JP6511676B2 - スペクトラム拡散信号生成方法、生成装置、受信方法、および受信装置 - Google Patents

Description

本出願は、拡散信号生成方法、生成装置、受信方法、および受信装置の分野に関する。

直接シーケンススペクトラム拡散（ＤＳＳＳ）技術は、拡散コードの頻繁な位相反転を使用することにより正確な測距（レンジング）を可能にするとともに、多元接続における良好な性能ならびに耐マルチパスおよび耐干渉における良好な性能を達成するため、全地球型衛星航法システム（ＧＮＳＳ）の信号に広く使用されている。

信号の測距精度および耐干渉性能を改善しながら、様々なＧＮＳＳ信号の間でＧＮＳＳの限られた周波数帯域をよりよく共用するために、新しい信号変調技術が絶えず提案されている。２値オフセット搬送波（ＢＯＣ）変調はそのような例のうちの１つであり、信号には、矩形ＮＲＺ拡散コードチップのＤＳＳＳ変調に基づいた矩形波副搬送波が乗算される。一般に、ＢＯＣ変調は、２つのパラメータ、すなわち、副搬送波レートｆ_ｓおよび拡散シーケンスレートｆ_ｃを有し、ここで、ｆ_ｓ≧ｆ_ｃである。したがって、特定のＢＯＣ変調は、ＢＯＣ（ｆ_ｓ，ｆ_ｃ）によって表すことができる。ＧＮＳＳにおいては、より簡単な表記法はＢＯＣ（ｍ，ｎ）であり、ここで、ｆ_ｓおよびｆ_ｃは１．０２３ＭＨｚで正規化される。すなわち、ｍ＝ｆ_ｓ／１．０２３ＭＨｚおよびｎ＝ｆ_ｃ／１．０２３ＭＨｚである。加えて、時分割多重化２値オフセット搬送波（ＴＭＢＯＣ）変調、複合２値オフセット搬送波（ＣＢＯＣ）変調などの様々な多重化ＢＯＣ変調技術が出現している。

本出願の目的は、拡散信号生成方法、生成装置、受信方法、および受信装置を提供することである。

本出願の１つの態様によれば、拡散信号生成方法が開示される。拡散信号生成方法は、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を生成することと、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を無線周波数（ＲＦ）搬送波で変調して拡散信号を生成することと、を含み、
第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分が、各々、拡散コードおよび２値副搬送波を含み、第１の拡散信号成分の拡散コードが、第２の拡散信号成分の拡散コードと同じであり、第１の拡散信号成分の２値副搬送波が、第２の拡散信号成分の２値副搬送波と異なることと、
第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相が、第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と異なり、生成された拡散信号が、

であることと、を特徴とし、
式中、Ｓ_ＲＦは、拡散信号を表し、Ｓ_１およびＳ_２は、それぞれ、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を表し、Ａ_１およびＡ_２は、それぞれ、Ｓ_１の振幅およびＳ_２の振幅を表し、ｃ（ｔ）は、Ｓ_１およびＳ_２の拡散コードを表し、ｑ_１（ｔ）およびｑ_２（ｔ）は、Ｓ_１の２値副搬送波およびＳ_２の２値副搬送波を表し、ｄ（ｔ）は、データメッセージを表し、

は、ＲＦ搬送波の角周波数を表し、θは、Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相とＳ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差を表す。

本出願のさらなる態様によれば、拡散信号生成装置が開示される。拡散信号生成装置は、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を生成するための拡散信号成分生成ユニットであり、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分が、各々、拡散コードおよび２値副搬送波を含み、第１の拡散信号成分の拡散コードが、第２の拡散信号成分の拡散コードと同じであり、第１の拡散信号成分の２値副搬送波が、第２の拡散信号成分の２値副搬送波と異なる、拡散信号成分生成ユニットと、
第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分をＲＦ搬送波で変調して拡散信号を生成する拡散信号生成ユニットであり、第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相が、第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と異なり、次の式

により拡散信号を生成する拡散信号生成ユニットとを含み、
式中、Ｓ_ＲＦは、拡散信号を表し、Ｓ_１およびＳ_２は、それぞれ、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を表し、Ａ_１およびＡ_２は、それぞれ、Ｓ_１の振幅およびＳ_２の振幅を表し、ｃ（ｔ）は、Ｓ_１およびＳ_２の拡散コードを表し、ｑ_１（ｔ）およびｑ_２（ｔ）は、それぞれ、Ｓ_１の２値副搬送波およびＳ_２の２値副搬送波を表し、ｄ（ｔ）は、データメッセージを表し、

は、ＲＦ搬送波の角周波数を表し、θは、Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相とＳ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差を表す。

本出願のさらなる態様によれば、拡散信号を受信する方法が開示される。拡散信号を受信する方法は、拡散信号の拡散コードのローカルレプリカを生成することと、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカおよび第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカを生成することと、第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差に基づいてローカル搬送波を生成することと、生成されたローカル搬送波、拡散コードのローカルレプリカ、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ、および第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカに基づいて、受信した拡散信号に対するコヒーレント積分を計算し、積分の結果の線形結合を計算して、積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分を得ることと、を含む。

本出願のさらなる態様によれば、拡散信号受信機が開示される。拡散信号受信機は、拡散信号の拡散コードのローカルレプリカを生成し、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカおよび第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカを生成するベースバンド信号生成ユニットと、第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差に基づいてローカル搬送波を生成するローカル搬送波生成ユニットと、生成されたローカル搬送波、拡散コードのローカルレプリカ、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ、および第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカに基づいて、受信した拡散信号に対するコヒーレント積分を計算し、積分の結果の線形結合を計算して、積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分を得る計算ユニットと、を備える。

本出願の一実施形態による拡散信号生成方法の流れ図である。 本出願の一実施形態による拡散信号生成装置の概略ブロック図である。 本出願の別の実施形態による拡散信号生成装置の概略ブロック図である。 本出願の一実施形態による拡散信号受信機の概略ブロック図である。 本出願の一実施形態による拡散信号受信機の一実施態様の概略図である。 本出願の一実施形態による拡散信号受信方法の流れ図である。

以下、添付図面を参照しながら、本出願で開示する拡散信号生成方法、生成装置、受信方法、および受信装置の詳細な説明を提示する。簡単にするために、本出願の実施形態の説明では、同じまたは同様の参照番号が同じまたは同様の装置に使用される。

図１は、本出願の一実施形態による、拡散信号Ｓ_ＲＦを生成する拡散信号生成方法の流れ図を示す。

ステップ１１０において、第１の拡散信号成分Ｓ_１および第２の拡散信号成分Ｓ_２が生成され、第１の拡散信号成分Ｓ_１および第２の拡散信号成分Ｓ_２は、各々、拡散コードおよび２値副搬送波を含む。第１の拡散信号成分Ｓ_１の拡散コードは、第２の拡散信号成分Ｓ_２の拡散コードと同じであり、第１の拡散信号成分Ｓ_１の２値副搬送波は、第２の拡散信号成分Ｓ_２の２値副搬送波と異なる。

ステップ１２０において、第１の拡散信号成分Ｓ_１および第２の拡散信号成分Ｓ_２をＲＦ搬送波で変調して、拡散信号Ｓ_ＲＦを生成する。ここで、第１の拡散信号成分Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相は、第２の拡散信号成分Ｓ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相と異なる。

２つの拡散信号成分は、各々、拡散コードと２値副搬送波とを含み、それぞれ２つの異なる搬送波位相で変調され、それにより、拡散信号成分の多重化が可能になる。

ステップ１２０において生成される拡散信号Ｓ_ＲＦは、

として表され、

および

であり、ここで、Ｓ_１およびＳ_２は、それぞれ、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を表し、Ａ_１およびＡ_２は、それぞれ、Ｓ_１の振幅およびＳ_２の振幅を表し、ｃ（ｔ）は、Ｓ_１およびＳ_２の拡散コードを表し、ｑ_１（ｔ）およびｑ_２（ｔ）は、それぞれ、Ｓ_１の２値副搬送波およびＳ_２の２値副搬送波を表し、ｄ（ｔ）は、データメッセージを表し、

は、ＲＦ搬送波の角周波数を表し、θは、Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相とＳ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差を表す。

本出願の一実施形態によれば、２値副搬送波は、２値コード化シンボル（ＢＣＳ）副搬送波である。例えば、第１の拡散信号成分Ｓ_１の副搬送波を、ＢＣＳ（［１ １ １ １ −１ １ １ １ １］， １）とすることや、第２の拡散信号成分Ｓ_２の副搬送波を、ＢＣＳ（［１ １ １ １ １ −１ １ １ １ １ １］， １）とすること等ができる。当業者に理解されるように、本明細書のＢＣＳ副搬送波は典型的な例示にすぎず、拡散信号成分の２値副搬送波は任意の形態のＢＣＳ副搬送波とすることができる。

本出願の別の実施形態によれば、２値副搬送波は２値オフセット搬送波（ＢＯＣ）副搬送波、すなわち、ＢＯＣ（ｍ，ｎ）であり、ｍは、ＢＯＣ成分の矩形波副搬送波周波数ｆ_ｓを１．０２３ＭＨｚで正規化した結果、すなわち、ｍ＝ｆ_ｓ／１．０２３ＭＨｚであり、ｎは、ＢＯＣの信号の拡散コードｃ（ｔ）周波数ｆ_ｃを１．０２３ＭＨｚで正規化した結果である。例えば、第１の拡散信号成分Ｓ_１の副搬送波はＢＯＣ（１，１）とすることができ、第２の拡散信号成分Ｓ_２の副搬送波はＢＯＣ（６，１）とすることができる。当業者に理解されるように、本明細書のＢＯＣ（１，１）およびＢＯＣ（６，１）は典型的な例示にすぎず、拡散信号成分の２値副搬送波は任意の形態のＢＯＣ副搬送波とすることができる。

２値副搬送波がＢＯＣ副搬送波である場合、拡散信号成分Ｓ_１およびＳ_２はＢＯＣ信号である。理解される通り、この場合、２つのＢＯＣの信号は多重化される。本実施形態のＢＯＣ多重化方法によれば、２つの信号成分は、それぞれ、搬送波の異なる位相で変調される。この実施形態を用いて、全信号中の２つの異なるＢＯＣ信号成分間の相互変調成分の割合が、柔軟に調整される。

当業者に理解されるように、受信における信号の捕捉、追跡、復調、および耐マルチパス、ならびに他の性能は、信号のスペクトル特性と密接に関連している。本実施形態の多重化ＢＯＣ信号に関して、受信における捕捉、追跡、復調、および耐マルチパスの性能は、２つの信号成分の間の相互変調成分の量によって影響を受ける。

本出願の一実施形態によれば、位相差θは、第１の拡散信号成分Ｓ_１と第２の拡散信号成分Ｓ_２との間の相互変調成分を調整するためにさらに設定することができる。特定の要件を満たすために、２つの信号成分の搬送波位相関係を設定することで、送信される信号の特性が調整され、受信における捕捉、追跡、復調、および耐マルチパスの性能が最適化される。

本実施形態によれば、ベースバンド信号は、
Ｓ_ＢＢ（ｔ）＝Ｓ_１（ｔ）＋Ｓ_２（ｔ）ｅ^ｊθ
として表すことができ、この場合、ベースバンド信号の自己相関関数は、

であり、ここで、Ｒ_１およびＲ_２は、それぞれ、ｃ（ｔ）ｑ_１（ｔ）の自己相関関数およびｃ（ｔ）ｑ_２（ｔ）の自己相関関数であり、Ｒ_ｃ（τ）は、ｃ（ｔ）ｑ_１（ｔ）とｃ（ｔ）ｑ_２（ｔ）との相互相関関数である。見て分かるように、第１の拡散信号成分の自己相関関数および第２の拡散信号成分の自己相関関数に加えて、第１の拡散信号成分と第２の拡散信号成分との相互相関関数、すなわち、前述の相互変調成分が、ベースバンド信号の自己相関関数にさらに含まれる。

ｃｏｓθは、位相差θの値を設定することによって−１と＋１との間の任意の値となるように設定することができ、その結果、相互変調成分の量が調整される。

本出願の一実施形態によれば、位相差θの値は、拡散信号の受信時における復調性能指数ηおよび追跡性能指数βに基づいて、必要に応じて決定することができる。拡散信号の受信時における復調性能指数ηは、送信機フィルタ処理に起因して導入される拡散信号のパワー損失を示し、受信機の相関器出力信号対雑音比（ＳＮＲ）に直接影響を及ぼす。追跡性能指数βは、送信機フィルタ処理の後の拡散信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ）帯域幅を指し、熱雑音およびマルチパスの下で追跡ループ誤差に直接影響を及ぼす。

例えば、復調性能指数ηおよび追跡性能指数βは、以下の式として表すことができ、

ここで、ＢＷは、信号送信機帯域幅であり、ｎ_０は、白色ガウス雑音（ＧＷＮ）の両側パワースペクトル密度であり、Ａ_１およびＡ_２は、それぞれ、第１の拡散信号成分Ｓ_１の振幅および第２の拡散信号成分Ｓ_２の振幅を表し、Ｒ_１は、ｃ（ｔ）ｑ_１（ｔ）の自己相関関数を表し、Ｒ_２は、ｃ（ｔ）ｑ_２（ｔ）の自己相関関数を表し、Ｒ_ｃ（τ）は、ｃ（ｔ）ｑ_１（ｔ）とｃ（ｔ）ｑ_２（ｔ）との相互相関関数である。

精度の要件に従って、｛θ_ｋ，ｋ＝１，２，…，Ｎ｝の中の位相差θのすべての可能な値を一定のステップでトラバースすることによって、１組の対応する復調性能指標｛η_ｋ，ｋ＝１，２，…，Ｎ｝および１組の対応する追跡性能指標｛β_ｋ，ｋ＝１，２，…，Ｎ｝を得ることができる。位相差θのトラバース数Ｎは、必要とされる精度によって決定される。当業者に理解されるように、信号の耐マルチパス性能は、追跡性能指標βに関連する。信号設計における復調性能、追跡性能、および耐マルチパス性能の要件に従って、１対の追跡性能指標および復調性能指標（β_{ｋ−ｏｐｔ}，η_{ｋ−ｏｐｔ}）が、要件を満たすために｛η_ｋ，ｋ＝１，２，…｝および｛θ_ｋ，ｋ＝１，２，…｝の中から選択され、次いで、位相差θの値がθ_{ｋ−ｏｐｔ}に設定されることになる。

本出願の一実施形態によれば、位相差θは、第１の拡散信号成分Ｓ_１と第２の拡散信号成分Ｓ_２との間の相互変調成分をゼロとするように調整するために、±π／２に設定することができる。

例えば、ＢＯＣ副搬送波では、位相差θが、±π／２である場合、ベースバンド信号は、
Ｓ_ＢＢ（ｔ）＝Ｓ_１（ｔ）±ｊＳ_２（ｔ）
として表すことができ、ベースバンド信号の自己相関関数は、

である。

見て分かるように、位相差θが、±π／２である場合、相互変調成分はベースバンド信号の自己相関関数に含まれない。この点に関して、異なるデータメッセージが２つの信号成分に変調され得るようになり、信号によって送信される情報量が増加する。

図２は、本出願の一実施形態による拡散信号生成装置の概略ブロック図を示す。図示のように、拡散信号生成装置２００は、拡散信号成分生成ユニット２１０と拡散信号生成ユニット２２０とを含む。

拡散信号成分生成ユニット２１０は、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を生成し、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分は、各々、拡散コードおよび２値副搬送波を含む。第１の拡散信号成分の拡散コードは、第２の拡散信号成分の拡散コードと同じであり、第１の拡散信号成分の２値副搬送波は、第２の拡散信号成分の２値副搬送波と異なる。

拡散信号生成ユニット２２０は、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分をＲＦ搬送波で変調し、拡散信号を生成する。第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相は、第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と異なる。

一実施形態によれば、拡散信号生成ユニット２２０は、拡散信号Ｓ_ＲＦを次の式により生成する。

ここで、

および

であり、Ｓ_１およびＳ_２は、それぞれ、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を表し、Ａ_１およびＡ_２は、それぞれ、Ｓ_１の振幅およびＳ_２の振幅を表し、ｃ（ｔ）は、Ｓ_１およびＳ_２の拡散コードを表し、ｑ_１（ｔ）およびｑ_２（ｔ）は、それぞれ、Ｓ_１の２値副搬送波およびＳ_２の２値副搬送波を表し、ｄ（ｔ）は、データメッセージを表し、

は、ＲＦ搬送波の角周波数を表し、θは、Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相とＳ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差を表す。

図３は、本出願の別の実施形態による拡散信号生成装置の概略ブロック図を示す。図示のように、拡散信号生成装置２００の拡散信号生成ユニット２２０は、位相差設定モジュール２２１と信号生成モジュール２２２とをさらに含むことができる。位相差設定モジュール２２１は、第１の拡散信号成分Ｓ_１と第２の拡散信号成分Ｓ_２との間の相互変調成分を調整するために、第１の拡散信号成分Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相と第２の拡散信号成分Ｓ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の前記位相差θを設定する。信号生成モジュール２２２は、位相差設定モジュール２２１によって設定された位相差θに基づいて拡散信号Ｓ_ＲＦを生成する。例えば、位相差設定モジュール２２１によって設定された位相差θに基づいて、信号生成モジュール２２２は、拡散信号Ｓ_ＲＦを次の式により生成する。

ここで、

および

であり、Ｓ_１およびＳ_２は、それぞれ、第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を表し、Ａ_１およびＡ_２は、それぞれ、Ｓ_１の振幅およびＳ_２の振幅を表し、ｃ（ｔ）は、Ｓ_１およびＳ_２の拡散コードを表し、ｑ_１（ｔ）およびｑ_２（ｔ）は、それぞれ、Ｓ_１の２値副搬送波およびＳ_２の２値副搬送波を表し、ｄ（ｔ）は、データメッセージを表し、

は、ＲＦ搬送波の角周波数を表し、θは、Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相とＳ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差を表す。

一実施形態によれば、位相差設定モジュール２２１は、拡散信号の受信時における復調性能指数および追跡性能指数に基づいて、必要に応じて、位相差θの値を決定する。

一実施形態によれば、位相差設定モジュール２２１は、第１の拡散信号成分Ｓ_１と第２の拡散信号成分Ｓ_２との間のＲＦ搬送波位相差θを±π／２に設定し、第１の拡散信号成分Ｓ_１と第２の拡散信号成分Ｓ_２との間の相互変調成分をゼロとするように調整することができる。加えて、位相差設定モジュール２２１は、位相差θを任意の値とするように設定することができ、それによって、ｃｏｓθは−１と＋１との間の任意の値とすることができ、その結果、第１の拡散信号成分Ｓ_１と第２の拡散信号成分Ｓ_２との間の相互変調成分の量を変更することができる。

上述のように説明した本出願の実施形態は、主として、送信側、すなわち、拡散信号生成方法および生成装置に関連している。加えて、本出願の実施形態は、そのような拡散信号生成方法により、および上述のような生成装置によって生成される信号にも関連している。

また、当業者に理解されるように、逆のシステム、方法、および装置を適用して、本出願の実施形態で生成された拡散信号を受信し処理することができる。それゆえに、本出願の実施形態は、例えば、上述のような拡散信号の処理のためのシステム、方法、および装置にも関連している。

図４は、本出願の一実施形態による拡散信号受信機の概略ブロック図を示す。図示のように、受信機３００は、ベースバンド信号生成ユニット３１０と、ローカル搬送波生成ユニット３２０と、計算ユニット３３０とを含む。受信機３００は、受信した拡散信号

を処理するために使用することができる。

ベースバンド信号生成ユニット３１０は、拡散信号

の拡散コードのローカルレプリカ

と、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ

と、第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ

とを生成する。

ローカル搬送波生成ユニット３２０は、第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差θに基づいてローカル搬送波を生成する。

ローカル搬送波生成ユニット３２０によって生成されたローカル搬送波、ならびにベースバンド信号生成ユニット３１０によって生成された拡散コードのローカルレプリカ

と、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ

と、第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ

とに基づいて、計算ユニット３３０は、受信した拡散信号

に対するコヒーレント積分を計算し、さらに積分の結果の線形結合を計算して、積分同相チャネル成分Ｉおよび積分直交位相チャネル成分Ｑを得る。

図５は、本出願の一実施形態による拡散信号受信機の一実施態様の概略図を示す。

図５に示すように、ベースバンド信号生成ユニット３１０は、ローカル拡散コードレプリカ生成モジュール３１１と、ローカル副搬送波レプリカ生成モジュール３１２とをさらに含む。ローカル拡散コードレプリカ生成モジュール３１１は、拡散信号

の拡散コードのローカルレプリカ

を生成する。ローカル副搬送波レプリカ生成モジュール３１２は、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ

と、第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ

とを生成する。

ローカル搬送波生成ユニット３２０は、ローカル搬送波生成モジュール３２１をさらに含む。第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差θに基づいて、ローカル搬送波生成モジュール３２１は、ローカル搬送波

を生成し、ここで、

は、ローカル搬送波の復調角周波数を表す。理解される通り、受信した拡散信号がそのまま復調される場合、

であり、拡散信号の搬送波がダウンコンバータを介して中間周波数に変換された後、拡散信号が復調される場合、

であり、ここで、

は、ダウンコンバータを介した搬送波中間周波数である。

計算ユニット３３０は、コヒーレント積分計算モジュール３３１と、線形結合計算モジュール３３２とをさらに含む。

コヒーレント積分計算モジュール３３１は、受信した拡散信号

に対するコヒーレント積分を、ローカル搬送波生成ユニット３２０で生成されたローカル搬送波

と、ベースバンド信号生成ユニット３１０で生成された拡散コードのローカルレプリカ

と、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ

と、第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ

とに基づいて計算する。コヒーレント積分計算は、具体的には、

として表すことができ、ここで、

は、受信した拡散信号を表し、

は、拡散コードのローカルレプリカを表し、

および

は、それぞれ、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカおよび第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカを表し、

は、ローカル搬送波の角周波数を表し、ｔ_１は、コヒーレント積分の開始時刻であり、Ｔ_ｃｏｈは、積分の期間であり、

および

は、それぞれ、第１の重み係数および第２の重み係数であり、ここで、

であり、
Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４は、コヒーレント積分の結果であり、ＩおよびＱは、それぞれ、積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分である。

線形結合計算モジュール３３２は、コヒーレント積分計算モジュール３３１によって計算された結果の線形結合を計算して、積分同相チャネル成分Ｉおよび積分直交位相チャネル成分Ｑ、具体的には、

を得る。ここで、

および

は、それぞれ、第１の重み係数および第２の重み係数であり、それらの間の比は、拡散信号の生成における拡散信号成分Ｓ_１の振幅Ａ_１と拡散信号成分Ｓ_２の振幅Ａ_２との間の比に等しく、すなわち、

である。

本出願の一実施形態によれば、図５に示すように、受信機３００は、処理ユニット３４０をさらに含んでもよい。処理ユニット３４０は、搬送波同期、コードタイミング同期、データ復調、レンジングコード位相および搬送波位相の測定を、得られた積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分に基づいて実行する。当業者に理解されるように、積分同相チャネル成分Ｉおよび積分直交位相チャネル成分Ｑが受信機において得られた後、処理ユニットによって実行される搬送波同期、コードタイミング同期、データ復調、レンジングコード位相および搬送波位相の測定などのような機能は、先行技術の機能と同様のものであり、したがって、それらの詳細は本明細書では説明しない。

図６は、本出願の一実施形態による拡散信号受信方法の流れ図を示す。図示のように、ステップ４１０において、拡散信号の拡散コードのローカルレプリカが生成される。

ステップ４２０において、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカおよび第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカが生成される。

ステップ４３０において、ローカル搬送波が、第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差に基づいて生成される。

ステップ４４０において、受信した拡散信号のコヒーレント積分および積分の結果の線形結合が、生成されたローカル搬送波、拡散コードのローカルレプリカ、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ、および第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカに基づいて計算され、積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分が得られる。

本出願の一実施形態によれば、コヒーレント積分は、ステップ４４０において次の式により計算することができ、

線形結合は次の式により計算することができ、

ここで、

は、受信した拡散信号であり、

は、拡散コードのローカルレプリカであり、

および

は、それぞれ、第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカおよび第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカであり、

は、ローカル搬送波の角周波数であり、ｔ_１は、コヒーレント積分の開始時刻であり、Ｔ_ｃｏｈは、積分の期間であり、

および

は、それぞれ、第１の重み係数および第２の重み係数であり、ここで、

であり、
Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４は、コヒーレント積分の結果を表し、ＩおよびＱは、それぞれ、積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分である。

本出願の一実施形態によれば、拡散信号受信方法は、搬送波同期、コードタイミング同期、データ復調、レンジングコード位相および搬送波位相の測定を、得られた積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分に基づいて実行することをさらに含むことができる。理解される通り、当業者は、搬送波同期、コードタイミング同期、データ復調、レンジングコード位相および搬送波位相の測定を、積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分に基づいて実行するために先行技術の様々な方法を利用することができる。

本出願の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せの形態で実施することができる。本出願の一態様によれば、本出願の実施形態による拡散信号生成方法、生成装置、拡散信号受信方法、受信装置を実現するための実行可能な命令を含むプログラムが提供される。加えて、プログラムは、光学または磁気可読媒体、チップ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、または揮発性もしくは不揮発性メモリ装置などの任意の形態の記憶装置に記憶することができる。本出願の一実施形態の一例によれば、機械可読記憶装置が、プログラムを記憶するために備えられる。

本出願の様々な実施形態が図面を参照して上述されているが、それらは限定ではなく単なる例として提示されていることが理解されるべきである。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態および細部において様々な変更を行ってもよいことは当業者には明らかであろう。

Claims (14)

1. 第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を生成することと、前記第１の拡散信号成分および前記第２の拡散信号成分をＲＦ搬送波で変調して、拡散信号を生成することとを含み、
   前記第１の拡散信号成分および前記第２の拡散信号成分が、各々、拡散コードおよび２値副搬送波を含み、前記第１の拡散信号成分の前記拡散コードが、前記第２の拡散信号成分の前記拡散コードと同じであり、前記第１の拡散信号成分の前記２値副搬送波が、前記第２の拡散信号成分の前記２値副搬送波と異なり、
   前記第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相が、前記第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と異なり、生成された前記拡散信号が、
   

   

   であり、
   ここで、Ｓ_ＲＦは、前記拡散信号を表し、Ｓ_１およびＳ_２は、それぞれ、前記第１の拡散信号成分および前記第２の拡散信号成分を表し、Ａ_１およびＡ_２は、それぞれ、Ｓ_１の振幅およびＳ_２の振幅を表し、ｃ（ｔ）は、前記Ｓ_１およびＳ_２の拡散コードを表し、ｑ_１（ｔ）およびｑ_２（ｔ）は、それぞれ、前記Ｓ_１の２値副搬送波および前記Ｓ_２の２値副搬送波を表し、ｄ（ｔ）は、データメッセージを表し、
   

   

   は、ＲＦ搬送波の角周波数を表し、θは、前記Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相と前記Ｓ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差を表し、
   前記位相差θを設定して、前記第１の拡散信号成分Ｓ_１と前記第２の拡散信号成分Ｓ_２との間の相互変調成分を調整し、
   前記拡散信号の受信時における復調性能指数および追跡性能指数に基づいて、必要に応じて前記位相差θの値を決定する、拡散信号生成方法。
2. 前記２値副搬送波が、２値コード化シンボルＢＣＳ副搬送波である、請求項１に記載の拡散信号生成方法。
3. 前記２値副搬送波が、２値オフセット搬送波ＢＯＣ副搬送波である、請求項１に記載の拡散信号生成方法。
4. 前記位相差θを±π／２に設定して、前記第１の拡散信号成分Ｓ_１と前記第２の拡散信号成分Ｓ_２との間の前記相互変調成分をゼロとするように調整すること
   をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載の拡散信号生成方法。
5. 第１の拡散信号成分および第２の拡散信号成分を生成するための拡散信号成分生成ユニットであり、前記第１の拡散信号成分および前記第２の拡散信号成分が、各々、拡散コードおよび２値副搬送波を含み、前記第１の拡散信号成分の前記拡散コードが、前記第２の拡散信号成分の前記拡散コードと同じであり、前記第１の拡散信号成分の前記２値副搬送波が、前記第２の拡散信号成分の前記２値副搬送波と異なる、拡散信号成分生成ユニットと、
   前記第１の拡散信号成分および前記第２の拡散信号成分をＲＦ搬送波で変調して、拡散信号を生成する拡散信号生成ユニットであり、前記第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相が、前記第２の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と異なり、次の式
   

   

   により前記拡散信号を生成する、拡散信号生成ユニットと、を備え、
   前記式中、Ｓ_ＲＦは、前記拡散信号を表し、Ｓ_１およびＳ_２は、それぞれ、前記第１の拡散信号成分および前記第２の拡散信号成分を表し、Ａ_１およびＡ_２は、それぞれ、Ｓ_１の振幅およびＳ_２の振幅を表し、ｃ（ｔ）は、前記Ｓ_１およびＳ_２の拡散コードを表し、ｑ_１（ｔ）およびｑ_２（ｔ）は、それぞれ、前記Ｓ_１の２値副搬送波および前記Ｓ_２の２値副搬送波を表し、ｄ（ｔ）は、データメッセージを表し、
   

   

   は、ＲＦ搬送波の角周波数を表し、θは、前記Ｓ_１を変調するためのＲＦ搬送波の位相と前記Ｓ_２を変調するためのＲＦ搬送波の位相との間の位相差を表し、
   前記拡散信号生成ユニットが、前記位相差θを設定して、前記第１の拡散信号成分Ｓ_１と前記第２の拡散信号成分Ｓ_２との間の相互変調成分を調整する位相差設定モジュールと、前記位相差設定モジュールによって設定された前記位相差θに基づいて前記拡散信号Ｓ_ＲＦを生成する信号生成モジュールとをさらに備え、
   前記位相差設定モジュールが、前記拡散信号の受信時における復調性能指数および追跡性能指数に基づいて、必要に応じて前記位相差θの値を決定する、拡散信号生成装置。
6. 請求項１に記載の拡散信号生成方法により生成された拡散信号を受信する方法であって、
   前記拡散信号の拡散コードのローカルレプリカを生成することと、
   前記第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカおよび前記第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカを生成することと、
   前記第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と前記第２の拡散信号成分を変調するための前記ＲＦ搬送波の位相との間の位相差に基づいてローカル搬送波を生成することと、
   生成された前記ローカル搬送波、前記拡散コードのローカルレプリカ、前記第１の拡散信号成分の前記２値副搬送波のローカルレプリカ、および前記第２の拡散信号成分の前記２値副搬送波のローカルレプリカに基づいて、受信した前記拡散信号に対するコヒーレント積分を計算し、前記積分の結果の線形結合を計算して、積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分を得ることと
   を含む、拡散信号受信方法。
7. 前記コヒーレント積分が、次の式により計算され、
   

   

   前記線形結合が、次の式により計算され、
   

   

   ここで、
   

   

   は、前記受信した拡散信号を表し、
   

   

   は、前記拡散コードのローカルレプリカであり、
   

   

   および
   

   

   は、それぞれ、前記第１の拡散信号成分の前記２値副搬送波のローカルレプリカおよび前記第２の拡散信号成分の前記２値副搬送波のローカルレプリカであり、
   

   

   は、ローカル搬送波の角周波数であり、ｔ_１は、コヒーレント積分の開始時刻であり、Ｔ_ｃｏｈは、積分の期間であり、
   

   

   および
   

   

   は、それぞれ、第１の重み係数および第２の重み係数であり、ここで、
   

   

   であり、
   Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４は、前記コヒーレント積分の結果であり、ＩおよびＱは、それぞれ、前記積分同相チャネル成分および前記積分直交位相チャネル成分である、請求項６に記載の拡散信号受信方法。
8. 搬送波同期、コードタイミング同期、データ復調、レンジングコード位相および搬送波位相の測定を、得られた前記積分同相チャネル成分および前記積分直交位相チャネル成分に基づいて実行すること
   をさらに含む、請求項６に記載の拡散信号受信方法。
9. 請求項１に記載の拡散信号生成方法により生成された拡散信号を受信する受信機であって、
   前記拡散信号の拡散コードのローカルレプリカを生成し、前記第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカおよび前記第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカを生成するためのベースバンド信号生成ユニットと、
   前記第１の拡散信号成分を変調するためのＲＦ搬送波の位相と前記第２の拡散信号成分を変調するための前記ＲＦ搬送波の位相との間の位相差に基づいてローカル搬送波を生成するローカル搬送波生成ユニットと、
   生成された前記ローカル搬送波、前記拡散コードのローカルレプリカ、前記第１の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカ、および前記第２の拡散信号成分の２値副搬送波のローカルレプリカに基づいて、受信した前記拡散信号に対するコヒーレント積分を計算し、前記積分の結果の線形結合を計算して、積分同相チャネル成分および積分直交位相チャネル成分を得る計算ユニットと
   を備える、拡散信号受信機。
10. 前記計算ユニットが、コヒーレント積分計算モジュールと、線形結合計算モジュールとをさらに含み、
    前記コヒーレント積分計算モジュールが、次の式により前記コヒーレント積分を計算し、
    

    

    前記線形結合計算モジュールが、次の式により前記線形結合を計算し、
    

    

    ここで、
    

    

    は、前記受信した拡散信号を表し、
    

    

    は、前記拡散コードのローカルレプリカであり、
    

    

    および
    

    

    は、それぞれ、前記第１の拡散信号成分の前記２値副搬送波のローカルレプリカおよび前記第２の拡散信号成分の前記２値副搬送波のローカルレプリカであり、
    

    

    は、ローカル搬送波の角周波数であり、ｔ_１は、コヒーレント積分計算の開始時刻であり、Ｔ_ｃｏｈは、積分の期間であり、
    

    

    および
    

    

    は、それぞれ、第１の重み係数および第２の重み係数であり、ここで、
    

    

    であり、
    Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４は、前記コヒーレント積分の結果であり、ＩおよびＱは、それぞれ、前記積分同相チャネル成分および前記積分直交位相チャネル成分である、請求項９に記載の拡散信号受信機。
11. 搬送波同期、コードタイミング同期、データ復調、レンジングコード位相および搬送波位相の測定を、得られた前記積分同相チャネル成分および前記積分直交位相チャネル成分に基づいて実行するための処理ユニットをさらに備える、請求項９に記載の拡散信号受信機。
12. 請求項１〜４のいずれかに記載の前記拡散信号生成方法、または請求項６〜８のいずれかに記載の前記拡散信号受信方法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。
13. 請求項５に記載の前記拡散信号生成装置、若しくは請求項９〜１１のいずれかに記載の前記拡散信号受信機を実現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。
14. 請求項１２または１３に記載のプログラムを記憶するための機械可読記憶装置。
    

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