JP6135075B2 - デコード方法及び受信装置 - Google Patents
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Description
本実施形態における航法メッセージのデコード方法について説明する。本実施形態は、GPS衛星から発信されるGPS衛星信号に搬送された航法メッセージをデコードする実施形態である。本実施形態のデコード方法は、例えば身体装着型の受信装置における航法メッセージのデコード方法に適用することが可能である。身体装着型の受信装置は、人間の所定部位(例えば腕や脚)に着脱可能に構成された受信装置であり、例えば手首や上腕に装着して利用される小型電子機器(例えばランナーズウォッチ)に内蔵される受信装置がこれに相当する。
第1の相関演算の結果を20ミリ秒分積算することで、第n+1番目の単位期間に係るI相相関積算値SumI(n+1)及びQ相相関積算値SumQ(n+1)を得る(ステップT3)。
次に、GPS衛星信号を受信する受信装置の実施例について説明する。本実施例では、身体装着型の小型電子機器として、ランナーズウォッチの実施例について説明する。
図7は、ランナーズウォッチ1の機能構成の一例を示すブロック図である。ランナーズウォッチ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60と、通信部70と、時計部80と、記憶部90とを備えて構成される。
図8は、ベースバンド処理回路部20の回路構成の一例を示すブロック図である。
ベースバンド処理回路部20は、サンプルメモリ21と、乗算部22と、キャリア除去用信号生成部23と、相関演算部24と、レプリカコード生成部25と、処理部27と、記憶部29とを有して構成される。
誤差周波数推定部272は、第1の相関演算の結果に基づいて算出されたGPS衛星信号の搬送波位相を用いて、第1の予測周波数の誤差周波数を推定する。
第2の相関演算制御部274は、第2の予測周波数算出部273によって算出された第2の予測周波数に基づいて、第1の相関演算の処理対象と同一の受信データに対する第2の相関演算の実行を制御する。
デコード部275は、第1の相関演算の結果または第2の相関演算の結果を用いて、GPS衛星信号に搬送されている航法メッセージをデコードする。
図9は、処理部27が、記憶部29に記憶されているデコードプログラム291Aに従って実行するデコード処理の流れを示すフローチャートである。このデコード処理は、ベースバンド処理プログラム291に従って実行されるベースバンド処理の中で常駐的に実行される処理である。また、このデコード処理では、単位時間である20ミリ秒が経過する毎に、直近の単位期間と当該単位期間の1つ前の単位期間との境目におけるビット値の変化の有無を判定することとして説明する。
最初に、誤差周波数推定部272は、相関演算部24から出力される相関値(I相相関値及びQ相相関値)をそれぞれ単位期間分(20ミリ秒分)積算して相関積算値(I相相関積算値及びQ相相関積算値)を算出し、積算データ293として記憶部29に記憶させる(ステップB1)。
デコード処理は以上である。
ランナーズウォッチ1において、第1の相関演算制御部271は、GPS衛星信号の受信データに対して、第1の予測周波数に基づく第1の相関演算の実行を制御する。誤差周波数推定部272は、第1の相関演算の結果に基づくGPS衛星信号の搬送波位相を用いて第1の予測周波数の誤差周波数を推定し、第2の予測周波数算出部273は、誤差周波数推定部272によって推定された誤差周波数を用いて第1の予測周波数を補正して第2の予測周波数を算出する。第2の相関演算制御部274は、第2の予測周波数算出部273によって算出された第2の予測周波数に基づいて、第1の相関演算で処理対象とした受信データと同一の受信データに対する第2の相関演算の実行を制御する。そして、デコード部275は、第2の相関演算制御部274の制御に従って実行された第2の相関演算の結果を用いて、GPS衛星信号に搬送されている航法メッセージをデコードする。
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。なお、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
上記の実施形態では、ベースバンド処理回路部20の処理部27が、キャリア周波数の追尾処理を行うこととして説明したが、キャリア周波数の追尾を行うためのループ回路を電子回路で構成し、このループ回路によってキャリア周波数の追尾を行うこととしてもよい。
上記の実施形態では、1つの単位期間について2回の相関演算(第1及び第2の相関演算)を行うこととして説明したが、3回以上の相関演算を行って航法メッセージのデコードを行うようにすることも可能である。具体的には、第2の相関演算の結果に基づくGPS衛星信号の搬送波位相を用いて、第2の予測周波数の誤差周波数を推定し、第2の予測周波数を更新する。そして、更新した第2の予測周波数に基づいて、第2の相関演算を再度行うようにする。
上記の実施形態では、1つ前の単位期間について得られた相関積算値(I相相関値及びQ相相関値)から求まる搬送波位相を基準位相とした。つまり、直前の単位期間に係る受信データに対して行った第2の相関演算の結果に基づく搬送波位相を用いて基準位相を定めることとして説明した。しかし、基準位相の定め方はこれに限られるわけではない。例えば、過去所定期間分の単位期間(例えば過去2個分の単位期間)に係る相関積算値から求まる搬送波位相を平均処理することで得られる搬送波位相を基準位相として定めることとしてもよい。
上記の実施形態では、航法メッセージのビット変化の有無を判定するための指標値としてIQ内積値を例に挙げて説明したが、指標値はこれに限られるわけではない。IQ内積値以外の指標値として、パワー値と称する指標値を用いて航法メッセージのビット値の変化の有無を判定する場合について以下説明する。
上記の実施例のランナーズウォッチ1に、例えば加速度センサーやジャイロセンサーといったセンサーを具備することとし、これらのセンサーの検出結果に基づいて、ユーザーの腕振りを判定することとしてもよい。
上記の実施例では、航法メッセージのデコード処理をベースバンド処理回路部20の処理部27が実行するものとして説明したが、これ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、航法メッセージのデコード処理は処理部27が実行し、位置算出処理はホスト処理部30が実行するといったように、ベースバンド処理回路部のプロセッサーと電子機器のプロセッサーとで処理を分散させることとしてもよい。
上記の実施例では、電子機器の一種であるランナーズウォッチ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、携帯型電話機(スマートフォンを含む。)や携帯型ナビゲーション装置、ノート型パソコン、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。
Claims (7)
- 測位用信号の受信データに対して、第1の予測周波数に基づいて第1の相関演算を行うことと、
前記第1の相関演算の結果に基づく前記測位用信号の搬送波位相を用いて、前記第1の予測周波数の誤差周波数を推定することと、
前記誤差周波数が許容範囲外である場合、
前記誤差周波数を用いて前記第1の予測周波数を補正して第2の予測周波数を算出し、
前記第2の予測周波数に基づいて、同一の前記受信データに対して第2の相関演算を行い、
前記第2の相関演算の結果を用いて、前記測位用信号に搬送されている航法メッセージをデコードすることと、
前記誤差周波数が許容範囲内である場合、
前記第1の相関演算の結果を用いて、前記測位用信号に搬送されている航法メッセージをデコードすることと、
を含むデコード方法。 - 前記誤差周波数を推定することは、前記搬送波位相と所与の基準位相との位相差に基づいて前記誤差周波数を推定することを含む、
請求項1に記載のデコード方法。 - 前記受信データは、前記測位用信号を受信したデータを単位期間毎に区切ったデータであり、
直前の単位期間に係る受信データに対して行った前記第2の相関演算の結果に基づく搬送波位相を用いて前記基準位相を定めること、
を含む請求項2に記載のデコード方法。 - 前記許容範囲は、閾値周波数が4Hz以下の所定周波数範囲である、
請求項1乃至3の何れか一項に記載のデコード方法。 - 前記受信データは、前記測位用信号を受信したデータを単位期間毎に区切ったデータであり、
前記第2の予測周波数に基づいて、次の単位期間に係る受信データについて前記第1の相関演算を行う際の前記第1の予測周波数を算出することを更に含む、
請求項1乃至4の何れか一項に記載のデコード方法。 - 前記第2の相関演算の結果に基づく前記測位用信号の搬送波位相を用いて、前記第2の予測周波数の誤差周波数を推定し、前記第2の予測周波数を更新することと、
前記更新された前記第2の予測周波数に基づいて、前記第2の相関演算を再度行うことと、
を含む請求項1乃至5の何れか一項に記載のデコード方法。 - 測位用信号の受信データに対して、第1の予測周波数に基づく第1の相関演算の実行を制御する第1の相関演算制御部と、
前記第1の相関演算の結果に基づく前記測位用信号の搬送波位相を用いて、前記第1の予測周波数の誤差周波数を推定する誤差周波数推定部と、
前記誤差周波数が許容範囲外である場合、前記誤差周波数を用いて前記第1の予測周波数を補正して第2の予測周波数を算出する第2の予測周波数算出部と、
前記誤差周波数が許容範囲外である場合、前記第2の予測周波数に基づいて、同一の前記受信データに対する第2の相関演算の実行を制御する第2の相関演算制御部と、
前記誤差周波数が許容範囲外である場合、前記第2の相関演算の結果を用いて、前記測位用信号に搬送されている航法メッセージをデコードするデコード部と、
を備え、
前記誤差周波数が許容範囲内である場合、前記デコード部は、前記第1の相関演算の結果を用いて、前記測位用信号に搬送されている航法メッセージをデコードする、
受信装置。
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