合算部は、k個のコード値のうち、前記一のサンプリング値に対応する一のコード値以外のコード値の組み合わせに基づいて、前記一の加減算器を選択し、前記一の加減算器の出力値の符号を前記一のコード値に基づき変更した値を合算することで、前記相関値を算出する、
請求項3に記載の衛星信号捕捉装置。 - kは4以上であり、
k個のサンプリング値を2つのグループに分けた各グループ内で、サンプリング値の加減算の組み合わせを変えて加減算を行う加減算部と、
前記加減算部の加減算結果を記憶する記憶部と、
を更に備え、
前記複数の加減算器は、前記記憶部に記憶されたグループ内の加減算結果を、グループ間での加減算の組み合わせを変えて演算する、
請求項4に記載の衛星信号捕捉装置。 - 前記受信信号は、N[Hz]でBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調された信号を含み、
前記サンプリングの周波数は、M(>2N)[Hz]であり、
前記複数の加減算器は、前記レプリカコードをM[Hz]でサンプリングした場合に生じ得るコード値の時系列変化に対応する加減算符号の組み合わせを加減算する回路で構成される、
請求項3乃至5の何れか一項に記載の衛星信号捕捉装置。
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