JP6095082B2 - 4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線信号の生成方法及び装置、受信方法及び装置 - Google Patents

4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線信号の生成方法及び装置、受信方法及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、衛星航法の分野に関し、特に、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線信号の生成方法及び装置、受信方法及び装置に関する。
全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)の開発に伴い、ナビゲーション・サービスの需要が増加している。衛星航法システムによって送信される同じ周波数帯域の信号の数が増加している。そのため、衛星航法が現在利用できる限られた周波数帯域の輻輳が悪化している。航法システムによる同じ周波数帯域での信号送信の数の増加によって、衛星のペイロードの複雑さが増加し続けている。
システムのアップデート及びアップグレード中における信号の中心周波数の調整をスムーズに移行する又は相互補完的な内容を含む不変数のサービス情報のグループをかなり近接した2つの周波数で送信するするシステムの構築やアプリケーションにおける所定の要求のために2つの異なる周波数の信号を多重化することが望まれている。さらに、衛星からの送信電力が限られている状況では、受信機側での受信電力を十分に維持するために、衛星の高電力な送信機ができる限り高い電力効率を有することが望まれている。従って、衛星の大電力増幅器(HPA)が非線形の飽和領域で動作し続けることが必要とされている。しかし、HPAが飽和点近傍で動作するとき、入力信号が定包絡線を有していないと、出力成分は、振幅変調や振幅‐位相変換などのような歪曲を受け、送信信号に振幅及び位相の歪を生じさせ、受信端の性能に深刻な影響を与えるだろう。それゆえに、多重化信号が定包絡線を有することが必要とされている。
典型的な例として、定包絡線変調技術であるAltBOC(米国特許出願公開第2006/0038716号)は、欧州のガリレオ航法システムのE5バンドの信号に適用されている。AltBOCでは、互いに30.69MHz離れた2つの異なる搬送波周波数(E5a:1176.45MHz、E5b:1207.14MHz)に変調された2セットのBPSK−R(10)信号が、中心周波数が1191.795MHzの定包絡線8PSK信号に多重化される。このような技術によって、衛星のペイロードとして搭載される信号送信機の数を抑制でき、ワイドバンドの多重化信号を構築できる。そのため、受信機は、E5a信号成分とE5b信号成分とが分離して受信されるナローバンド受信処理だけでなく、良好な測距性能を得るために全帯域において完全な多重化信号が受信されるワイドバンド受信処理もサポートする。しかしAltBOCでは、多重化される4つの信号成分が等しい電力を有していなければならない。このことは、当該技術を様々なアプリケーションに柔軟に使用することを制限する。公知のGNSSでは、測距がGNSS信号の主要な目的であるので、疑似距離計測及び搬送波位相の追尾精度とロバスト性とを向上するために、GNSSの信号構造の設計において、データ・チャネルよりもパイロット・チャネルにより高い電力を割り当てる傾向がある。さらに、(BPSK−R、サイン波BOC、コサイン波BOC、TMBOC、QMBOCなどのような)信号成分によって異なる拡散コード波形を選択することで、受信機側での、捕捉、追尾、及びデータの復調において異なる性能がもたらされる。それゆえに、AltBOCより柔軟性のある、特に、4つの成分に異なる電力を割当てることができ、異なる信号成分の拡散コード波形を柔軟に選択できるようなGNSS信号のためのデュアル周波数定包絡線多重化技術を提供することが求められている。
「衛星ナビゲーション信号、及びその生成方法、生成装置、受信方法、受信装置」という発明の名称の国際特許出願PCT/CN2013/000675は、多重化される4つの信号成分の値と電力比率に基づいて、定包絡線を有する多重化信号を生成する方法を開示する。この方法によると、定包絡線となるための条件を満たす多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を算出できる。しかし、衛星航法信号生成装置において多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分の計算は、当該装置を提供することの複雑さを増加させる結果となる。
本発明の目的は、先行技術の問題点を少なくとも部分的に解決できる4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線信号の生成方法及び装置、受信方法及び装置を提供することである。
本発明の1つの態様によると、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する方法は、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)が周波数fと周波数fとにそれぞれ変調され、高周波である搬送波周波数f=(f+f)/2の定包絡線多重化信号が生成され、ここで、前記信号s(t)及びs(t)が互いに直交する搬送波位相を有する前記周波数fに変調され、前記信号s(t)及びs(t)が互いに直交する搬送波位相を有する前記周波数fに変調され、f>fであり、
前記定包絡線多重化信号の前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)に割り当てられる電力比を決定することと、
前記定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)の付加位相を含み、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の決定された前記電力比に基づいて、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期Tを複数のセグメントに分割し、前記複数のセグメントの各セグメントにおいて、前記定包絡線多重化信号の前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせ16状態中の1状態に対して付加位相θを決定する付加位相ルックアップ・テーブルを保存することと、
現在時刻の前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期の1つのセグメントと、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせの1状態とに従って前記付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって、前記現在時刻の前記1つのセグメントの前記付加位相θを取得することと、
得られた前記付加位相θに基づいて、前記定包絡線多重化信号の前記同位相ベースバンド成分I(t)及び前記直交位相ベースバンド成分Q(t)を生成し、前記定包絡線多重化信号SRF(t)を生成することと
を含み、
Figure 0006095082
であり、ここで、Aは前記定包絡線多重化信号SRF(t)の振幅である
ことを特徴とする。
本発明の他の態様によると、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する装置は、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)が周波数fと周波数fとにそれぞれ変調され、高周波である搬送波周波数f=(f+f)/2の定包絡線多重化信号が生成され、ここで、前記信号s(t)及びs(t)が互いに直交する搬送波位相を有する前記周波数fに変調され、前記信号s(t)及びs(t)が互いに直交する搬送波位相を有する前記周波数fに変調され、f>fであり、
前記定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)の付加位相を含み、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の決定された前記電力比に基づいて、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期Tを複数のセグメントに分割し、前記複数のセグメントの各セグメントにおいて、前記定包絡線多重化信号の前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせ16状態中の1状態に対して付加位相θを決定する付加位相ルックアップ・テーブルを保存する付加位相ルックアップ・テーブル保存ユニットと、
現在時刻の前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期の1つのセグメントと、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせの1状態とに従って前記付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって、前記現在時刻の前記1つのセグメントの前記付加位相θを取得する探索ユニットと、
得られた前記付加位相θに基づいて、前記定包絡線多重化信号の前記同位相ベースバンド成分I(t)及び前記直交位相ベースバンド成分Q(t)を生成し、前記定包絡線多重化信号SRF(t)を生成する生成ユニットと
を含み、
Figure 0006095082
であり、ここで、Aは前記定包絡線多重化信号SRF(t)の振幅である
ことを特徴とする。
本発明の他の態様によると、定包絡線多重化信号は、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する上述の方法又は装置によって生成される。
本発明の他の態様によると、機器は、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する上述の方法又は装置によって生成された定包絡線多重化信号を処理するように構成された手段を備えている。
本発明の他の態様によると、定包絡線多重化信号受信装置は、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する上述の方法又は装置によって生成された定包絡線多重化信号を受信する。
本発明の他の態様によると、信号受信装置は、上述の定包絡線多重化信号、又は4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する上述の方法若しくは装置によって生成された定包絡線多重化信号を受信し、
前記定包絡線多重化信号を受信する受信ユニットと、
前記受信した定包絡線多重化信号の前記周波数fに変調された信号成分を復調し、前記受信した定包絡線多重化信号の前記周波数fに変調された信号成分を復調する復調ユニットと、
前記周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいて、前記ベースバンド拡散スペクトル信号s(t)、s(t)を取得し、前記周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいて、前記ベースバンド拡散スペクトル信号s(t)、s(t)を取得する処理ユニットとを備えている。
本発明の他の態様によると、信号受信装置が開示され、本発明の信号受信装置は、上述の定包絡線多重化信号、又は4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する上述の方法若しくは装置によって生成された定包絡線多重化信号を受信し、前記付加位相ルックアップ・テーブルを保存することを特徴とし、
前記定包絡線多重化信号を受信する受信ユニットと、
中心周波数f=(f+f)/2の受信した前記定包絡線多重化信号を復調して、復調されたベースバンド信号を取得する復調ユニットと、
前記付加位相ルックアップ・テーブルに基づいて、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせの各状態に対応する前記付加位相θを取得する付加位相探索ユニットと、
取得した前記付加位相θに基づいて、前記各状態に対応する同位相ベースバンド信号のローカル・レプリカ
Figure 0006095082
及び直交位相ベースバンド信号のローカル・レプリカ
Figure 0006095082
を生成するローカル・レプリカ生成ユニットと、
前記各状態に対応し、前記復調されたベースバンド信号の前記生成された
Figure 0006095082

Figure 0006095082
の相関を算出し、前記復調されたベースバンド信号の前記ベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)を決定し、前記定包絡線多重化信号の捕捉及び追尾がなされる算出ユニットと
を備えることを特徴とする。
本発明の他の態様によると、信号受信装置が開示され、本発明の信号受信装置は、上述の定包絡線多重化信号、又は4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する上述の方法若しくは装置によって生成された定包絡線多重化信号を受信し、前記付加位相ルックアップ・テーブルを保存することを特徴とし、
フィルタ及び増幅の中心周波数が(f+f)/2にセットされ、前記定包絡線多重化信号を受信し、フィルタし、増幅する受信ユニットと、
処理される信号成分の前記搬送波周波数を対応する中間周波数に変換し、前記信号をサンプリングし、量子化することによって、前記信号成分をアナログからデジタルに変換し、変換されたデジタル中間周波数信号と同位相の搬送波及び直交位相の搬送波とをそれぞれ掛け合せることによって受信機同位相ベースバンド信号SI(t)及び受信機直交位相ベースバンド信号SQ(t)を取得する復調ユニットと、
拡散チップ波形を割当てられた4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の拡散シーケンスを生成し、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の2値で表されるベースバンド信号のローカル・レプリカにおける全ての可能な値の組み合わせに基づいて、各エポックで、付加位相探索ユニットにおける各組み合わせに対応して、同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
及び直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
を生成し、前記値の組み合わせの総数はgとして表され、g=2であり、N個のデータ・チャネルがあり、前記値の組み合わせgのうち
Figure 0006095082
の場合、
Figure 0006095082
及び
Figure 0006095082
の算出規則は送信機と同様であり、前記付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって現在時刻の前記付加位相θを取得する付加位相探索ユニットと、
前記同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
及び前記直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
を以下の式に基づいて生成するローカル・レプリカ生成ユニットと、
Figure 0006095082
前記同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
のi番目(i=1、2、...、g)のグループと、前記同位相ベースバンド信号SI(t)及び前記直交位相ベースバンド信号SQ(t)とをそれぞれ掛け合わせ、当該乗算結果を、TIの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送ることによって、第1同位相相関値corr1I及び第1直交位相相関値corr1Qのi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得し、前記直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
の各グループと、前記同位相ベースバンド信号SI(t)及び前記直交位相ベースバンド信号SQ(t)をそれぞれ掛け合わせ、当該乗算結果を、TIの期間、コヒーレント積分するために前記積分放電フィルタに送ることによって、第2同位相相関値corr2I及び直交位相相関値corr2Qのi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得し、
前記i番目のグループの前記第1同位相相関値corr1I及び前記第1直交位相相関値corr1Qと、前記i番目のグループの前記第2同位相相関値corr2I及び前記第2直交位相相関値corr2Qとを下記の式に基づいて結合し、同位相結合相関値I’及び直交位相結合相関値Q’のi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得し、
Figure 0006095082
前記同位相結合相関値I’及び前記直交位相結合相関値Q’のグループに、
Figure 0006095082
の値が全てのグループの中で最大となるように最適な同位相結合相関値I’及び最適な直交位相結合相関値Q’を選択して前記ベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)を決定し、前記I’値及びQ’値を伝統的な捕捉方法及びトラッキング・ループを通して処理する算出ユニットとを備えることを特徴とする。
本発明の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の生成方法のフローチャートである。 本発明の実施形態によるベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期内の^I(t)及び^Q(t)の値を示す概略的なグラフである。 本発明の実施形態による4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の電力比が1:3:1:3である場合の多重化信号SRF(t)のコンスタレーションである。 本発明の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の生成装置のブロック図である。 本発明の実施形態による定包絡線多重化信号の生成例を示す図である。 本発明の実施形態による多重化信号のパワースペクトル密度を示す図である。 本発明の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の受信装置を示す図である。 本発明の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の受信装置の概略図である。 本発明の他の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の受信装置を示す図である。
以下では、図面を参照して、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の生成方法及び装置、受信方法及び装置を詳細に説明する。本発明の実施形態の説明では、便宜的に、同一の又は同様の構成には同一の又は同様の符号を付す。
図1は、本発明の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号生成方法を示す。この方法によると、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)は、周波数fと周波数fとにそれぞれ変調され、高周波である搬送波周波数f=(f+f)/2の定包絡線多重化信号が生成される。ここで、信号s(t)及びs(t)は、互いに直交する搬送波位相を有する周波数fに変調され、信号s(t)及びs(t)は、互いに直交する搬送波位相を有する周波数fに変調され、f>fであり、4つのスペクトル拡散信号を有する生成されたデュアル周波数信号は定包絡線多重化信号である。
図1に示すように、ステップ110では、定包絡線多重化信号の4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)に割り当てられる電力比が決定される。4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)に割り当てられる電力比は、アプリケーションに応じて任意に設定でき、c:c:c:cとして表される。電力比は、例えば、1:2:1:2、1:3:1:3、又は1:5:1:5などに設定されるが、これらに限定されるものではない。
ステップ120では、付加位相ルックアップ・テーブルが保存される。当該テーブルは、定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)と直交位相ベースバンド成分Q(t)との付加位相を含む。
本発明の実施形態では、付加位相ルックアップ・テーブルは、以下のように構成されていてもよい。
テーブルが、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の決定された電力比c:c:c:cに基づいて、ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期Tを複数のセグメントに分割し、そして、当該複数のセグメントの各セグメントにおいて、定包絡線多重化信号の4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせ16状態中の1状態に対して付加位相θを決定するように構成されていてもよい。本発明の実施形態によると、付加位相ルックアップ・テーブルは、あらかじめ設定され、航法信号送信機又は信号生成装置に保存されていてもよい。それゆえに、付加位相を決定すると、付加位相ルックアップ・テーブルを参照する必要があるだけであり、航法信号送信機又は信号生成装置で複雑な計算をすることを減らすことができる。
ステップ130では、現在時刻のベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期の1つのセグメントと、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせの1状態とに従って付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって、現在時刻の1つのセグメントの付加位相θが取得されてもよい。理解されるように、現在時刻は、ベースバンド・スペクトル拡散信号のある副搬送波周期に属し、t∈[nT,(n+1)T)で表される。副搬送波周期Tは複数のセグメントに分割されているので、現在時刻tは当該複数のセグメントの内のある1つのセグメントに対応する。さらに、現在時刻では、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の値は、値の組み合わせ16個の内の1つに対応する。それゆえに、現在時刻に対応するベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期のあるセグメントと、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の現在の値が対応する値の組み合わせ16個の内のある1つとに基づいて、保存された付加位相ルックアップ・テーブルを探索して現在のセグメントの付加位相を得ることが可能となる。
ステップ140では、得られた付加位相θに基づいて、定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)が生成され、定包絡線を有する多重化信号SRF(t)が生成される。ここで、
Figure 0006095082
である。このとき、Aは定包絡線多重化信号SRF(t)の振幅である。現在時刻ごとに、又は現在時刻が対応するセグメントごとに、付加位相θを探索して定包絡線多重化信号SRF(t)を生成することが可能となる。ここで、多重化信号SRF(t)の振幅はAで一定である。
本発明の方法を通して、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)は周波数fに変調されてもよい。ここで、信号s(t)及びs(t)は、互いに直交する搬送波位相を有する周波数fに変調され、信号s(t)及びs(t)は、互いに直交する搬送波位相を有する周波数fに変調される。高周波の搬送波周波数fに変調された多重化信号は、定包絡線多重化信号である。
本発明の実施形態によると、付加位相ルックアップ・テーブルは以下のように構成されてもよい。
上述の様に、本発明の方法によると、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)は、周波数fと周波数fとにそれぞれ変調され、高周波の搬送波周波数f=(f+f)/2の定包絡線多重化信号SRF(t)が生成される。搬送波周波数がfである信号の場合、周波数fに変調された2つの直交成分を用いて信号を以下のように表すことができる。
Figure 0006095082
ここで、I(t)は定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分であり、Q(t)は定包絡線多重化信号の直交位相ベースバンド成分である。
本発明によると、付加位相ルックアップ・テーブルには、定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)の付加位相θが保存される。付加位相は以下の式において多重化信号SRF(t)を変形するために用いられる位相θを表す。
Figure 0006095082
ここで、AはSRF(t)の振幅を表し、位相θは、多重化信号SRF(t)の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)の付加位相を表す。
本発明の実施形態によると、プリセット同位相ベースバンド成分
Figure 0006095082
とプリセット直交位相ベースバンド成分
Figure 0006095082
とは以下の式によって取得される。
Figure 0006095082
このとき、sgnは符号関数である。
Figure 0006095082
ここで、c、c、c、cは4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の相対電力であり、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)に割り当てられた電力比がc:c:c:cである。また、atan2は以下に示す4象限アークタンジェント関数である。
Figure 0006095082
このようにプリセット同位相ベースバンド成分
Figure 0006095082
とプリセット直交位相ベースバンド成分
Figure 0006095082
とが取得され、多重化信号SRF(t)は以下のように表すことができる。
Figure 0006095082
そして、付加位相θの値は、以下の式を用いて取得することができる。
Figure 0006095082
ここで、atan2は4象限アークタンジェント関数である。
さらに、
Figure 0006095082
は時間の変化に対して一定値であることがわかる。それゆえに、本発明では、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号SRF(t)は定包絡線多重化信号である。多重化信号の包絡線は、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の相対電力又は電力比によって決定される。
付加位相の計算方法は上記の通りであるが、それに限定されないことは理解されるだろう。付加位相を計算するどの方法も、多重化信号SRF(t)が定包絡線の信号となるような方法で付加位相θが得られる限り、本発明に含まれるだろう。
本発明の実施形態によると、付加位相は、
Figure 0006095082
である。上述の通り、atan2は4象限アークタンジェント関数であり、付加位相θは
Figure 0006095082
及び
Figure 0006095082
の値によって決定される。
図2は、本発明の実施形態によるベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期内の
Figure 0006095082
及び
Figure 0006095082
の値を示す概略的なグラフである。図に示すように、多重化信号SRF(t)のプリセット同位相ベースバンド成分
Figure 0006095082
とプリセット直交位相ベースバンド成分
Figure 0006095082
とのいずれかは矩形波であり、その開始点はφ(t)及びφ’(t)によって決定される。付加位相は、
Figure 0006095082
であり、
Figure 0006095082
及び
Figure 0006095082
のいずれかは矩形波であるので、付加位相θの値は、
Figure 0006095082
及び
Figure 0006095082
の値が反転したとき、例えば図2に示す時刻t、t、t、及びtで、その瞬間に、シフトしてもよい。ベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)のそれぞれが±1の値を有するベースバンド信号であるので、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の値の異なる組み合わせは、(1,1,1,1)や(1,−1,−1,1)のように、総計16状態ある。
Figure 0006095082
及び
Figure 0006095082
は、総計16状態の内の各状態に対応して算出され、付加位相θの位相シフト点が算出される。付加位相θの全ての位相シフト点は、ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期のセグメントの開始点と終了点とのセットを構成する。すなわち、付加位相θは、副搬送波周期のセグメント内では変化せず、次のセグメントで変化する。16個の
Figure 0006095082
及び
Figure 0006095082
の値の組み合わせによって決定される付加位相θの位相シフト点がオーバーラップしてもよいことを考慮すると、計算を通して、ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期は、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の種々の電力比に応じて最大で16個のセグメントに分割される。
以降では、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の電力比が1:3:1:3である場合を例として説明する。
上述の方法によると、電力比が1:3:1:3であると、ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期は、等しい長さの12のセグメントに分割される必要がある。すなわち、任意の現在時刻t∈[nT,(n+1)T)に対して、副搬送波周期[nT,(n+1)T)は、T/12という等しい長さの12のセグメントにさらに分割される。現在時刻tが属するベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期[nT,(n+1)T)のあるセグメント、及び、現在時刻の4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の値の組み合わせが対応する16状態の内のある1つの状態に従って、現在時刻に対応する付加位相θは、表1や表2のような付加位相ルックアップ・テーブル内で探索される。付加位相ルックアップ・テーブルでは、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12は、12個の異なる位相の値であり、P=P+kπ/6を満たし、12‐PSKコンスタレーションの12の位相点に対応する。
図3は、本発明の実施形態による4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の電力比が1:3:1:3のときの多重化信号SRF(t)のFresnelコンスタレーションを示している。図3に示す実施形態によると、P=π/6であり、多重化信号は12‐PSK信号である。ここで、コンスタレーション点は均等に配置されている。Pとして他の値が選択された場合、コンスタレーションは所定の位相だけ図3を回転することで得られ、各位相間の関係は変化しない。
すなわち、12‐PSKコンスタレーションの回転が全体として受信側に影響を与えないので、Pは[0,2π]の間の任意の位相にセットできる。種々の値がPにセットされると、表1及び表2中の付加位相の値が変化することは容易に理解でき、各位相間の関係がP=P+kπ/6を満たし、時間と信号値との組み合わせに関する信号生成ルールが表1又は表2を満たす。
Figure 0006095082
Figure 0006095082
ここでVS,i=1,2,3...,16は4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせ16状態を表し、P,K=1,2,3...,12は付加位相θの値を表し、P=P+kπ/6であり、Pは[0,2π]内の任意の位相であり、t’=tmodTは、付加位相θが現在時刻t及び副搬送波周期Tの剰余によって得られることを示している。
このようにして得られた付加位相θに基づいて、定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)が生成され、定包絡線を有する多重化信号SRF(t)が生成される。
Figure 0006095082
ここで、Aは定包絡線多重化信号SRF(t)の振幅である。
図4は、本発明の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の生成装置のブロック図を示している。図4に示すように、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の生成装置は、付加位相ルックアップ・テーブル保存ユニット410と、探索ユニット420と、生成ユニット430とを備えている。
付加位相ルックアップ・テーブル保存ユニット410は、多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)の付加位相を含む上述の付加位相ルックアップ・テーブルを保存するように構成されている。付加位相ルックアップ・テーブルは、以下のように事前に設定され、付加位相ルックアップ・テーブル保存ユニット410に保存されてもよい。付加位相ルックアップ・テーブルは、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の決定された電力比に基づいて、ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期Tを複数のセグメントに分割し、当該複数のセグメントの各セグメントにおいて、定包絡線多重化信号の4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせ16状態中の1状態に対して付加位相θを決定するように構成されていてもよい。
探索ユニット420は、現在時刻のベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期の1つのセグメントと、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせの1状態とに従って、付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって、現在時刻の1つのセグメントの付加位相θを取得するように構成されている。
生成ユニット430は、得られた付加位相θに基づいて、定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)を生成し、定包絡線多重化信号SRF(t)を生成するように構成されている。ここで、
Figure 0006095082
であり、Aは定包絡線多重化信号SRF(t)の振幅である。
図5は、本発明の実施形態による定包絡線多重化信号の生成例を示している。ユニットの駆動クロックは、値がfである基準周波数クロックの除算又は乗算によって生成される。
周波数変換器21を通過した基準周波数クロック20は周波数fのデータ駆動クロックに変換される。当該データ駆動クロックは、4つの2値の航法メッセージを生成するようにメッセージ生成器22を駆動する。ある実装例においてパイロット・チャネルが要求される場合、対応するチャネルの航法メッセージは0又は1で一定である。周波数変換器23−1、23−2、23−3、及び23−4を通過した基準周波数クロックは、それぞれ、周波数fc1、fc2、fc3、及びfc4の駆動クロックに変換される。当該駆動クロックは、拡散コード・レートがそれぞれfc1、fc2、fc3、及びfc4である4つの2値の拡散シーケンスを生成するように、スペクトル拡散変調器24−1、24−2、24−3、及び24−4を駆動する。いずれの拡散コード・レートもfの正の整数倍である。
メッセージ生成器22によって生成された4つの航法メッセージは、拡散シーケンスにモジュロ2加算操作をするために、スペクトル拡散変調器24−1、24−2、24−3、及び24−4にそれぞれ送信される。モジュロ2加算操作の結果は、拡散チップ波形生成器26−1、26−2、26−3、及び26−4にそれぞれ送られる。拡散チップ波形生成器は、クロック20が周波数変換器25−1、25−2、25−3、及び25−4それぞれを通過して変換された、周波数がfsc1、fsc2、fsc3、及びfsc4の副搬送波駆動クロックによって駆動される。拡散チップ波形生成器は、航法メッセージで変調された拡散シーケンスにBCSチップ波形を割当てる。出力はベースバンド信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)として表される。ここで、fsc1=Kc1、fsc2=Kc2、fsc3=Kc3、fsc4=Kc4であり、K、K、K、Kは1以上の整数である。
周波数変換器29を通過したクロック20は、周波数が12fの駆動クロックに変換される。当該駆動クロックは、付加位相テーブル探索ユニット27、Iチャネル三角関数生成器31、及びQチャネル三角関数生成器32を駆動する。
(t)、s(t)、s(t)、s(t)は、付加位相テーブル探索ユニット27に送られる。付加位相テーブル探索ユニット27は、現在のタイム・スロットと、現在時刻tのモジュロ及び副搬送波周期T=1/fとに対応するs(t)、s(t)、s(t)、s(t)の値の組み合わせに基づいて、テーブルを探索することによって、付加位相オフセットθを取得する。ルックアップ・テーブルは表1又は表2のような形式である。ルックアップ・テーブルでは、P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、P9、P10、P11、P12は、12個の異なる位相の値であり、P=P+kπ/6を満たし、12‐PSKコンスタレーションの12の位相点に対応する。Pは[0,2π]内の任意の位相にセットされてもよい。Pの値を変えてもよく、その場合、表1又は表2の付加位相の真の値も変化する。それゆえに、本発明のルックアップ・テーブルの取り得る値が数多くあり、各位相間の関係がP=P+kπ/6を満たし、時間及び信号の値の組み合わせに関する信号生成ルールが表1又は表2を満たす。
Iチャネル三角関数生成器31及びQチャネル三角関数生成器32は、付加位相テーブル探索ユニット27の出力位相θに基づいて、以下の規則それぞれに従って、成分I(t)及びQ(t)を生成する。I(t)=Acos(θ)、Q(t)=Asin(θ)、Aは正の値の振幅であり、経時変化しない。
周波数変換器36を通過した基準クロック20は、周波数がfの駆動クロックに変換される。当該駆動クロックは、周波数がfの搬送波を生成するように、第1搬送波生成器37を駆動する。搬送波信号は2つの分枝に分割される。一方の分枝40の搬送波信号及びIチャネル三角関数生成器31の出力は乗算器33に送られる。他方の分枝41の搬送波信号はπ/2位相シフト回路35を通過した後、分枝40の搬送波信号の位相と直交する位相の搬送波信号となる。他の分枝41の搬送波信号とQチャネル三角関数生成器31の出力とは、乗算器34に送られる。2つの乗算器の出力は加算器38に送られ、本発明によって、定包絡線多重化信号39が生成される。
図6は、本発明の実施形態による、各信号成分に対して採用された方形パルス拡散波形(すなわち、BPSK−R変調)の、fc1=fc2=fc3=fc4=10.23MHz、f=15.345MHzでの多重化ベースバンド信号のパワースペクトル密度(PSD)を示している。PSDでは、同じ周波数を共有している2つの信号成分は、互いに結合され、互いの電力の割り当てを識別することは難しい。しかし、本実施形態では、中心周波数がfの上側波帯の主ローブ51は、中心周波数がfの下側波帯の主ローブ50から30.69MHz離れており、2つのローブ50、51のスペクトルのゼロ交差位置間のバンド幅は20.46MHzであり、10.23MHzのコード・レートのBPSK‐R変調が各信号成分に使用され、2つの主ローブの中心周波数間の間隔が30.69MHzという設計仕様と一致している。
PSDに見られるように、同じ周波数を共有している2つの信号成分は、互いに結合され、各成分の電力の割り当てを識別することは難しい。しかし、受信方法1を使用して信号を受信することで、電力比が1:3:1:3の4つ信号を結合して多重化信号が得られることが確認できる。
本発明によると、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号は、定包絡線多重化信号に多重化される。4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の拡散コードは直交性に優れている。多重化信号の受信及び処理の面では、独立した多重化信号の各信号成分だけでなく、多重化信号全体としても、受信機で受信でき、処理できる。
上述の本発明の実施形態は、送信側、すなわち、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する方法及び装置に主に関連している。さらに、本発明の実施形態は、上述したような定包絡線多重化信号を生成するための方法及び装置で生成された信号に関する。
加えて、当業者であれば理解できるように、変換システム、方法、機器、及び受信機は、本発明の実施形態によって生成された信号を受信し、そして、処理することに適用できる。それゆえに、本発明の実施形態は、例えば、上述した定包絡線多重化信号を処理するために使用されるシステム、方法、装置に関する。
本発明の実施形態によると、受信装置は、前述の生成方法又は生成装置によって生成された4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を受信するために提供される。本発明の実施形態では、周波数f及び周波数fに変調された信号成分をそれぞれ処理できる。
本発明の実施形態では、4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号のための受信装置が提供される。図7に示すように、信号受信装置500は、受信ユニット510、復調ユニット520、及び処理ユニット530を備える。
受信ユニット510は、定包絡線多重化信号を受信するように構成されている。復調ユニット520は、受信した定包絡線多重化信号の周波数fに変調された信号成分を復調し、受信した定包絡線多重化信号の周波数fに変調された信号成分を復調する。処理ユニット530は、周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいて、ベースバンド拡散スペクトル信号S、Sを取得し、周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいて、ベースバンド拡散スペクトル信号S、Sを取得する。
図8は、本発明の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の受信装置の具体的な実装例の概略図を示している。本実施形態によると、受信ユニット510はアンテナ61を含んでいてもよく、復調ユニット520はフィルタ・アンプ・ユニット62、ダウンコンバータ63、アナログ・デジタル変換器64を含んでいてもよく、処理ユニット530はデジタル信号処理ユニット65を含んでいてもよい。
図8を参照すると、信号成分が分離して受信される場合、定包絡線多重化信号60はアンテナ61から受信される。アンテナ61によって受信された後、受信された定包絡線多重化信号60はフィルタ・アンプ・ユニット62に送られる。ここで、定包絡線多重化信号は強い干渉信号や帯域外雑音に対抗するためにフィルタされ、その後、定包絡線多重化信号60は増幅される。上側波帯信号成分s(t)又はs(t)を処理するとき、フィルタ・ユニットの中心周波数は、信号成分s(t)又はs(t)の電力がフィルタ・ユニットを十分に通過することを確実にするために、受信される信号成分s(t)又はs(t)の帯域幅以上の帯域幅で、f近傍にセットされる。同様に、下側波帯信号成分s(t)又はs(t)を処理するとき、フィルタ・ユニットの中心周波数は、信号成分s(t)又はs(t)の電力がフィルタ・ユニットを十分に通過することを確実にするために、受信される信号成分s(t)又はs(t)の帯域幅以上の帯域幅で、f近傍にセットされる。
フィルタ・アンプ・ユニット62から出力されたフィルタされ、増幅された信号は、信号成分の搬送波周波数を対応する中間周波数に変換するために、ダウンコンバータ63に送られる。その後、信号は、信号のサンプリングと量子化を行うために、アナログ・デジタル変換器64に送られ、デジタル中間周波数信号が得られる。
アナログ・デジタル変換器64から出力されたデジタル中間周波数信号は、デジタル信号処理ユニット65に送られる。当該ユニットは、FPGA、ASIC、一般的な演算ユニット、又はこれらの装置の組み合わせで実装され、処理されるベースバンド信号成分に対応した捕捉、追尾、復調がなされる。
さらに、本発明の実施形態によると、受信方法は、上述の定包絡線多重化信号生成方法又は生成装置によって生成された4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を受信するために提供される。信号受信方法は、定包絡線多重化信号を受信することと、受信された定包絡線多重化信号の周波数fに変調された信号成分を復調し、信号周波数fに変調された信号成分を復調することと、周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいてベースバンド・スペクトル拡散信号S、Sを取得し、周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいてベースバンド・スペクトル拡散信号S、Sを取得することとを含む。
本発明の実施形態によると、受信装置は、上述の定包絡線多重化信号生成方法又は生成装置によって生成された4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を受信するために提供される。本実施形態では、中心周波数が(f+f)/2の受信した定包絡線多重化信号が一体として処理される。
図9は、本発明の他の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の受信装置を示している。図9に示すように、信号受信装置は、受信ユニット610、復調ユニット620、付加位相探索ユニット630、ローカル・レプリカ生成ユニット640、及び算出ユニット650を備えている。
受信ユニット610は定包絡線多重化信号を受信するように構成されている。復調ユニット620は、中心周波数f=(f+f)/2の受信した定包絡線多重化信号を復調して、復調されたベースバンド信号を取得するように構成されている。付加位相探索ユニット630は、付加位相ルックアップ・テーブルに基づいて、4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせの各状態に対応する付加位相θを取得するように構成されている。ローカル・レプリカ生成ユニット640は、取得した付加位相θに基づいて、各状態に対応する同位相ベースバンド信号のローカル・レプリカ
Figure 0006095082
及び直交位相ベースバンド信号のローカル・レプリカ
Figure 0006095082
を生成するように構成されている。算出ユニット650は、復調されたベースバンド信号の各状態に対応した生成された
Figure 0006095082

Figure 0006095082
との相関を算出し、復調されたベースバンド信号のベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)を決定するように構成されている。
理解されるように、ベースバンド信号の値は±1であるので、4つのベースバンド信号の値[S、S、S、S]の組み合わせは組み合わせ状態を16個まで有することができる。算出ユニット650は、16個の組み合わせ状態のそれぞれに対応して、復調ユニット640から取得した同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を有する同位相ベースバンド成分のローカル・レプリカと直交位相ベースバンド成分のローカル・レプリカとの相関を計算して、受信した第1ベースバンド信号S、第2ベースバンド信号S、第3ベースバンド信号S及び第4ベースバンド信号Sの値を決定する。また、定包絡線多重化信号の捕捉及び追尾がなされる。
再度図9を参照すると、本発明の実施形態による4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号の受信装置の具体的な実装例が示されている。多重化信号が受信され、一体として処理される場合、定包絡線多重化信号は受信機の受信ユニット610によって受信される。受信ユニット610のアンテナから受信された定包絡線多重化信号は、強い干渉信号や帯域外雑音に対抗するために定包絡線多重化信号をフィルタし、定包絡線多重化信号を増幅するために、受信ユニット610のフィルタ・アンプ・ユニットに送られる。フィルタ・ユニットの中心周波数は、全ての多重化信号の電力がフィルタ・ユニットを十分に通過することを確実にするために、2f以上の帯域幅で(f+f)/2近傍に設定される。適当なフィルタ・ユニットが設計できるのであれば、全ての信号成分の第1主ローブの電力がフィルタ・ユニットを確実に通過するようにすることが提案される。
受信ユニット610のフィルタ・アンプ・ユニットから出力され、フィルタされ、増幅された信号は、復調ユニット620のダウンコンバータに送られ、信号成分の搬送波周波数が中間周波数に変換される。その後、信号は、復調ユニット620に備えられ、信号をサンプリングし、量子化するためのアナログ・デジタル変換器に送られ、デジタル中間周波数信号が取得される。
復調ユニット620のアナログ・デジタル変換器から出力されたデジタル中間周波数信号は、復調ユニット620のデジタル信号処理ユニットに送られる。当該ユニットは、FPGA、ASIC、一般的な演算ユニット、又はこれらの装置の組み合わせで実装されてもよい。デジタル中間周波数信号は、デジタル信号の中間周波数とドップラとを除去するために、受信機で生成された同位相の搬送波及び直交位相の搬送波と掛け合わされ、受信機同位相ベースバンド信号SI(t)及び受信機直交位相ベースバンド信号SQ(t)が取得される。
復調ユニット620のデジタル信号処理ユニットは、拡散チップ波形を割当てられた4つの信号成分の拡散シーケンスを生成するように構成されている。4つの信号の2値で表されるベースバンド信号のローカル・レプリカにおける全ての可能な値の組み合わせに基づいて、同位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
及び直交位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
は、各エポックで、各組み合わせに対応して、復調ユニット620のデジタル信号処理ユニットによって生成される。値の組み合わせの総数はgとして表される。N個の信号がデータ・チャネルに関連しているとすると、g=2として算出可能である。
Figure 0006095082
のg値の組み合わせ中の特定の例に対しては、
Figure 0006095082
及び
Figure 0006095082
の算出規則は送信機と同様である。付加位相探索ユニット630は、位相ルックアップ・テーブルを探索することによって、現在時刻に対応した付加位相θを取得する。
ローカル・レプリカ生成ユニット640は、同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
及び直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
を以下の式に基づいて生成する。
Figure 0006095082
算出ユニット650は、同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
のi番目(i=1、2、...、g)のグループと、同位相ベースバンド信号SI(t)及び直交位相ベースバンド信号SQ(t)とをそれぞれ掛け合わせ、当該乗算結果を、TIの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送ることによって、第1同位相相関値corr1I及び第1直交位相相関値corr1Qのi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得する。そして、算出ユニット650は、直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
Figure 0006095082
の各グループと、同位相ベースバンド信号SI(t)及び直交位相ベースバンド信号SQ(t)とをそれぞれ掛け合わせ、当該乗算結果を、TIの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送ることによって、第2同位相相関値corr2I及び直交位相相関値corr2Qのi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得する。
算出ユニット650は、i番目のグループの第1同位相相関値corr1I及び第1直交位相相関値corr1Qと、i番目のグループの第2同位相相関値corr2I及び第2直交位相相関値corr2Qとを下記の式に基づいて結合し、同位相結合相関値I’及び直交位相結合相関値Q’のi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得する。
Figure 0006095082
算出ユニット650は、同位相結合相関値I’及び直交位相結合相関値Q’のグループに、
Figure 0006095082
の値が全てのグループの中で最大となるように最適な同位相結合相関値I’及び最適な直交位相結合相関値Q’を選択してベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)を決定し、I’値及びQ’値を伝統的な取得方法及びトラッキング・ループを通して処理する。
本発明の実施形態は、ハードウエア、ソフトウエア、又はこれらの組み合わせによって実装されてもよい。本発明の1つの態様は、本発明の実施形態による、定包絡線多重化信号生成方法、生成装置、定包絡線多重化信号受信方法、受信装置を実施するための実行可能な命令を含むプログラムを提供する。さらに、プログラムは、光又は磁気で読み取り可能な媒体、チップ、ROM、PROM、又は任意の形式の揮発性若しくは不揮発性記憶装置のような任意の形式のストレージに記憶される。本発明の実施形態の一例によると、機械可読記憶媒体がプログラムを保存するために提供される。
本発明の種々の実施形態が図面を参照して上記の様に説明されたが、例示的な方法が示されているだけであって、それに限定されないことは理解されるべきである。本発明の精神と範囲から離れることなく形状や細部に様々な変形を加えることが可能であることは、当業者には明らかであろう。

Claims (16)

  1. 4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)が周波数fと周波数fとにそれぞれ変調され、高周波である搬送波周波数f=(f+f)/2の定包絡線多重化信号が生成され、ここで、前記信号s(t)及びs(t)が互いに直交する搬送波位相を有する前記周波数fに変調され、前記信号s(t)及びs(t)が互いに直交する搬送波位相を有する前記周波数fに変調され、f>fである4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する方法であって、
    前記定包絡線多重化信号の前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)に割り当てられる電力比を決定することと、
    前記定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)の付加位相を含み、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の決定された前記電力比に基づいて、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期Tを複数のセグメントに分割し、前記複数のセグメントの各セグメントにおいて、前記定包絡線多重化信号の前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせ16状態中の1状態に対して付加位相θを決定する付加位相ルックアップ・テーブルを保存することと、
    現在時刻の前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期の1つのセグメントと、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせの1状態とに従って前記付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって、前記現在時刻の前記1つのセグメントの前記付加位相θを取得することと、
    得られた前記付加位相θに基づいて、前記定包絡線多重化信号の前記同位相ベースバンド成分I(t)及び前記直交位相ベースバンド成分Q(t)を生成し、前記定包絡線多重化信号SRF(t)を生成することと
    を含み、
    Figure 0006095082
    であり、ここで、Aは前記定包絡線多重化信号SRF(t)の振幅である
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記付加位相ルックアップ・テーブルが、
    プリセット同位相ベースバンド成分
    Figure 0006095082
    とプリセット直交位相ベースバンド成分
    Figure 0006095082
    とを以下の式から取得することと、
    Figure 0006095082
    このとき、sgnは符号関数であり、
    Figure 0006095082
    、c、c、cは前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)それぞれの相対電力であり、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)に割り当てられた前記電力比がc:c:c:cであることを特徴とし、
    atan2が4象限アークタンジェント関数であり、
    Figure 0006095082
    前記付加位相ルックアップ・テーブルの前記付加位相θの値を以下の式から取得することと、
    Figure 0006095082
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の決定された前記電力比に基づいて、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期Tを前記複数のセグメントに分割する処理が、
    前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の決定された前記電力比に基づいて、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせの各状態に対して、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期T内で、前記付加位相
    Figure 0006095082
    を算出することと、
    前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期T内で、前記付加位相θの位相シフト点を決定し、前記位相シフト点に基づいて、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期Tを前記複数のセグメントに分割することと
    を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記電力比が1:3:1:3であり、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期Tが等しい長さの12のセグメントに分割され、前記付加位相ルックアップ・テーブルが表1又は表2の形式であることを特徴とし、
    Figure 0006095082
    Figure 0006095082
    VS,i=1,2,3...,16が前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせ16状態を表し、P,K=1,2,3...,12は前記付加位相θの値を表し、P=P+kπ/6であり、Pは[0,2π]内の任意の位相である
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)が周波数fと周波数fとにそれぞれ変調され、高周波である搬送波周波数f=(f+f)/2の定包絡多重化線信号が生成され、ここで、前記信号s(t)及びs(t)が互いに直交する搬送波位相を有する前記周波数fに変調され、前記信号s(t)及びs(t)が互いに直交する搬送波位相を有する前記周波数fに変調され、f>fである4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する装置であって、
    前記定包絡線多重化信号の同位相ベースバンド成分I(t)及び直交位相ベースバンド成分Q(t)の付加位相を含み、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の決定された前記電力比に基づいて、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の副搬送波周期Tを複数のセグメントに分割し、前記複数のセグメントの各セグメントにおいて、前記定包絡線多重化信号の前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の取り得る値の組み合わせ16状態中の1状態に対して付加位相θを決定する付加位相ルックアップ・テーブルを保存する付加位相ルックアップ・テーブル保存ユニットと、
    現在時刻の前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期の1つのセグメントと、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせの1状態とに従って前記付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって、前記現在時刻の前記1つのセグメントの前記付加位相θを取得する探索ユニットと、
    得られた前記付加位相θに基づいて、前記定包絡線多重化信号の前記同位相ベースバンド成分I(t)及び前記直交位相ベースバンド成分Q(t)を生成し、前記定包絡線多重化信号SRF(t)を生成する生成ユニットと
    を含み、
    Figure 0006095082
    であり、ここで、Aは前記定包絡線多重化信号SRF(t)の振幅である
    ことを特徴とする装置。
  6. 前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記電力比が1:3:1:3であり、前記ベースバンド・スペクトル拡散信号の前記副搬送波周期Tが等しい長さの12のセグメントに分割され、前記付加位相ルックアップ・テーブル保存ユニットに保存された前記付加位相ルックアップ・テーブルが表1又は表2の形式であることを特徴とし、
    Figure 0006095082
    Figure 0006095082
    VS,i=1,2,3...,16が前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせ16状態を表し、P,K=1,2,3...,12は前記付加位相θの値を表し、P=P+kπ/6であり、Pは[0,2π]内の任意の位相である
    ことを特徴とする請求項5に記載の装置。
  7. 求項5又は6に記載の4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する装置によって生成された定包絡線多重化信号を処理するように構成された手段を備える機器。
  8. 求項5又は6に記載の4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する装置によって生成された定包絡線多重化信号を受信する定包絡線多重化信号受信装置。
  9. 求項5又は6に記載の定包絡線多重化信号、若しくは請求項5又は6に記載の4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する装置によって生成された定包絡線多重化信号を受信する信号受信装置であって、
    前記定包絡線多重化信号を受信する受信ユニットと、
    前記受信した定包絡線多重化信号の前記周波数fに変調された信号成分を復調し、前記受信した定包絡線多重化信号の前記周波数fに変調された信号成分を復調する復調ユニットと、
    前記周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいて、前記ベースバンド拡散スペクトル信号s(t)、s(t)を取得し、前記周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいて、前記ベースバンド拡散スペクトル信号s(t)、s(t)を取得する処理ユニットと
    を備える信号受信装置。
  10. 求項1〜4のいずれか1項に記載の定包絡線多重化信号、若しくは請求項1〜4のいずれか1項に記載の4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する方法によって生成された定包絡線多重化信号を受信する信号受信方法であって、
    前記定包絡線多重化信号を受信することと、
    前記受信した定包絡線多重化信号の前記周波数fに変調された信号成分を復調し、前記受信した定包絡線多重化信号の前記周波数fに変調された信号成分を復調することと、
    前記周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいて、前記ベースバンド拡散スペクトル信号s(t)及びs(t)を取得し、前記周波数fに変調された信号成分を復調した信号成分に基づいて、前記ベースバンド拡散スペクトル信号s(t)及びs(t)を取得することと、
    を含む信号受信方法。
  11. 求項5又は6に記載の定包絡線多重化信号、若しくは請求項5又は6に記載の4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する装置によって生成された定包絡線多重化信号を受信する信号受信装置であって、前記付加位相ルックアップ・テーブルが前記信号受信装置に保存され、前記信号受信装置が、
    前記定包絡線多重化信号を受信する受信ユニットと、
    中心周波数f=(f+f)/2の受信した前記定包絡線多重化信号を復調して、復調されたベースバンド信号を取得する復調ユニットと、
    前記付加位相ルックアップ・テーブルに基づいて、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせの各状態に対応する前記付加位相θを取得する付加位相探索ユニットと、
    取得した前記付加位相θに基づいて、前記各状態に対応する同位相ベースバンド信号のローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    及び直交位相ベースバンド信号のローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    を生成するローカル・レプリカ生成ユニットと、
    復調された前記ベースバンド信号の前記各状態に対応する生成された前記
    Figure 0006095082

    Figure 0006095082
    の相関を算出し、復調された前記ベースバンド信号の前記ベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)を決定し、前記定包絡線多重化信号の捕捉及び追尾がなされる算出ユニットと
    を備えることを特徴とする信号受信装置。
  12. 求項1〜4のいずれか1項に記載の定包絡線多重化信号、若しくは請求項1〜4のいずれか1項に記載の4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する方法によって生成された定包絡線多重化信号を受信する信号受信方法であって、前記信号受信方法が、
    前記付加位相ルックアップ・テーブルを保存することと、
    前記定包絡線多重化信号を受信することと、
    中心周波数f=(f+f)/2の受信した前記定包絡線多重化信号を復調して、復調されたベースバンド信号を取得することと、
    前記付加位相ルックアップ・テーブルに基づいて、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)の前記取り得る値の組み合わせの各状態に対応する前記付加位相θを取得することと、
    取得した前記付加位相θに基づいて、前記各状態に対応する同位相ベースバンド信号のローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    及び直交位相ベースバンド信号のローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    を生成することと、
    復調された前記ベースバンド信号の前記各状態に対応する生成された前記
    Figure 0006095082

    Figure 0006095082
    の相関を算出し、復調された前記ベースバンド信号の前記ベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)を決定し、前記定包絡線多重化信号の捕捉及び追尾がなされることと
    を含むことを特徴とする信号受信方法。
  13. 求項5又は6に記載の定包絡線多重化信号、若しくは請求項5又は6に記載の4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する装置によって生成された定包絡線多重化信号を受信する信号受信装置であって、前記付加位相ルックアップ・テーブルが前記信号受信装置に保存され、前記受信装置が、
    フィルタ及び増幅の中心周波数が(f+f)/2にセットされ、前記定包絡線多重化信号を受信し、フィルタし、増幅する受信ユニットと、
    処理される信号成分の前記搬送波周波数を対応する中間周波数に変換し、前記信号をサンプリングし、量子化することによって、前記信号成分をアナログからデジタルに変換し、変換されたデジタル中間周波数信号と同位相の搬送波及び直交位相の搬送波とをそれぞれ掛け合せることによって受信機同位相ベースバンド信号SI(t)及び受信機直交位相ベースバンド信号SQ(t)を取得する復調ユニットと、
    拡散チップ波形を割当てられた4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の拡散シーケンスを生成し、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の2値で表されるベースバンド信号のローカル・レプリカにおける全ての可能な値の組み合わせに基づいて、各エポックで、付加位相探索ユニットにおける各組み合わせに対応して、同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    及び直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    を生成し、前記値の組み合わせの総数はgとして表され、g=2であり、N個のデータ・チャネルがあり、前記値の組み合わせgのうち
    Figure 0006095082
    の場合、
    Figure 0006095082
    及び
    Figure 0006095082
    の算出規則は送信機と同様であり、前記付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって現在時刻の前記付加位相θを取得する付加位相ルックアップ・テーブル探索ユニットと、
    前記同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    及び前記直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    を以下の式に基づいて生成するローカル・レプリカ生成ユニットと、
    Figure 0006095082
    前記同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    のi番目(i=1、2、...、g)のグループと、前記同位相ベースバンド信号SI(t)及び前記直交位相ベースバンド信号SQ(t)とをそれぞれ掛け合わせ、当該乗算結果を、TIの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送ることによって、第1同位相相関値corr1I及び第1直交位相相関値corr1Qのi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得し、前記直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    の各グループと、前記同位相ベースバンド信号SI(t)及び前記直交位相ベースバンド信号SQ(t)をそれぞれ掛け合わせ、当該乗算結果を、TIの期間、コヒーレント積分するために前記積分放電フィルタに送ることによって、第2同位相相関値corr2I及び直交位相相関値corr2Qのi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得し、
    前記i番目のグループの前記第1同位相相関値corr1I及び前記第1直交位相相関値corr1Qと、前記i番目のグループの前記第2同位相相関値corr2I及び前記第2直交位相相関値corr2Qとを下記の式に基づいて結合し、同位相結合相関値I’及び直交位相結合相関値Q’のi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得し、
    Figure 0006095082
    前記同位相結合相関値I’及び前記直交位相結合相関値Q’のグループに、
    Figure 0006095082
    の値が全てのグループの中で最大となるように最適な同位相結合相関値I’及び最適な直交位相結合相関値Q’を選択して前記ベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)を決定し、前記I’値及びQ’値を伝統的な捕捉方法及びトラッキング・ループを通して処理する算出ユニットとを備えることを特徴とする信号受信装置。
  14. 求項1〜4のいずれか1項に記載の定包絡線多重化信号、若しくは請求項1〜4のいずれか1項に記載の4つのスペクトル拡散信号を有するデュアル周波数定包絡線多重化信号を生成する方法によって生成された定包絡線多重化信号を受信する信号受信方法であって前記信号受信方法が、
    前記付加位相ルックアップ・テーブルを保存することと、
    フィルタ及び増幅の中心周波数が(f+f)/2にセットされ、前記定包絡線多重化信号を受信し、フィルタし、増幅することと、
    処理される信号成分の前記搬送波周波数を対応する中間周波数に変換し、前記信号をサンプリングし、量子化することによって、前記信号成分をアナログからデジタルに変換し、変換されたデジタル中間周波数信号と同位相の搬送波及び直交位相の搬送波とをそれぞれ掛け合せることによって受信機同位相ベースバンド信号SI(t)及び受信機直交位相ベースバンド信号SQ(t)を取得することと、
    拡散チップ波形を割当てられた4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の拡散シーケンスを生成し、前記4つのベースバンド・スペクトル拡散信号の2値で表されるベースバンド信号のローカル・レプリカにおける全ての可能な値の組み合わせに基づいて、各エポックで、各組み合わせに対応して、同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    及び直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    を生成し、前記値の組み合わせの総数はgとして表され、g=2であり、N個のデータ・チャネルがあり、前記値の組み合わせgのうち
    Figure 0006095082
    の場合、
    Figure 0006095082
    及び
    Figure 0006095082
    の算出規則は送信機と同様であり、前記付加位相ルックアップ・テーブルを探索することによって現在時刻の前記付加位相θを取得することと、
    前記同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    及び前記直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    を以下の式に基づいて生成することと、
    Figure 0006095082
    前記同位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    のi番目(i=1、2、...、g)のグループと、前記同位相ベースバンド信号SI(t)及び前記直交位相ベースバンド信号SQ(t)とをそれぞれ掛け合わせ、当該乗算結果を、TIの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送ることによって、第1同位相相関値corr1I及び第1直交位相相関値corr1Qのi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得し、前記直交位相ベースバンド信号ローカル・レプリカ
    Figure 0006095082
    の各グループと、前記同位相ベースバンド信号SI(t)及び前記直交位相ベースバンド信号SQ(t)をそれぞれ掛け合わせ、当該乗算結果を、TIの期間、コヒーレント積分するために前記積分放電フィルタに送ることによって、第2同位相相関値corr2I及び直交位相相関値corr2Qのi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得することと、
    前記i番目のグループの前記第1同位相相関値corr1I及び前記第1直交位相相関値corr1Qと、前記i番目のグループの前記第2同位相相関値corr2I及び前記第2直交位相相関値corr2Qとを下記の式に基づいて結合し、同位相結合相関値I’及び直交位相結合相関値Q’のi番目(i=1、2、...、g)のグループを取得することと、
    Figure 0006095082
    前記同位相結合相関値I’及び前記直交位相結合相関値Q’のグループに、
    Figure 0006095082
    の値が全てのグループの中で最大となるように最適な同位相結合相関値I’及び最適な直交位相結合相関値Q’を選択して前記ベースバンド・スペクトル拡散信号s(t)、s(t)、s(t)、s(t)を決定し、前記I’値及びQ’値を伝統的な捕捉方法及びトラッキング・ループを通して処理することと
    を含むことを特徴とする信号受信方法。
  15. 前記いずれかの請求項に記載の前記方法、前記装置、前記機器を実行するコンピュータのための実行可能な命令を含むプログラム。
  16. 請求項15に記載のプログラムを保存するための機械可読記憶媒体。
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