JP6447883B2 - 直接シーケンススペクトラム拡散信号のための受信機及び方法 - Google Patents
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Description
式中、Cは相関関数であり、
はFFT PRN系列の複素共役であり、oは要素ごとの行列乗算を示す。このプロセスは、およそ、上述した例ではm個のFFTである、合計FFTの数だけ処理負荷を低減する。
[発明の項目]
[項目1]
直接シーケンススペクトラム拡散DSSS信号を処理する方法であって、前記方法が、
DSSS取得を実施して、拡散コード位相及び周波数オフセットの推定値を得るステップと、
受信DSSS信号の複数のセグメントの各々について、粗いドップラ補償を用いる時間及び周波数変換ベースの相関方法、前記推定された周波数オフセット及び前記拡散コード位相を使用することによって、前記DSSS信号のセグメントと拡散コードのレプリカとの間の相関関数を連続して得るステップと、
前記得られた相関関数内の相関ピークの前記位相をトラッキングし、前記得られた相関関数に位相補正を適用して精細なドップラ補償をもたらすことによって、DSSS搬送波追尾を実施するステップと、
を含み、
前記時間及び周波数変換ベースの相関方法が、前記受信DSSS信号の各セグメントについて、複数のサンプルを得るステップと、時間/周波数変換を実施するステップと、前記変換されたサンプルに、前記拡散コードの時間/周波数変換レプリカの複素共役を乗算するステップと、逆時間/周波数変換を実施するステップと、を含む、方法。
[項目2]
DSSS搬送波追尾を実施するステップが、コード推定値及び搬送波位相推定値を得るサブステップを含み、前記方法が、
曲線適合プロセスを使用して、前記コード推定値及び前記搬送波位相推定値に基づいて経時的な前記拡散コード位相の推定値を得るステップをさらに含む、項目1に記載の方法。
[項目3]
前記受信機がGNSS受信機であり、前記方法が、
経時的な前記拡散コード位相の前記得られた推定値を使用して複数の疑似範囲を得るステップと、
航法アルゴリズムにおいて前記得られた疑似範囲を処理して、推定位置を得るステップと、
をさらに含む、項目2に記載の方法。
[項目4]
空間的に離れた信号経路から複数のDSSS信号を受信するステップと、
前記受信DSSS信号の各々について、前記複数の相関関数を得るステップと、
前記受信DSSS信号のうちの異なる受信DSSS信号からの前記得られた相関関数を時間的に整合するステップと、
前記時間的に整合された相関関数を合計するステップと、
をさらに含む、項目1、2又は3に記載の方法。
[項目5]
前記複数の相関関数のうちの2つ内の相関ピークの間の位相オフセットを検出するステップと、
前記2つの相関関数のうちの1つに位相回転を適用して、前記2つの相関関数内の前記相関ピークを整合するステップと、
前記ピークを整合された相関関数を合計するステップと、
をさらに含む、項目1〜4のいずれか一項に記載の方法。
[項目6]
連続する複数の前記相関関数内の前記相関ピークの位相の間を補間して、非整数オフセット値を得るステップと、
前記得られた非整数オフセットに基づいて前記複数の相関関数内の前記相関ピークを整合するステップと、
前記ピークを整合された相関関数を合計するステップと、
をさらに含む、項目1〜5のいずれか一項に記載の方法。
[項目7]
前記DSSS受信機は、複数の受信チャネルを備える全地球的航法衛星システムGNSS受信機であり、該複数の受信チャネルの各々が複数のGNSS衛星のうちの異なるGNSS衛星から受信されるDSSS信号を追尾するように構成されている、前記方法が、
前記複数の受信チャネルの各々と、前記変換された信号サンプルの各々を共有するステップをさらに含む、項目1〜6のいずれか一項に記載の方法。
[項目8]
前記複数の相関関数の各々を得るステップが、
前記受信DSSS信号のセグメントのデータサンプルを得るサブステップと、前記得られたデータサンプルをゼロパディングして、前記変換領域ベースの相関方法の周波数分解能を増大させるサブステップとを含み、及び/又は
前記時間及び周波数変換ベースの相関方法が、高速フーリエ変換FFT、不等間隔離散フーリエ変換、離散サイン/コサイン変換、若しくは非整数フーリエ変換を使用する、項目1〜7のいずれか一項に記載の方法。
[項目9]
DSSS取得を実施するステップが、
複数の取得相関関数を得るサブステップと、
前記得られた取得相関関数内の前記相関ピークの位相の変化からドップラオフセットを推定するサブステップと、
前記推定されたドップラオフセットに基づいて前記取得相関関数をコヒーレントに合計するサブステップと、
前記合計された取得相関関数内の相関ピークが所定の閾値を超える場合、取得に成功したと判定するサブステップと、
を含む、項目1〜8のいずれか一項に記載の方法。
[項目10]
前記受信DSSS信号は、位相シフトキーイングPSK変調信号であり、前記方法が、
前記受信DSSS信号内の複数のデータシンボルの各々の相関関数を得るステップと、
前記取得された相関関数の各々について、データ極性を推定するステップと、
前記得られた相関関数の各々から前記推定されたデータ極性を除去するステップと、
前記推定されたデータ極性を除去した後に、前記複数のデータシンボルの前記相関関数を合計するステップと、
をさらに含む、項目1〜9のいずれか一項に記載の方法。
[項目11]
前記複数のセグメントが各々、1データシンボルの継続時間に満たない長さを有しており、前記受信DSSS信号内の複数のデータシンボルの各々の前記相関関数を得るステップが、
所定数の前記セグメントの各々の相関関数を得るサブステップと、
前記DSSS取得中に得られたドップラ推定値に基づいて、前記得られた相関関数を位相において整合するサブステップと、
前記所定数の整合された相関関数を合計して、前記複数のデータシンボルのうちの1つの積分相関関数を得るサブステップと、
を含む、項目10に記載の方法。
[項目12]
前記時間及び周波数変換ベースの相関方法が、複数の順方向変換にわたる累積を実施するための、周波数領域における1つ又は複数の動作を含む、項目1、2又は3に記載の方法。
[項目13]
前記時間及び周波数変換ベースの相関方法が、
前記複数のサンプルを列行列にロードするステップであって、前記列行列内の各サンプル列に前記周波数変換が適用されて、周波数変換行列が得られる、ロードするステップと、
DSSS取得中に得られた前記位相推定値に基づいて位相行列を得るステップと、
前記周波数変換行列に、前記位相行列、及び、前記拡散コードの前記周波数変換レプリカの前記複素共役を乗算することによって前記位相補正を適用し、前記周波数領域において積分して、積分行列を得るステップと、
前記積分行列に逆周波数変換を適用することによって積分相関関数を得るステップと、
をさらに含む、項目12に記載の方法。
[項目14]
前記拡散コードの前記周波数変換レプリカの前記複素共役に位相回転を適用することによって、粗いドップラ補正を適用するステップをさらに含む、項目12又は13に記載の方法。
[項目15]
直接シーケンススペクトラム拡散DSSS信号を受信するための装置であって、前記装置が、
DSSS取得を実施して、拡散コード位相及び周波数オフセットの推定値を得るための手段と、
受信DSSS信号の複数のセグメントの各々について、粗いドップラ補償を用いる時間及び周波数変換ベースの相関方法、前記推定された周波数及び前記拡散コード位相を使用することによって、前記DSSS信号のセグメントと拡散コードのレプリカとの間の相関関数を連続して得るための手段と、
前記得られた相関関数内の相関ピークの前記位相をトラッキングし、前記得られた相関関数に位相補正を適用して精細なドップラ補償をもたらすことによって、DSSS搬送波追尾を実施するための手段と、
を備え、
前記時間及び周波数変換ベースの相関方法が、前記受信DSSS信号の各セグメントについて、複数のサンプルを得るステップと、周波数変換を実施して、前記サンプルを時間領域から周波数領域に変換するステップと、前記変換されたサンプルに、前記拡散コードの前記周波数変換レプリカの複素共役を乗算するステップと、逆周波数変換を実施するステップと、を含む、装置。
Claims (16)
- 直接シーケンススペクトラム拡散DSSS信号を処理する方法であって、前記方法が、
DSSS取得を実施して、拡散コード位相及び周波数オフセットの推定値を得るステップと、
受信DSSS信号の複数のセグメントの各々について、粗いドップラ補償を用いる、時間/周波数変換ベースの相関方法、前記推定された周波数オフセット及び前記拡散コード位相を使用することによって、前記DSSS信号のセグメントと拡散コードのレプリカとの間の相関関数を連続して得るステップと、
前記得られた相関関数内の相関ピークの前記位相をトラッキングし、前記得られた相関関数に位相補正を適用して精細なドップラ補償をもたらすことによって、DSSS搬送波追尾を実施するステップと、
を含み、
粗いドップラ補償を用いる、前記時間/周波数変換ベースの相関方法が、前記受信DSSS信号の各セグメントについて、複数のサンプルを得るステップと、時間/周波数変換を実施するステップと、前記変換されたサンプルに、前記拡散コードの時間/周波数変換レプリカの複素共役を乗算するステップと、逆時間/周波数変換を実施するステップと、を含む、方法。 - DSSS搬送波追尾を実施するステップが、コード推定値及び搬送波位相推定値を得るサブステップを含み、前記方法が、
曲線適合プロセスを使用して、前記コード推定値及び前記搬送波位相推定値に基づいて経時的な前記拡散コード位相の推定値を得るステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記受信機がGNSS受信機であり、前記方法が、
経時的な前記拡散コード位相の前記得られた推定値を使用して複数の疑似範囲を得るステップと、
航法アルゴリズムにおいて前記得られた疑似範囲を処理して、推定位置を得るステップと、
をさらに含む、請求項2に記載の方法。 - 空間的に離れた信号経路から複数のDSSS信号を受信するステップと、
前記受信DSSS信号の各々について、前記複数の相関関数を得るステップと、
前記受信DSSS信号のうちの異なる受信DSSS信号からの前記得られた相関関数を時間的に整合するステップと、
前記時間的に整合された相関関数を合計するステップと、
をさらに含む、請求項1、2又は3に記載の方法。 - 前記複数の相関関数のうちの2つ内の相関ピークの間の位相オフセットを検出するステップと、
前記2つの相関関数のうちの1つに位相回転を適用して、前記2つの相関関数内の前記相関ピークを整合するステップと、
前記ピークを整合された相関関数を合計するステップと、
をさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 連続する複数の前記相関関数内の前記相関ピークの位相の間を補間して、非整数オフセット値を得るステップと、
前記得られた非整数オフセットに基づいて前記複数の相関関数内の前記相関ピークを整合するステップと、
前記ピークを整合された相関関数を合計するステップと、
をさらに含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記DSSS受信機は、複数の受信チャネルを備える全地球的航法衛星システムGNSS受信機であり、該複数の受信チャネルの各々が複数のGNSS衛星のうちの異なるGNSS衛星から受信されるDSSS信号を追尾するように構成されている、前記方法が、
前記複数の受信チャネルの各々と、前記変換された信号サンプルの各々を共有するステップをさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記複数の相関関数の各々を得るステップが、前記受信DSSS信号のセグメントのデータサンプルを得るサブステップと、前記得られたデータサンプルをゼロパディングして、前記変換領域ベースの相関方法の周波数分解能を増大させるサブステップとを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- DSSS取得を実施するステップが、
複数の取得相関関数を得るサブステップと、
前記得られた取得相関関数内の前記相関ピークの位相の変化からドップラオフセットを推定するサブステップと、
前記推定されたドップラオフセットに基づいて前記取得相関関数をコヒーレントに合計するサブステップと、
前記合計された取得相関関数内の相関ピークが所定の閾値を超える場合、取得に成功したと判定するサブステップと、
を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記受信DSSS信号は、位相シフトキーイングPSK変調信号であり、前記方法が、
前記受信DSSS信号内の複数のデータシンボルの各々の相関関数を得るステップと、
前記取得された相関関数の各々について、データ極性を推定するステップと、
前記得られた相関関数の各々から前記推定されたデータ極性を除去するステップと、
前記推定されたデータ極性を除去した後に、前記複数のデータシンボルの前記相関関数を合計するステップと、
をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。 - 前記複数のセグメントが各々、1データシンボルの継続時間に満たない長さを有しており、前記受信DSSS信号内の複数のデータシンボルの各々の前記相関関数を得るステップが、
所定数の前記セグメントの各々の相関関数を得るサブステップと、
前記DSSS取得中に得られたドップラ推定値に基づいて、前記得られた相関関数を位相において整合するサブステップと、
前記所定数の整合された相関関数を合計して、前記複数のデータシンボルのうちの1つの積分相関関数を得るサブステップと、
を含む、請求項10に記載の方法。 - 前記時間/周波数変換ベースの相関方法が、複数の順方向変換にわたる累積を実施するための、周波数領域における1つ又は複数の動作を含む、請求項1、2又は3に記載の方法。
- 前記時間/周波数変換ベースの相関方法が、
前記複数のサンプルを列行列にロードするステップであって、前記列行列内の各サンプル列に前記周波数変換が適用されて、周波数変換行列が得られる、ロードするステップと、
DSSS取得中に得られた前記位相推定値に基づいて位相行列を得るステップと、
前記周波数変換行列に、前記位相行列、及び、前記拡散コードの前記周波数変換レプリカの前記複素共役を乗算することによって前記位相補正を適用し、前記周波数領域において積分して、積分行列を得るステップと、
前記積分行列に逆周波数変換を適用することによって積分相関関数を得るステップと、
をさらに含む、請求項12に記載の方法。 - 前記拡散コードの前記周波数変換レプリカの前記複素共役に位相回転を適用することによって、粗いドップラ補正を適用するステップをさらに含む、請求項12又は13に記載の方法。
- 直接シーケンススペクトラム拡散DSSS信号を受信するための装置であって、前記装置が、
DSSS取得を実施して、拡散コード位相及び周波数オフセットの推定値を得るための手段と、
受信DSSS信号の複数のセグメントの各々について、粗いドップラ補償を用いる、時間/周波数変換ベースの相関方法、前記推定された周波数及び前記拡散コード位相を使用することによって、前記DSSS信号のセグメントと拡散コードのレプリカとの間の相関関数を連続して得るための手段と、
前記得られた相関関数内の相関ピークの前記位相をトラッキングし、前記得られた相関関数に位相補正を適用して精細なドップラ補償をもたらすことによって、DSSS搬送波追尾を実施するための手段と、
を備え、
粗いドップラ補償を用いる、前記時間/周波数変換ベースの相関方法が、前記受信DSSS信号の各セグメントについて、複数のサンプルを得るステップと、時間/周波数変換を実施して、前記サンプルを時間領域から周波数領域に変換するステップと、前記変換されたサンプルに、前記拡散コードの前記時間/周波数変換レプリカの複素共役を乗算するステップと、逆時間/周波数変換を実施するステップと、を含む、装置。 - 前記時間/周波数変換ベースの相関方法が、高速フーリエ変換FFT、不等間隔離散フーリエ変換、離散サイン/コサイン変換、若しくは非整数フーリエ変換を使用する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
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