JPH04302234A - スペクトラム拡散信号復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、衛星通信等に使用さ
れるスペクトラム拡散信号復調装置に係り、詳しくは、
ＧＰＳ受信機等に用いられ、スペクトラム逆拡散をディ
ジタル方式で行うスペクトラム拡散信号復調装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ＧＰＳは、３衛星以上の電波を受信し、
衛星から受信点までの距離を測定することにより位置を
測定するシステムである。ＧＰＳ受信機においてはスペ
クトラム拡散信号復調装置が使用されている。ＧＰＳで
は測距をするため、データエッジのタイミングを１ｍｓ
ｅｃ未満の精度で確定している。又、ＧＰＳ受信機のス
ペクトラム逆拡散部をディジタル方式で構成した場合に
は、復調データはディジタル相関値の符号で表すことが
できる。又、ＧＰＳで測位をするためには、測位に使用
する衛星のキャリア及びコードの追跡をしなければなら
ず、キャリア追跡は、Ｉ−相関値・Ｑ−相関値より位相
を計算し、その位相より追跡キャリア周波数を計算する
ことにより行われる。さらに、コード追跡は、Ｉ−相関
値・Ｑ−相関値のｅａｒｌｙ，ｌａｔｅ値よりコード位
相ずれを計算することにより行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ディジタル相
関値は、相関計測中に入力データ符号が反転すると値が
小さくなる。特に相関計測中の中間区間で反転すると、
ディジタル相関値の符号がランダムに変化し、データ復
調を誤る可能性が高いという問題がある。又、相関計測
中に入力データ符号が反転すると、相関度が通常より小
さくなり、キャリア位相、コード位相ずれを計算すると
誤差の非常に大きな値となる。そのため、追跡制御が異
常となる問題がある。

【０００４】この発明の目的は、データ復調を確実に行
なうことができるスペクトラム拡散信号復調装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、スペクト
ラム拡散信号からキャリア成分を除去するキャリア成分
除去手段と、キャリア成分除去手段からの信号と、比較
符号成分を有する信号とを比較して両信号の相関値を検
出する相関値検出手段と、受信データのビット長さを複
数に時分割した前記相関値検出手段による各相関値を複
数回サンプリングし、各サンプリンク値を加算していく
データ採取手段と、前記データ採取手段にて形成された
受信データのビット長さ分の加算相関値から、受信デー
タの反転タイミングを検出する反転タイミング検出手段
とを備えたスペクトラム拡散信号復調装置をその要旨と
する。

【０００６】第２の発明は、スペクトラム拡散信号から
キャリア成分を除去するキャリア成分除去手段と、キャ
リア成分除去手段からの信号と、比較符号成分を有する
信号とを比較して両信号の相関値を検出する相関値検出
手段と、前記相関値検出手段によるデジタル成分が反転
したときに、相関値が所定の範囲内か否か判定し、外れ
ていなければ有効化し、外れていると無効化する判定手
段とを備えたスペクトラム拡散信号復調装置をその要旨
とするものである。

【０００７】

【作用】第１の発明は、データ採取手段は受信データの
ビット長さを複数に時分割した相関値検出手段による各
相関値を複数回サンプリングし、各サンプリンク値を加
算していき、反転タイミング検出手段はデータ採取手段
にて形成された受信データのビット長さ分の加算相関値
から、受信データの反転タイミングを検出する。その結
果、受信データのビット長さでの分割領域において多数
のサンプリングが行われて平滑化され安定な値となる。

【０００８】第２の発明は、相関値検出手段はキャリア
成分除去手段からの信号と比較符号成分を有する信号と
を比較して両信号の相関値を検出し、判定手段は入力デ
ータのデジタル成分が反転したときに、相関値が所定の
範囲内か否か判定し、外れていなければ有効化し、外れ
ていると無効化する。その結果、コード位相の中間点で
データが反転していると、ノイズが出て誤った制御信号
となるが、その時の相関値を比較することにより誤った
制御信号となることが回避される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明をＧＰＳ受信機に具体化した
一実施例を図面に従って説明する。図１にはＧＰＳ受信
機の全体構成を示し、ＧＰＳ受信機は車両に搭載されて
いる。ＧＰＳ受信機は、アンテナ１と、高周波処理回路
２と、スペクトラム逆拡散部３と、測位演算用マイコン
４とから構成されている。アンテナ１はＧＰＳ衛星から
送信される電波を受信する。高周波処理回路２はアンテ
ナ１による受信信号を増幅するとともに、目的の周波数
へ変換する。

【００１０】スペクトラム逆拡散部３はスペクトラム拡
散信号を逆拡散して復調するためのものであり、測位演
算用マイコン４は車両の測位（緯度、経度の測定）を行
う。スペクトラム逆拡散部３は、Ａ／Ｄ変換回路５と、
２つの排他的論理和回路６，７と、キャリアＮＣＯ８と
、Ｃ／Ａコード発生器９と、ディジタルＩ−相関器１０
と、ディジタルＱ−相関器１１と、コントローラ１２と
から構成されている。Ａ／Ｄ変換回路５は高周波処理回
路２からの周波数変換された信号を入力して、２値化す
る。キャリアＮＣＯ８は数値制御により目的周波数の０
°移相と９０°移相のキャリアを発生する。排他的論理
和回路６はＡ／Ｄ変換回路５からの信号と、キャリアＮ
ＣＯ８からの０°移相のキャリアを入力して両方の入力
が一致したとき出力を「０」とする。つまり、２値化し
た受信信号の０°移相（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）のキャリア
成分をキャンセルする。又、排他的論理和回路７はＡ／
Ｄ変換回路５からの信号と、キャリアＮＣＯ８からの９
０°移相のキャリアを入力して両方の入力が一致したと
き出力を「０」とする。つまり、２値化した受信信号の
９０°移相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　　ｐｈａｓｅ）の
キャリア成分をキャンセルする。

【００１１】Ｃ／Ａコード発生器９は目的位相のＣ／Ａ
コードを発生する。又、ディジタルＩ−相関器１０は、
排他的論理和回路６からの信号と、Ｃ／Ａコード発生器
９からのＣ／Ａコードとを入力して、１ｍｓｅｃ毎に、
受信信号の０°移相のキャリア成分をキャンセルした信
号と、受信機内で発生させたＣ／Ａコードとの相関値を
計測する。ディジタルＱ−相関器１１は、排他的論理和
回路７からの信号と、Ｃ／Ａコード発生器９からのＣ／
Ａコードとを入力して、１ｍｓｅｃ毎に、２値化した受
信信号の９０°移相のキャリア成分をキャンセルした信
号と、受信機内で発生させたＣ／Ａコードとの相関値を
１／２チップきざみで複数の位相について同時に計測す
る。

【００１２】コントローラ１２はディジタルＩ−相関器
１０、ディジタルＱ−相関器１１の出力値を用いてＣ／
Ａコード発生器９、キャリアＮＣＯ８を制御する。そし
て、コントローラ１２は衛星データの復調を行うととも
に、衛星と受信機との間の擬似距離を測定する。測位演
算用マイコン４は測位に使用する衛星を選択し、スペク
トラム逆拡散部３のコントローラ１２に、データ復調を
行うとともに衛星と受信機との間の擬似距離を測定する
よう指示し、その結果より測位値を計測する。

【００１３】図２には前記スペクトラム逆拡散部３のＣ
／Ａコード発生器９の具体的構成を示す。図２において
、Ｃ／Ａコード発生器９はＧ１コードレジスタ１３とＧ
２コードレジスタ１４と１０ビットシフトレジスタ１５
，１６とＴＡＰ選択回路１７と遅延回路１８とを備えて
いる。Ｇ１コードレジスタ１３はコントローラ１２から
のＧ１コードを記憶し、Ｇ２コードレジスタ１４はコン
トローラ１２からのＧ２コードを記憶する。１０ビット
シフトレジスタ１５はＧ１コードレジスタ１３からのＧ
１コードに対応するデータを記憶し、１０ビットシフト
レジスタ１６はＧ２コードレジスタ１４からのＧ２コー
ドに対応するデータを記憶する。ＴＡＰ選択回路１７は
コントローラ１２からのＴＡＰ指令信号を入力してその
指令に応じた１０ビットシフトレジスタ１５，１６の各
データによるＣ／Ａコードを生成する。遅延回路１８は
ＴＡＰ選択回路１７の生成したＣ／Ａコードを入力して
遅延してディジタルＩ−相関器１０とディジタルＱ−相
関器１１に出力する。遅延回路１８は、１チップ未満の
コード位相制御を可能とするものであり、遅延指示はコ
ントローラ１２より送られる。

【００１４】次に、このように構成したＧＰＳ受信機の
作用を説明する。図３には、測位演算用マイコン４が実
行する測位演算ルーチンを示す。又、図４には、スペク
トラム逆拡散部３のコントローラ１２が実行するスペク
トラム逆拡散処理ルーチンを示す。このスペクトラム逆
拡散処理ルーチンは衛星捕捉ルーチンと衛星追跡ルーチ
ンとからなり、衛星捕捉ルーチンを図５に、衛星追跡ル
ーチンを図６に示す。図６の衛星追跡ルーチンはデータ
復調ルーチンとキャリア追跡ルーチンとＣ／Ａコード追
跡ルーチンとからなり、データ復調ルーチンを図７に、
キャリア追跡ルーチンを図８に、Ｃ／Ａコード追跡ルー
チンを図９に示す。図７のデータ復調ルーチンはステッ
プ３２０での復調符号決定ルーチンを含み、同ルーチン
を図１０に示す。

【００１５】まず、衛星追跡開始までの処理を説明する
。図３において、測位演算用マイコン４はステップ１０
１で測位計算に最適な衛星の組み合わせを演算し、ステ
ップ１０２で捕捉目標の衛星とその受信電波のドップラ
ーシフト量をスペクトラム逆拡散部３のコントローラ１
２に指示する。すると、コントローラ１２は、図４のス
テップ２００での衛星捕捉ルーチンを開始する。この衛
星捕捉の際には、コントローラ１２は図５のステップ２
０１で再捕捉か否か判断し最初は再捕捉ではないのでス
テップ２０２に移行する。そして、コントローラ１２は
ステップ２０２で測位演算用マイコン４の指示に従い衛
星捕捉を行うためにＣ／Ａコード同期位相サーチ処理を
行う。この処理は、まずコントローラ１２がキャリアＮ
ＣＯ８とＣ／Ａコード発生器９を設定する。その結果、
キャリアＮＣＯ８は、測位演算用マイコン４で指示され
たドップラーシフトを考慮した周波数を発生する。 又、Ｃ／Ａコード発生器９においては、図２でのコード
レジスタ１３，１４とシフトレジスタ１５，１６により
目的の位相状態のＧ１、Ｇ２コードの１０ビットデータ
が設定されるとともに、ＴＡＰ選択回路１７にて捕捉す
る衛星のＴＡＰが選択され、遅延回路１８を介してＣ／
Ａコードがディジタル相関器１０，１１に出力される。

【００１６】すると、図１において、アンテナ１にてＧ
ＰＳ衛星から送信される電波が受信されて、高周波処理
回路２にて受信信号の増幅及び目的の周波数への変換が
行われる。さらに、スペクトラム逆拡散部３のＡ／Ｄ変
換回路５にて高周波処理回路２からの信号が２値化され
、排他的論理和回路６にてＡ／Ｄ変換回路５からの信号
とキャリアＮＣＯ８からの０°移相のキャリアとが比較
され２値化した受信信号の０°移相のキャリア成分がキ
ャンセルされる。又、排他的論理和回路７にてＡ／Ｄ変
換回路５からの信号とキャリアＮＣＯ８からの９０°移
相のキャリアとが比較され２値化した受信信号の９０°
移相のキャリア成分がキャンセルされる。さらに、１ｍ
ｓｅｃ毎に、ディジタルＩ−相関器１０にて排他的論理
和回路６からの信号とＣ／Ａコード発生器９からのＣ／
Ａコードとの相関値が計測されるとともに、ディジタル
Ｑ−相関器１１にて排他的論理和回路７からの信号とＣ
／Ａコード発生器９からのＣ／Ａコードとの相関値が計
測される。

【００１７】その後、スペクトラム逆拡散部３のコント
ローラ１２は、１ｍｓｅｃ毎のディジタルＩ−相関器１
０とディジタルＱ−相関器１１のそれぞれの相関値を連
続して求め、その合計（和）を相関値とする。さらに同
様にしてＣ／Ａコード発生器９を制御して図１１に示す
ように１／２チップきざみでＣ／Ａコード位相０〜１０
２３チップそれぞれについて計測する。これにより、受
信Ｃ／Ａコードと受信機で発生するＣ／Ａコードが同期
する位相がサーチされる。

【００１８】このサーチの際に、同期位相サーチ方向は
、図１１に示すように受信Ｃ／Ａコード位相がサーチ中
に変位する反対方向とする。即ち、ドップラーシフトが
プラスであれば「０」から「１０２３」チップの方向へ
、ドップラーシフトがマイナスであれば「１０２３」か
ら「０」チップの方向で相関値を計測する。そして、ス
ペクトラム逆拡散部３のコントローラ１２は、このよう
にして相関計測を行ったのち、図５でのステップ２０３
で閾値以上の相関が得られたか否か判断し（図１１参照
）、閾値以上の相関が得られるとＣ／Ａコードの同期が
検出できたものと判定してステップ２０５に移行する。 一方、コントローラ１２は閾値以上の相関が確認できな
い場合は、ステップ２０４に移行してその旨の信号を測
位演算用マイコン４に出力する。この信号により、測位
演算用マイコン４は、ドップラーシフト量を変え、再度
Ｃ／Ａコード同期位相をサーチするようコントローラ１
２に指示し、以後、閾値以上の相関が得られるまで繰り
返す。

【００１９】Ｃ／Ａコード同期位相を検出した後、コン
トローラ１２は同期に確認をするためステップ２０５で
Ｃ／Ａコード同期確認処理を行う。これは、同期を検出
したコード位相を中心に、例えば、図１１での領域Ｚ１
に示すように、再度同期位相サーチをするものであり、
その領域内での相関値を求める。ただし、相関値の連続
計測回数は、ステップ２０２でのＣ／Ａコード同期位相
サーチ時の連続計測回数より多くして、より確実なるチ
ェックを行う。その後、コントローラ１２はステップ２
０６である範囲内（閾値以上）の相関が得られれば、同
期を確認したものと判定してステップ２０７に移行する
。又、同期を確認できない場合は、ステップ２０４に移
行してその旨の信号を測位演算用マイコン４に出力する
。この信号により、測位演算用マイコン４は、ドップラ
ーシフト量を変え、再度同期位相サーチするようコント
ローラ１２へ指示する。

【００２０】このようにしてＣ／Ａコードの同期位相を
確認した後、コントローラ１２は、ステップ２０８〜２
１１でキャリアサーチを行う。これは、キャリア追跡可
能な範囲まで、測位演算用マイコン４の指示したドップ
ラーシフトのキャリアを中心にキャリアサーチする。こ
のキャリアサーチは、広い周波数範囲のキャリアを短時
間にサーチするため、以下に示すようにサーチステップ
を大小に変え２段階で行なう。第１段のキャリアサーチ
の相関値は、ステップ２０８でディジタルＩ−相関器１
０とディジタルＱ−相関器１１のそれぞれの計測結果よ
り相関値を連続して求めて合計した値を使用する。

【００２１】その結果、相関値は、Ｃ／Ａコードが同期
した状態では、図１２に示すように、キャリア周波数誤
差Δｆが０Ｈｚ　での相関値を中心に１ＫＨｚ　周期で
極小となる。コントローラ１２はその相関値を用いて測
位演算用マイコン４から指示されたドップラーシフトの
キャリアを中心に前後１ＫＨｚ毎にキャリアＮＣＯ８を
設定し、相関が一番強く計測された周波数をスペクトラ
ム逆拡散部３に入力した信号のキャリア周波数であると
予測する。ただし、ステップ２０９において図１２での
閾値以下であるとステップ２０４に移行する。

【００２２】つづいて、ステップ２１０での第２段のキ
ャリアサーチにおいては、ディジタルＩ−相関器１０と
ディシジタルＱ−相関器１１のそれぞれの１ｍｓｅｃの
計測結果の１０回計測結果を合計した値を使用する。そ
の結果、相関値は、Ｃ／Ａコードが同期した状態では、
図１３に示すように、キャリア周波数誤差Δｆが１００
Ｈｚ　周期で極小となる。その相関値を用いて、ステッ
プ２０８のキャリアサーチで予測したキャリア周波数を
中心に、前後１００Ｈｚ　毎にキャリアＮＣＯ８を設定
し、相関が一番強く計測された周波数を最終的にスペク
トラム逆拡散部３に入力したキャリアの周波数であると
予測する。ただし、ステップ２１０において、閾値以上
の相関が得られない時は、キャリアサーチ失敗であると
判定し、その旨を測位演算用マイコン４に通知する。マ
イコン４は、ドップラーシフト量を変え再度同期位相サ
ーチするようコントローラ１２へ指示する。

【００２３】コントローラ１２は、このようにして図４
での衛星捕捉ルーチンを処理した後、ステップ３００で
の衛星追跡ルーチンを実行する。衛星追跡は図６に示す
ようにデータ復調と、キャリア追跡と、コード追跡を行
うものである。図７のデータ復調ルーチンにおいては、
ステップ３１１でＣ／Ａコード・キャリア同期チェック
フラグＦＣＬが「１」か否か判定し、当初ＦＣＬ＝０な
ので、図７のルーチンを抜けて、図８のキャリア追跡ル
ーチンを実行する。その後のキャリア追跡ルーチンによ
りＣ／Ａコード・キャリア同期チェックフラグＦＣＬが
「１」となると、キャリアとＣ／Ａコードが同期してい
ると判断してデータの復調を行う。このデータ復調に際
して、スペクトラム逆拡散部３をコスタスループで構成
したので、エッジタイミングは、Ｉ−相関値の符号がプ
ラスからマイナス、あるいは、マイナスからプラスへ変
わったタイミングとＣ／Ａコード位相で決定できる。そ
して、図１４に示すように、Ｃ／Ａコード位相が中間点
（０．５ｍｓｅｃ＝１０２３／２チップ）近傍以外であ
るなら、Ｉ−相関値の符号の切り変わりは瞬時的に行わ
れ、１ｍｓｅｃ毎に計測されるＩ−相関値の符号反転タ
イミングとＣ／Ａコード位相からエッジタイミングを決
定できる。しかし、図１５に示すように、Ｃ／Ａコード
位相が中間点近傍では、入力データが反転した時に計測
したＩ−相関値の符号があいまいなものとなり、Ｉ−相
関値の符号反転タイミングとＣ／Ａコード位相からエッ
ジタイミングを決定すると誤検出する可能性が非常に高
い。

【００２４】そこで、Ｃ／Ａコード位相が中間点近傍で
は、１ｍｓｅｃ毎に計測するＩ−相関値に図１５に示す
閾値（「０」を中心にして±βの大きさをもつ）を設け
、閾値範囲以内のＩ−相関値を検出した時、入力データ
符号が反転したものと判定することにより、エッジタイ
ミングの誤検出を防止する。具体的には、図１０の処理
にてデータ復調を行う。つまり、ステップ３２０−１で
Ｉ−相関値が反転すると、ステップ３２０−２でＩ−相
関値が閾値（±β）以内か判定して以内であればステッ
プ３２０−３で１ｍｓｅｃ遅れて符号を反転させる。 又、Ｉ−相関値が閾値から外れると、ステップ３２０−
４でＣ／Ａコードの位相での方向を調べ、位相が「０」
と５１１チップの間であればステップ３２０−５で１ｍ
ｓｅｃ遅れて符号を反転させる。又、位相が５１１チッ
プと１０２３チップの間であればステップ３２０−６で
直ちに符号を反転させる。

【００２５】しかし、受信信号のＣ／Ｎが悪い場合は、
Ｉ−相関値の変動が大きく、閾値（±β）の決定が困難
であるので、エッジタイミングを誤る可能性が高い。そ
こで、図７において、ステップ３１２〜３１９の処理を
付加している。図１６にはそのための機能ブロック図を
示す。即ち、図１６において、データエッジ検出部１９
とタイミングカウンタ２０とエッジタイミングデータサ
ンプル部２１とエッジタイミング決定部２２と復調デー
タ同期信号出力部２３と復調符号決定部２４とを備えて
いる。又、エッジタイミングサンプル部２１には図１７
のリングバッファが用意され、同バッファは受信データ
のビット長さ（２０ｍｓｅｃ）を２０個に時分割した記
憶領域Ｗ１　〜Ｗ２０を有する。

【００２６】まず、コントローラ１２（図１６のデータ
エッジ検出部１９）は図７でのステップ３１２でフラグ
Ｆｅｔｋ　＝１でないと、ステップ３１３においてデー
タエッジタイミングを±１ｍｓｅｃ未満の精度で確実に
求め、キャリア・Ｃ／Ａコードが同期している状態で、
ステップ３１４でデータエッジ検出を行いＩ−相関値の
符号反転タイミングを検出し、その結果を図１６のエッ
ジタイミングデータサンプル部２１に送るとともに、タ
イミングカウンタ２０を起動する。その後、エッジタイ
ミングデータサンプル部２１は、ステップ３１５でデー
タエッジ検出を合図に、図１８に示すようにタイミング
カウンタ２０に同期して２０ｍｓｅｃ周期にＩ−相関値
を図１７のリングバッファの各記憶領域Ｗ１　〜Ｗ２０
に加算セーブする。

【００２７】ただし、セーブする２０個のＩ−相関値は
、データエッジを検出した時のもののみとし、セーブす
る際には前回のデータを打ち消さないよう符号合わせを
する。例えば、初回でデータエッジを検出した２０個の
Ｉ−相関値がエッジの立ち下がりであるとすると、次回
からはサンプルした２０個のＩ−相関値がエッジの立ち
下がりであるならば、前回のものとの合計をとり、エッ
ジの立ち上がりであるならばサンプルした２０個のＩ−
相関値の符号を反転し前回のものとの合計をとる。

【００２８】これにより、エッジタイミングの平均的な
Ｉ−相関値を求める。ステップ３１６でＩ−相関値のヒ
ストグラムの作成が完了すると、ステップ３１７でフラ
グＦｅｔｋ　＝１とする。さらに、コントローラ１２は
ステップ３１２においてフラグＦｅｔｋ　＝１なのでス
テップ３１８に進む。コントローラ１２（図１６のエッ
ジタイミング決定部２２）は、ステップ３１７でＩ−相
関値サンプル結果に基づきエッジタイミングを決定し、
タイミングカウンタ２０を再設定する。このようにして
、Ｃ／Ｎの悪い状態でもエッジタイミングを確実に求め
ることができる。続いて、コントローラ１２（図１６の
復調データ同期信号出力部２３）はタイミングカウンタ
に合わせ、これから復調するデータの同期信号として、
周期４０ｍｓｅｃの矩形波を数回出力する。以後、図１
０に示すアルゴリズムに従いデータ復調する（図７での
ステップ３１８，３１９，３２０）。

【００２９】次に、キャリア追跡、コード追跡を行う。 キャリア追跡は、衛星捕捉時にサーチしたキャリアを同
期状態とするとともに、同期を維持するためのものであ
る。これらの動作は、コントローラ１２によるＰＬＬ制
御により実現される。ＰＬＬ制御のキャリア引き込み過
程では、キャリア同期フラグがＦＣＬ＝０となっている
。 そこで、図８のキャリア追跡の処理としては、ステップ
３３４でＩ−相関値とＱ−相関値よりキャリア位相誤差
を求める。続いて、ステップ３３５でキャリア位相誤差
値より追従すべきキャリア周波数を計算し、キャリアＮ
ＣＯ８にフィードバックする。さらに、ステップ３３６
でキャリア位相誤差より同期を判定し、同期を検出した
場合にはステップ３３７でＦＣＬ＝１とする。

【００３０】ＰＬＬ制御に使用するキャリア位相誤差は
、Ｉ−相関値とＱ−相関値を用いて計算できる。しかし
、図１９に示すように入力データ符号が切り変わった時
に計測したＩ−相関値は、キャリアとＣ／Ａコードが同
期した状態であっても通常より小さな値となる。これは
、Ｃ／Ａコード位相が中間点近傍である場合顕著に現れ
る。このような異常相関値は、キャリア位相誤差計算結
果も異常値となり、図２１に示すようにキャリア同期後
であっても、キャリアＮＣＯ８にフィードバックするキ
ャリア周波数が大きく変動し、同期を維持できなくなる
場合がある。そこで、キャリア同期検出後においては、
コントローラ１２は図８のステップ３３１で制御タイミ
ングである時に、ステップ３３２でＦＣＬ＝１であると
ステップ３３３で位相誤差計算に使用する相関値と閾値
とを比較する。

【００３１】そして、相関値が閾値内に入っている時の
み（正常とみなされた時のみ）、ステップ３３４でＩと
Ｑ相関値からキャリア位相誤差を求め、ステップ３３５
でそのキャリア位相誤差からキャリア周波数を計算し、
キャリアＮＣＯ８へフィードバックする。その結果、図
２１に示すようなことがなく図２０に示すように同期が
維持される。

【００３２】同様の動作がＣ／Ａコード追跡にも行われ
る。つまり、Ｃ／Ａコードの同期維持は、ＤＬＬ制御に
より行われるが、ＤＬＬ制御する前に、図９でのステッ
プ３４１で制御タイミングである時にステップ３４２で
同期位相の相関値（ｐｕｎｃｔｕａｌの相関値）を判定
をする。即ち、数回分の相関値と閾値とを比較して相関
値が閾値以内か判定し以内である時のみ（正常と判定さ
れた時のみ）、ステップ３４３にて衛星移動に伴うＤＬ
Ｌ制御によりコード位相誤差を計算し、ステップ３４４
でコード位相誤差からコード補正をすべくＣ／Ａコード
発生器９にフィードバックする。以上の動作を逐次行な
うことにより、図２３のようなことがなく、図２２に示
すように安定して同期を維持できる。

【００３３】次に、測位時の処理を説明する。測位演算
用マイコン４は、３衛星以上のデータと擬似距離（Ｃ／
Ａコード位相）を収集することにより測位を開始する。 測位演算用マイコン４は、データ収集後擬似距離を収集
するため、図３でのステップ１０４において擬似距離測
定を行い追跡中に求めた値によりスペクトラム逆拡散部
３に入力するキャリアのドップラーシフト量とＣ／Ａコ
ード位相を予測し、コントローラ１２へ再捕捉指示をす
る。コントローラ１２は測位演算用マイコン４の指示に
従い、キャリアＮＣＯ８とＣ／Ａコード発生器９を設定
し、図５でのステップ２０５と同様の処理によりＣ／Ａ
コード同期確認を行いコード位相同期を再度確認する。

【００３４】さらに、コード位相同期確認後、コントロ
ーラ１２は図５でのステップ２１０と同様のキャリアサ
ーチ行う。このとき、衛星捕捉時のキャリアサーチの２
段目の方法をとるが、サーチ範囲は、捕捉時より狭くす
る。そして、閾値以上の相関がとれればキャリアサーチ
できたものとする。コントローラ１２は、以後捕捉時と
同様にキャリアを同期状態とし、Ｃ／Ａコードの同期を
維持することにより擬似距離を計測し、結果を測位演算
用マイコン４へ通知する。測位演算用マイコン４は、図
３でのステップ１０５で測位値計算を行う。

【００３５】このように本実施例では、キャリアＮＣＯ
８、排他的論理和回路６，７（キャリア成分除去手段）
によりアンテナ１にて受信したペクトラム拡散信号から
キャリア成分を除去するようにし、ディジタル相関器１
０，１１（相関値検出手段）により排他的論理和回路６
，７からの信号と、Ｃ／Ａコード発生器９からのＣ／Ａ
コード（比較符号成分）を有する信号とを比較して両信
号の相関値を検出するようにし、さらに、コントローラ
１２（データ採取手段、反転タイミング検出手段）は受
信データのビット長さを複数に時分割した各相関値を複
数回サンプリングし、各サンプリンク値を加算していき
、この受信データのビット長さ分の加算相関値から、受
信データの反転タイミングを検出する。つまり、図１７
のリングバッファには受信データのビット長さを複数に
時分割した記憶領域Ｗ１　〜Ｗ２０が用意され、各記憶
領域Ｗ１　〜Ｗ２０に受信データのビット長さでの複数
のサンプリング値を加算して入力し、その各記憶領域の
値（図１８のヒストグラム）から、受信データの反転タ
イミングを検出して以降はその反転タイミング（エッジ
タイミング）でデータ復調を行うようにした。その結果
、受信データのビット長さで多数のサンプリングが行わ
れて平滑化され安定な値となる。

【００３６】又、コントローラ１２（判定手段）はキャ
リア追跡での図８のステップ３３３やＣ／Ａコード追跡
での図９のステップ３４２での処理のように、デジタル
成分が反転したときに、相関値が所定の範囲内か否か判
定し、外れていなければ有効化し、外れていると無効化
する。即ち、無効化にて図８でのステップ３３４，３３
５のキャリア周波数演算処理や図９でのステップ３４３
，３４４のコード位相演算処理を行わない。その結果、
Ｃ／Ａコード位相が中間点でデータが反転していると、
ノイズが出て誤った制御信号となるが、その時のＩ−相
関値と閾値とを比較することにより誤った制御信号とな
らない。

【００３７】さらに、図１１に示すように、コード位相
サーチ方向をドップラーシフトの予測に応じて変える、
つまり、ドップラーシフトが正ならばコード位相を増え
る方向にし、逆に、ドップラーシフトが負ならばコード
位相を減る方向に変えるようにした。その結果、信号発
生源と受信位置との位置的相関に基づいて速いサーチを
行うことができる。

【００３８】さらには、図１２に示すように、コード周
期時間以上（１ｍｓｅｃ以上）に相関計測することによ
り真値に近いキャリア周波数を高い確率でサーチでき、
分解能の向上を図ることができる。又、キャリアのサー
チ方法として、図５でのステップ２０７，２０９に示す
ように、予測値を中心に大小二段にサーチするようにし
た。よって、分解能を向上させるととに、一段目で広い
範囲におおざっぱに速く検出でき、二段目で狭い範囲で
サンプルでき細かく正確に検出できる。

【００３９】さらに、図２に示すＣ／Ａコード発生器９
では目的の位相状態のＧ１，Ｇ２コードをシフトレジス
タ１５，１６にロードすることにより基準信号の入力に
より直ちにコードを有効化できる。つまり、速くシフト
レジスタ１５，１６のデータを変えたい場合に対処でき
る。尚、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば、上記実施例ではエッジタイミング検出後に
復調を行っていたが、測位演算用マイコン４がＩ−相関
値を収集し、エッジタイミング検出とデータ復調を並行
して行なってもよい。つまり、Ｉ−相関値をセーブし、
セーブしたＩ−相関値を用いてエッジタイミング及びデ
ータ復調を行ってもよい。

【００４０】又、図１０に示すルーチン（復調符号決定
ルーチン）の代わりに、図２４に示すルーチンを用いて
もよい。即ち、ステップ３２０−１−１で相関値の符号
反転を検出すると、ステップ３２０−２−１でＣ／Ａコ
ード位相が「０」と「５１１−α」との間のチップなら
ば、ステップ３２０−３−１で１ｍｓｅｃ遅らせて符号
反転し、５１１＋α≦位相＜１０２３ならばステップ３
２０−４−１で直ちに符号を反転し、５１１−α≦位相
＜５１１＋αならばステップ３２０−５−１で相関値が
閾値範囲内ならばステップ３２０−６−１で１ｍｓｅｃ
遅らせて符号反転し、閾値から外れるとステップ３２０
−７−１で直ちに符号を反転する。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
データ復調を確実に行なうことができるできる優れた効
果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＧＰＳ受信機の全体構成図である。

【図２】Ｃ／Ａコード発生器の構成図である。

【図３】測位演算ルーチンを示す図である。

【図４】スペクトラム逆拡散処理ルーチンを示す図であ
る。

【図５】衛星捕捉ルーチンを示す図である。

【図６】衛星追跡ルーチンを示す図である。

【図７】データ復調ルーチンを示す図である。

【図８】キャリア追跡ルーチンを示す図である。

【図９】Ｃ／Ａコード追跡ルーチンを示す図である。

【図１０】復調符号決定ルーチンを示す図である。

【図１１】コード位相と相関値との関係を示す図である
。

【図１２】キャリア誤差と相関値との関係を示す図であ
る。

【図１３】キャリア誤差と相関値との関係を示す図であ
る。

【図１４】時間に対する入力データ、Ｉ−相関値、復調
データの関係を示す図である。

【図１５】時間に対する入力データ、Ｉ−相関値、復調
データの関係を示す図である。

【図１６】機能ブロックを示す図である。

【図１７】リングバッファを示す図である。

【図１８】時間と相関値との関係を図である。

【図１９】時間に対する入力データ、Ｉ−相関値、復調
データ、位相誤差の関係を示す図である。

【図２０】キャリア周波数の変化を示す図である。

【図２１】キャリア周波数の変化を示す図である。

【図２２】Ｃ／Ａコード位相の変化を示す図である。

【図２３】Ｃ／Ａコード位相の変化を示す図である。

【図２４】別例の復調符号決定ルーチンを示す図である
。

【符号の説明】

１　　アンテナ ６　　キャリア成分除去手段を構成する排他的論理和回
路７　　キャリア成分除去手段を構成する排他的論理和
回路８　　キャリア成分除去手段を構成するキャリアＮ
ＣＯ１０　　相関値検出手段としてのディジタルＩ−相
関器１１　　相関値検出手段としてのディジタルＱ−相
関器１２　　データ採取手段、反転タイミング検出手段
、判定手段としてのコントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スペクトラム拡散信号からキャリア成
   分を除去するキャリア成分除去手段と、キャリア成分除
   去手段からの信号と、比較符号成分を有する信号とを比
   較して両信号の相関値を検出する相関値検出手段と、受
   信データのビット長さを複数に時分割した前記相関値検
   出手段による各相関値を複数回サンプリングし、各サン
   プリンク値を加算していくデータ採取手段と、前記デー
   タ採取手段にて形成された受信データのビット長さ分の
   加算相関値から、受信データの反転タイミングを検出す
   る反転タイミング検出手段とを備えたことを特徴とする
   スペクトラム拡散信号復調装置。
2. 【請求項２】　　スペクトラム拡散信号からキャリア成
   分を除去するキャリア成分除去手段と、キャリア成分除
   去手段からの信号と、比較符号成分を有する信号とを比
   較して両信号の相関値を検出する相関値検出手段と、前
   記相関値検出手段による受信データのデジタル成分が反
   転したときに、相関値が所定の範囲内か否か判定し、外
   れていなければ有効化し、外れていると無効化する判定
   手段と、を備えたことを特徴とするスペクトラム拡散信
   号復調装置。