JPWO2020059219A1 - 受信装置、および、受信方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、プリアンブルを含む信号を受信する受信装置において、プリアンブルの有無を正確に検出することを目的とする。
本発明の受信装置(200)において、受信部(デジタルフロントエンド310)は、サブフレームプリアンブル(PL1C)およびメッセージを含むサブフレーム(L1C/Aサブフレーム)とフレームプリアンブル(PA、PBおよびPC)を含むフレーム(L1Sフレーム)とを受信する。処理部(320)は、サブフレームプリアンブル(PL1C)の受信タイミングとフレームプリアンブル(PA、PBおよびPC)の受信タイミングとの間に所定の関係が成立するか否かによりサブフレームプリアンブル(PL1C)の有無を検出する処理を行う。メッセージ復号部(330)は、サブフレームプリアンブル(PL1C)があると検出された場合にはサブフレーム(L1C/Aサブフレーム)からメッセージを取り出して復号する。

Description

本技術は、受信装置、および、受信方法に関する。詳しくは、測位衛星からの信号を受信する受信装置、および、受信方法に関する。
従来より、複数の衛星からの信号を受信して受信装置の現在位置を求める全球測位衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)が広く利用されている。運用中のGNSSとしては、GPS(Global Positioning System)、ガリレオやQZSS(Quasi-Zenith Satellite System)などが挙げられる。これらのGNSSのうちGPSの衛星から送信される航法メッセージデータは、フレーム単位で送信され、フレームのそれぞれは、5個のサブフレームから構成される。そして、サブフレームのそれぞれの先頭の8ビットは、プリアンブルと呼ばれる特定パターンのビット列であり、そのプリアンブル以降に、曜日以下の日時を示すTOW(Time Of Week)カウントや軌道データなどが格納される。例えば、時刻を修正するためにプリアンブルの有無を検出し、プリアンブルがあると、そのプリアンブルに続くTOWカウントを取り出す受信装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2015−206695号公報
上述の受信装置では、TOWカウントを用いて時刻を修正することができる。しかしながら、上述の受信装置では、プリアンブルの有無を誤って検出することがあり、これにより時刻の修正に失敗するおそれがある。これは、プリアンブル以外のデータにおいて、プリアンブルと同じパターンのビット列が出現することが想定されるためである。例えば、TOWカウントは、時間の経過に伴って「0」から計数される値であり、ある決まった日時にプリアンブルと同じビット列が出現してしまう。また、ノイズなどによりビット誤りが生じた際にもプリアンブルと同じパターンが生じるおそれがある。規格上、サブフレームの送信期間である6秒ごとにプリアンブルが送信されるため、受信側において6秒間隔で複数回に亘ってプリアンブルを検出する処理により、誤検出を防止することができるが、処理による遅延時間が長くなるために好ましくない。
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、プリアンブルを含む信号を受信する受信装置において、プリアンブルの有無を正確に検出することを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、サブフレームプリアンブルおよびメッセージを含むサブフレームとフレームプリアンブルを含むフレームとを受信する受信部と、上記サブフレームプリアンブルの受信タイミングと上記フレームプリアンブルの受信タイミングとの間に所定の関係が成立するか否かにより上記サブフレームプリアンブルの有無を検出する処理を行う処理部と、上記サブフレームプリアンブルがあると検出された場合には上記サブフレームから上記メッセージを取り出して復号するメッセージ復号部とを具備する受信装置である。これにより、サブフレームプリアンブルの受信タイミングとフレームプリアンブルの受信タイミングとの間に所定の関係が成立するか否かによりサブフレームプリアンブルの有無が検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記処理部は、所定の衛星からの衛星信号を追尾する衛星追尾部と上記衛星信号に含まれる上記サブフレームおよび上記フレームに基づいて上記所定の関係が成立するか否かにより上記サブフレームプリアンブルの有無を検出するプリアンブル検出部とを備えてもよい。これにより、追尾された衛星信号内のサブフレームプリアンブルが検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記衛星追尾部は、上記衛星信号と第1のコードとの相関性を示す第1の相関出力信号を出力する第1の相関器と、第1の制御信号に従って上記第1のコードを生成する第1のコード生成器と、上記第1の相関出力信号に基づいて上記第1の制御信号を生成する第1の数値制御発振器と、上記衛星信号と第2のコードとの相関性を示す第2の相関出力信号を出力する第2の相関器と、第2の制御信号に従って上記第2のコードを生成する第2のコード生成器と、上記第2の相関出力信号に基づいて上記第2の制御信号を生成する第2の数値制御発振器とを備えてもよい。これにより、L1C/A信号と、L1S信号とが個別に追尾されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記衛星追尾部は、上記衛星信号と第1のコードとの相関性を示す第1の相関出力信号を出力する第1の相関器と、所定の制御信号に従って上記第1のコードを生成する第1のコード生成器と、上記衛星信号と第2のコードとの相関性を示す第2の相関出力信号を出力する第2の相関器と、上記制御信号に従って上記第2のコードを生成する第2のコード生成器と、上記第1および第2の相関出力信号を加算して加算信号を出力する相関値加算部と、上記加算信号に基づいて上記制御信号を生成する数値制御発振器とを備えてもよい。これにより、衛星追尾部の回路が削減されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記プリアンブル検出部は、上記サブフレーム内のビット列を遅延させたビット列と上記サブフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示すサブフレーム相関値を求めるサブフレーム相関値取得部と、上記フレーム内のビット列を遅延させたビット列と上記フレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示すフレーム相関値を求めるフレーム相関値取得部と、上記サブフレーム相関値およびフレーム相関値に基づいて上記サブフレームプリアンブルの有無を検出するサブフレームプリアンブル検出部とを備えてもよい。これにより、サブフレーム相関値およびフレーム相関値に基づいてサブフレームプリアンブルの有無が検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記サブフレームプリアンブル検出部は、上記サブフレーム相関値が第1の閾値を下回らず、かつ、上記フレーム相関値が第2の閾値を下回らない条件が成立するか否かにより上記サブフレームプリアンブルの有無を検出してもよい。これにより、サブフレーム相関値が第1の閾値を下回らず、かつ、フレーム相関値が第2の閾値を下回らないときにサブフレームプリアンブルが検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記サブフレームプリアンブル検出部は、上記サブフレーム相関値および上記フレーム相関値の少なくとも一方を乗算して加算した値が所定の閾値を下回らないか否かにより上記サブフレームプリアンブルの有無を検出してもよい。これにより、サブフレーム相関値およびフレーム相関値の少なくとも一方を乗算して加算した値が所定の閾値を下回らないときにサブフレームプリアンブルが検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記サブフレームプリアンブル検出部は、一定期間に亘って遅延させた上記サブフレーム相関値と遅延させていない上記サブフレーム相関値とのうち大きい方が第1の閾値を下回らず、かつ、上記フレーム相関値が第2の閾値を下回らない条件が成立するか否かにより上記サブフレームプリアンブルの有無を検出してもよい。これにより、遅延前後のサブフレーム相関値のうち大きい方が第1の閾値を下回らず、かつ、フレーム相関値が第2の閾値を下回らないときに、サブフレームプリアンブルが検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記フレームプリアンブルは、互いに異なる第1、第2および第3のフレームプリアンブルを含むものであってもよい。これにより、サブフレーム相関値と、第1、第2および第3のフレームプリアンブルに対応するフレーム相関値とに基づいてサブフレームプリアンブルの有無が検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記フレーム相関値取得部は、上記フレーム内のビット列を遅延させた第1の遅延ビット列と上記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第1の相関値を求める第1の相関値取得部と、上記第1の遅延ビット列を遅延させた第2の遅延ビット列と上記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第2の相関値を求めるとともに上記第1および第2の相関値を加算して加算値を出力する第2の相関値取得部と、上記第2の遅延ビット列を遅延させた第3の遅延ビット列と上記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第3の相関値を求めるとともに上記加算値に上記第3の相関値を加算する第3の相関値取得部とを備えてもよい。これにより、サブフレーム相関値と、第1、第2および第3のフレーム相関値の加算値とに基づいてサブフレームプリアンブルの有無が検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記フレーム相関値取得部は、上記第3の遅延ビット列を遅延させた第4の遅延ビット列と上記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第4の相関値を求めるとともに上記加算値に上記第4の相関値をさらに加算する第4の加算値取得部と、上記第4の遅延ビット列を遅延させた第5の遅延ビット列と上記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第5の相関値を求めるとともに上記加算値に第5の相関値をさらに加算する第5の相関値取得部と、上記第5の遅延ビット列を遅延させた第6の遅延ビット列と上記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第6の相関値を求めるとともに上記加算値に上記第6の相関値をさらに加算する第6の相関値取得部とをさらに備えてもよい。これにより、サブフレーム相関値と、第1乃至第6のフレーム相関値の加算値とに基づいてサブフレームプリアンブルの有無が検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記フレーム相関値取得部は、上記フレーム内のビット列を遅延させた第1の遅延ビット列と上記第1の遅延ビット列をさらに遅延させた第2の遅延ビット列と上記第2の遅延ビット列をさらに遅延させた第3の遅延ビット列とを所定の選択信号に応じた順序で第1、第2および第3の選択信号として出力する第1のセレクタと、上記第1の選択信号と上記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第1の相関値を求める第1の相関値取得部と、上記第2の選択信号と上記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第2の相関値を求めるとともに上記第1および第2の相関値を加算して加算値を出力する第2の相関値取得部と、上記第3の選択信号と上記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第3の相関値を求めるとともに上記加算値に上記第3の相関値を加算する第3の相関値取得部とを備えてもよい。これにより、プリアンブルの順序を入れ替えた際のフレーム相関値が算出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記フレーム相関値取得部は、上記第3の相関値が加算された上記加算値を積算する積算部をさらに備えてもよい。これにより、積算値に基づいてサブフレームプリアンブルの有無が検出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記第2の遅延ビット列をさらに遅延させた第4の遅延ビット列と上記第4の遅延ビット列をさらに遅延させた第5の遅延ビット列と上記第5の遅延ビット列をさらに遅延させた第6の遅延ビット列とを所定の選択信号に応じた順序で第4、第5および第6の選択信号として出力する第2のセレクタと、上記第4の選択信号と上記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第4の相関値を求めるとともに上記加算値に上記第4の相関値をさらに加算する第4の加算値取得部と、上記第5の選択信号と上記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第5の相関値を求めるとともに上記加算値に上記第5の相関値をさらに加算する第5の加算値取得部と、上記第6の選択信号と上記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第6の相関値を求めるとともに上記加算値に上記第6の相関値をさらに加算する第6の加算値取得部とを備えてもよい。これにより、プリアンブルの順序を入れ替えた際のフレーム相関値が算出されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記処理部は、上記サブフレームを含む第1の衛星信号を処理する第1の衛星処理ユニットと、上記フレームを含む第2の衛星信号を処理する第2の衛星処理ユニットと、上記サブフレームおよび上記フレームに基づいて上記所定の関係が成立するか否かにより上記サブフレームプリアンブルの有無を検出するプリアンブル検出部とを具備してもよい。これにより、サブフレームを含む第1の衛星信号と、フレームを含む第2の衛星信号とが互いに異なる衛星処理ユニットにより処理されるという作用をもたらす。
また、この第1の側面において、上記サブフレームは、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)におけるL1C/Aサブフレームであり、上記フレームは、上記QZSSにおけるL1Sフレームであってもよい。これにより、QZSSにおいてサブフレームプリアンブルの有無が検出されるという作用をもたらす。
本技術の第1の実施の形態における測位システムの一構成例を示す全体図である。 本技術の第1の実施の形態におけるRF(Radio Frequency)回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるデジタル信号処理部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における衛星信号処理部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における衛星処理ユニットの一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における衛星追尾部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1C/A信号追尾部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1S信号追尾部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるビット復号部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1C/Aフレームのデータ構造の一例を示す図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1C/AサブフレームとL1C/A相関値の変動との一例を示す図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1Sフレームのデータ構造の一例を示す図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1SフレームとL1S相関値の変動との一例を示す図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1C/AサブフレームおよびL1Sフレームのそれぞれのプリアンブルの送信タイミングの一例を示す図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1C/AサブフレームおよびL1Sフレームのそれぞれのプリアンブルの受信終了タイミングと相関値の変動との一例を示す図である。 本技術の第1の実施の形態におけるプリアンブル検出部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1C/A相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1S相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1SA相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1SB相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態におけるL1C/Aプリアンブル検出部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。 本技術の第1の実施の形態におけるプリアンブル検出処理の一例を示すフローチャートである。 本技術の第2の実施の形態における衛星追尾部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第2の実施の形態における共通回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第3の実施の形態におけるL1C/Aプリアンブル検出部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第4の実施の形態におけるL1C/Aプリアンブル検出部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第5の実施の形態におけるL1S相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第5の実施の形態の変形例におけるL1S相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第6の実施の形態における前段のL1S相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第6の実施の形態における前段の加算値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第6の実施の形態における後段の加算値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第6の実施の形態におけるL1SサブフレームとL1S相関値の変動との一例を示す図である。 本技術の第6の実施の形態における相関値の変動の一例を示す図である。 本技術の第6の実施の形態の第1の変形例におけるL1S相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第6の実施の形態の第1の変形例におけるL1SサブフレームとL1S相関値の変動との一例を示す図である。 本技術の第6の実施の形態の第2の変形例におけるL1S相関値取得部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第7の実施の形態におけるデジタル信号処理部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第7の実施の形態における衛星処理ユニットの一構成例を示すブロック図である。 本開示に係る技術が適用され得るIoTシステム9000の概略的な構成の一例を示す図である。
以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
1.第1の実施の形態(2つの相関値からプリアンブルを検出する例)
2.第2の実施の形態(衛星追尾部の回路を削減し、2つの相関値からプリアンブルを検出する例)
3.第3の実施の形態(2つの相関値の合成値からプリアンブルを検出する例)
4.第4の実施の形態(相関値の遅延前後の一方の値と、別の相関値とからプリアンブルを検出する例)
5.第5の実施の形態(3秒分の相関値と、別の相関値とからプリアンブルを検出する例)
6.第6の実施の形態(プリアンブルの順番を入れ替えて求めた相関値と、別の相関値とからプリアンブルを検出する例)
7.第7の実施の形態(複数の衛星処理ユニットがプリアンブル検出部を共有する例)
8.応用例
<1.第1の実施の形態>
[測位システムの構成例]
図1は、本技術の第1の実施の形態における測位システムの一構成例を示す全体図である。この測位システムは、衛星からの信号を用いて現在位置を取得するためのシステムであり、測位衛星100と受信装置200とを備える。
受信装置200は、GNSSにおける測位衛星100からの衛星信号を受信し、その信号を用いて自身の現在位置を取得するものである。この受信装置200は、アンテナ201、水晶発振器210、RF回路220およびデジタル信号処理部300を備える。測位の際に受信装置200は、測位衛星100として、例えば、GPS、ガリレオやQZSSにおける複数の測位衛星を捕捉する。また、これらの衛星は、少なくともQZSSにおける測位衛星である準天頂衛星を含むものとする。
アンテナ201は、測位衛星100から送信された信号を受信するものである。水晶発振器210は、水晶の持つ圧電現象を利用して、一定の周波数のクロック信号を生成するものである。この水晶発振器210は、生成したクロック信号をRF回路220に信号線219を介して供給する。
RF回路220は、RF信号を増幅し、クロック信号に同期してデジタル信号に変換するものである。このRF回路220は、変換したデジタル信号をデジタル信号処理部300に信号線229を介して供給する。
デジタル信号処理部300は、デジタル信号を処理し、現在位置および現在時刻を取得し、外部に出力するものである。
[RF回路の構成例]
図2は、本技術の第1の実施の形態におけるRF回路220の一構成例を示すブロック図である。このRF回路220は、ローノイズアンプ221、混合器222、ローパスフィルタ223および位相同期回路224を備える。また、RF回路220は、AGC(Auto Gain Control)回路225およびADC(Analog to Digital Converter)226を備える。
ローノイズアンプ221は、アンテナ201からのRF信号であるRFINを増幅するものである。このローノイズアンプ221は、増幅したRFINを混合器222に供給する。
位相同期回路224は、水晶発振器210からのクロック信号CLKTCXOを逓倍するものである。この位相同期回路224は、逓倍により、クロック信号CLKMIXおよびCLKADCを生成する。そして、位相同期回路224は、クロック信号CLKMIXを混合器222に供給し、CLKADCをADC226に供給する。
混合器222は、RF信号RFINにローカル信号を混合することにより、RF信号の周波数を、より低い第1中間周波数にダウンコンバートするものである。この混合器222は、混合後の第1中間周波数信号をローパスフィルタ223に供給する。
ローパスフィルタ223は、第1中間周波数信号において所定の遮断周波数以下の周波数成分を通過させて、AGC回路225に供給するものである。
AGC回路225は、入力された第1中間周波数信号のレベルに応じて、その信号に対する利得を制御して、一定のレベルの第1中間周波数信号をADC226に出力するものである。
ADC226は、AGC回路225からの第1中間周波数信号をデジタル信号DOUTに変換してデジタル信号処理部300に供給するものである。
[デジタル信号処理部の構成例]
図3は、本技術の第1の実施の形態におけるデジタル信号処理部300の一構成例を示すブロック図である。このデジタル信号処理部300は、デジタルフロントエンド310、衛星信号処理部320、メッセージ復号部330、測位演算部340およびPPS(Pulse Per Second)信号生成部350を備える。
デジタルフロントエンド310は、RF回路220からの第1中間周波数のデジタル信号DOUTをデジタルフィルタに通過させて、周波数を第2中間周波数に低下させる処理などを行うものである。このデジタルフロントエンド310は、第2中間周波数のデジタル信号をベースバンド信号として衛星信号処理部320に供給する。デジタルフロントエンド310により、ベースバンド信号が受信される。なお、デジタルフロントエンド310は、特許請求の範囲に記載の受信部の一例である。
衛星信号処理部320は、ベースバンド信号に基づいて、所定数の測位衛星100を捕捉および追尾し、追尾した衛星の信号を復号して航法データを取得するものである。また、衛星信号処理部320は、追尾した衛星の送信時刻である衛星時刻と受信装置200の現在時刻とから疑似距離を求める。また、衛星信号処理部320は、衛星からフレーム単位で送信されるメッセージにおいて、フレーム内のプリアンブルの有無を検出し、その検出結果を疑似距離とともにメッセージ復号部330に供給する。
メッセージ復号部330は、メッセージを復号して航法データを取得するものである。このメッセージ復号部330は、プリアンブルの検出結果に基づいて、そのプリアンブルに続くメッセージを取り出して復号する。そして、メッセージ復号部330は、復号により取得した航法データを疑似距離とともに測位演算部340に供給する。
測位演算部340は、衛星信号処理部320からの疑似距離や航法データに基づいて現在時刻を取得するとともに現在位置を測定するものである。この測位演算部340は、現在時刻を示す時刻情報と現在位置を示す位置情報とを外部に出力する。また、測位演算部340は、時刻情報をPPS信号生成部350に供給する。
上述のメッセージ復号部330および測位演算部340の機能は、例えば、CPU(Central Processing Unit)が所定のプログラムを実行することにより実現される。なお、メッセージ復号部330および測位演算部340の少なくとも一方を、回路により実現することもできる。
PPS信号生成部350は、1ヘルツ(Hz)のパルス信号であるPPS信号を生成するものである。このPPS信号生成部350は、測位演算部340からの時刻情報に基づいてPPS信号を生成し、外部に出力する。
なお、デジタル信号処理部300は、時刻情報、位置情報およびPPS信号の全てを出力しているが、これらの少なくとも1つ(例えば、時刻情報のみ)を生成および出力することもできる。
[衛星信号処理部の構成例]
図4は、本技術の第1の実施の形態における衛星信号処理部320の一構成例を示すブロック図である。この衛星信号処理部320には、複数の衛星処理ユニット400が設けられる。衛星処理ユニット400のそれぞれには、互いに異なる衛星が捕捉対象として割り当てられる。測位演算には、4個以上の測位衛星が必要であり、また、より安定した位置精度を得るためには8個以上の測位衛星を割り当てることが望ましい。また、少なくとも1つの衛星処理ユニット400には、QZSSにおける測位衛星が捕捉対象として割り当てられる。
[衛星処理ユニットの構成例]
図5は、本技術の第1の実施の形態における衛星処理ユニット400の一構成例を示すブロック図である。この衛星処理ユニット400は、衛星捕捉部410、衛星追尾部420、疑似距離取得部480およびビット復号部490とを備える。
衛星捕捉部410は、割り当てられた衛星を捕捉するものである。この衛星捕捉部410は、捕捉した衛星からのベースバンド信号を衛星追尾部420に供給する。
衛星追尾部420は、捕捉された衛星を追尾するものである。この衛星追尾部420は、搬送波周波数オフセット、コード位相を初期値として、搬送波およびコードタイミングへの同期を行い、衛星時刻を再生する。衛星追尾部420は、その衛星時刻を示す情報を疑似距離取得部480に供給する。また、衛星追尾部420は、物理フレームとの同期がとれた復調信号をビット復号部490に供給する。
疑似距離取得部480は、演算により疑似距離を取得するものである。この疑似距離取得部480は、衛星時刻と受信装置200の時刻との差分から衛星信号の伝搬時間を推定し、これに光速を乗じることにより測位衛星100と受信装置200との間の伝搬距離を推定する。この推定された伝搬距離は、実際の幾何学距離と比べて、衛星クロックや衛星軌道の誤差、電離層や対流圏、マルチパス等の遅延による誤差を含んでいるため、疑似距離と呼ばれる。疑似距離取得部480は、取得した疑似距離をメッセージ復号部330を介して測位演算部340に供給する。
ビット復号部490は、捕捉した衛星からの復調信号を復号し、プリアンブルの有無を検出するものである。このビット復号部490は、復号した信号と、プリアンブルの検出結果とをメッセージ復号部330に供給する。
[衛星追尾部の構成例]
図6は、本技術の第1の実施の形態における衛星追尾部420の一構成例を示すブロック図である。この衛星追尾部420は、L1C/A信号追尾部421およびL1S信号追尾部435を備える。
L1C/A信号追尾部421は、捕捉された衛星を追尾し、その衛星からのL1C/A信号を取得するものである。L1S信号追尾部435は、捕捉された衛星を追尾し、その衛星からのL1S信号を取得するものである。
ここで、L1C/A信号は、測位サービスを提供するための信号であり、GPSおよびQZSSにおける測位衛星から送信される。一方、L1S信号は、サブメータ級測位補強サービスや災害・危機管理通報サービスを提供するための信号であり、QZSSにおける測位衛星から送信される。これらの信号のデータ構造の詳細については後述する。
L1C/A信号追尾部421は、取得したL1C/A信号をビット復号部490に供給し、L1S信号追尾部421は、取得したL1S信号をビット復号部490に供給する。また、L1C/A信号追尾部421は、衛星時刻を示す情報を生成し、疑似距離取得部480に供給する。
[L1C/A信号追尾部の構成例]
図7は、本技術の第1の実施の形態におけるL1C/A信号追尾部421の一構成例を示すブロック図である。このL1C/A信号追尾部421は、乗算器422、コード相関器423およびコード生成器424を備える。また、L1C/A信号追尾部421は、タイミング誤差検出器425、コード同期ループフィルタ426、コード同期NCO(Numerically Controlled Oscillator)427を備える。さらに、L1C/A信号追尾部421は、搬送波誤差検出器428、搬送波同期ループフィルタ429および搬送波同期NCO430を備える。
乗算器422は、衛星捕捉部410からのベースバンド信号と、搬送波同期NCO430からの周期信号とを乗算してコード相関器423に供給するものである。この周期信号の周波数は、搬送波周波数に設定される。
コード相関器423は、乗算器422からの乗算結果と、コード生成器424からの識別コードとの相関値を求めるものである。このコード相関器423は、相関値を示す相関出力信号をタイミング誤差検出器425および搬送波誤差検出器428に供給する。また、この相関出力信号は、L1C/A信号としてビット復号部490に供給される。なお、コード相関器423は、特許請求の範囲に記載の第1の相関器の一例である。
コード生成器424は、割り当てられた測位衛星の識別コードを生成するものである。識別コードとして、例えば、C/A(Coarse/Acquisition)コードが用いられる。このコード生成器424は、生成した識別コードをコード相関器423に供給する。また、コード生成器424は、コード同期NCO427からの制御信号に従って、識別コードの生成タイミングを調整する。なお、コード生成器424は、特許請求の範囲に記載の第1のコード生成器の一例である。
タイミング誤差検出器425は、相関出力信号に基づいて、識別コードの生成タイミングの誤差を検出するものである。このタイミング誤差検出器425は、検出結果をコード同期ループフィルタ426を介してコード同期NCO427に供給する。
コード同期NCO427は、制御信号により、コード生成器424の生成するコードと、乗算器422からの信号内のコードとを同期させるものである。このコード同期NCO427は、コードの生成タイミングの誤差を補正するための制御信号を生成し、コード生成器424および疑似距離取得部480に供給する。なお、コード同期NCO427は、特許請求の範囲に記載の第1の数値制御発振器の一例である。
搬送波誤差検出器428は、相関出力信号に基づいて、周期信号の位相誤差を検出するものである。この搬送波誤差検出器428は、検出結果を搬送波同期ループフィルタ429を介して搬送波同期NCO430に供給する。
搬送波同期NCO430は、自身が生成した周期信号と、ベースバンド信号における搬送波とを同期させるものである。この搬送波同期NCO430は、検出された位相誤差に基づいて、その誤差を補正した周期信号を生成し、乗算器422に供給する。
[L1C/A信号追尾部の構成例]
図8は、本技術の第1の実施の形態におけるL1S信号追尾部435の一構成例を示すブロック図である。L1S信号追尾部435は、乗算器436、コード相関器437およびコード生成器438を備える。また、L1S信号追尾部435は、タイミング誤差検出器439、コード同期ループフィルタ440、コード同期NCO441、搬送波誤差検出器442、搬送波同期ループフィルタ443および搬送波同期NCO444を備える。
L1S信号追尾部435内の各回路の構成は、L1C/A信号追尾部421内の対応する回路と同様である。ただし、コード生成器438は、L1Sコードを生成する。
なお、コード相関器437は、特許請求の範囲に記載の第2の相関器の一例である。また、コード生成器438は、特許請求の範囲に記載の第2のコード生成器の一例である。コード同期NCO441は、特許請求の範囲に記載の第2の数値制御発振器の一例である。
[ビット復号部の構成例]
図9は、本技術の第1の実施の形態におけるビット復号部490の一構成例を示すブロック図である。このビット復号部490は、L1C/Aビット復号部491、シンボル復号部492、畳込み符号デコーダ493およびプリアンブル検出部500を備える。
L1C/Aビット復号部491は、L1C/A信号追尾部421からのL1C/A信号内のビット列を復号するものである。L1C/A信号は、ハミング符号に符号化されており、L1C/Aビット復号部491は、その符号を復号してL1C/Aビット列としてプリアンブル検出部500に供給する。
シンボル復号部492は、L1S信号追尾部435からのL1S信号内のシンボルを復号するものである。L1S信号は、畳込み符号およびCRC(Cyclic Redundancy Check)符号に順に符号化されており、シンボル復号部492は、CRC符号を復号して畳込み符号デコーダ493に供給する。
畳込み符号デコーダ493は、畳込み符号をビタビ復号アルゴリズムを用いて復号するものである。この畳込み符号デコーダ493は、復号後のビット列をL1Sビット列としてプリアンブル検出部500に供給する。ビタビ復号に要する遅延時間が長いと、復号データが得られるまでの時間が長くなる一方で、誤り訂正能力は向上する。復号による遅延時間は、設計に依存するが、受信装置200側では固定量であり、既知の値となる。
プリアンブル検出部500は、L1C/Aビット列とL1Sビット列とに基づいて、L1S信号のプリアンブルの有無を検出するものである。このプリアンブル検出部500は、プリアンブルの検出結果を示す検出フラグと、L1C/A信号とをメッセージ復号部330に供給する。
図10は、本技術の第1の実施の形態におけるL1C/Aフレームのデータ構造の一例を示す図である。L1C/A信号内の航法メッセージは、フレームと呼ばれる単位で30秒ごとに送信される。個々のフレームは、同じサイズの5個のL1C/Aサブフレームから構成される。個々のサブフレームの送信時間は、6秒である。L1S信号のフレームと区別するため、L1C/A信号のフレームを「L1C/Aフレーム」と称し、サブフレームを「L1C/Aサブフレーム」と称する。
また、個々のL1C/Aサブフレームは、10個のワードから構成される。これらの先頭には、TLMワードが配置され、TLMワードの次にHOWワードが配置される。TLMワードの先頭の8ビットは、プリアンブルであり、そのプリアンブルに続いて、メッセージ、ISF(Integrity Status Flag)、リザーブドビットおよびパリティが格納される。L1C/Aサブフレームのプリアンブルを、以下、「PL1C」とする。同図において、「R」は、リザーブドビットを示す。また、HOWワード以降のワードには、プリアンブルPL1Cは配置されない。
同図において、斜線部分は、プリアンブルPL1Cを示す。同図に例示するように、プリアンブルは、L1C/Aサブフレームのそれぞれの先頭に配置される。L1C/Aサブフレームの送信時間は6秒であるため、6秒ごとに、プリアンブルPL1Cが送信される。なお、プリアンブルPL1Cは、特許請求の範囲に記載のサブフレームプリアンブルの一例である。
図11は、本技術の第1の実施の形態におけるL1C/AサブフレームとL1C/A相関値の変動との一例を示す図である。同図におけるaは、L1C/Aサブフレームのデータ構造の一例を示す。同図におけるbは、L1C/Aサブフレームのビット系列の一例を示す。プリアンブル以外のデータは、ランダムに生成されたものとする。同図におけるcは、L1C/A相関値の変動の一例を示す。
ここで、L1C/A相関値は、受信装置200が受信したビット列と、L1C/Aプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す値である。類似性が高いほど、L1C/A相関値が高くなるものとする。
あるL1C/AサブフレームのプリアンブルPL1Cの受信終了タイミングをT0とする。L1C/Aサブフレームの送信時間は、6秒であるため、T0から6秒後のタイミングT2において、次のL1C/AサブフレームのプリアンブルPL1Cの受信が終了する。実際には、受信装置200内のビット復号や相関値の演算などの処理により、受信から相関値が得られるまでの間に遅延時間が生じるが、説明の便宜上、それらの遅延時間を「0」秒と仮定する。
プリアンブルPL1Cの受信終了タイミングT0およびT2において、L1C/A相関値は、ピーク値となる。このため、L1C/A相関値を監視することにより受信装置200は、プリアンブルPL1Cの受信終了タイミングを取得することができる。しかしながら、これらのタイミング以外のタイミングT1などにおいても、L1C/A相関値は、ピーク値となっている。これは、プリアンブルPL1Cが8ビットの短いビット列であり、メッセージなどのデータにおいて、ビット誤りなどにより、プリアンブルPL1Cと同じパターンのビット列が出現することが想定されるためである。
このため、仮に受信装置200が、L1C/A相関値のみに基づいてプリアンブルP 1Cの有無を検出する処理を行うと、タイミングT1などにおいて、プリアンブルPL1 が存在しないにも関わらず、誤ってプリアンブルPL1Cを検出するおそれがある。
図12は、本技術の第1の実施の形態におけるL1Sフレームのデータ構造の一例を示す図である。L1S信号内の航法メッセージは、フレームと呼ばれる単位で1秒ごとに送信される。個々のフレームの先頭の8ビットは、プリアンブルであり、プリアンブルに続いてメッセージタイプ、データフィールドおよびCRC符号が配置される。同図において「MT」は、メッセージタイプを示す。L1C/A信号のフレームと区別するため、L1S信号のフレームを「L1Sフレーム」と称する。
また、プリアンブルのパターンには、パターンA、パターンBおよびパターンCの3つがあり、いずれもプリアンブルPL1Cのパターンと異なる。これらのパターンA、パターンBおよびパターンCのプリアンブルを以下、「P」、「P」および「P」とする。プリアンブルPの次にプリアンブルPが送信され、その次にプリアンブルPが送信される。以下同様にプリアンブルP、PおよびPの順で繰り返し送信される。
同図において、灰色の部分は、プリアンブルP、PおよびPのいずれかを示す。同図に例示するように、これらのプリアンブルは、1秒間隔で送信される。なお、プリアンブルPは、特許請求の範囲に記載の第1のフレームプリアンブルの一例であり、プリアンブルPは、特許請求の範囲に記載の第2のフレームプリアンブルの一例である。プリアンブルPは、特許請求の範囲に記載の第3のフレームプリアンブルの一例である。
図13は、本技術の第1の実施の形態におけるL1SフレームとL1S相関値の変動との一例を示す図である。同図におけるaは、L1Sフレームのデータ構造の一例を示す。同図におけるbは、L1Sフレームのビット系列の一例を示す。プリアンブル以外のデータは、ランダムに生成されたものとする。同図におけるcは、L1S相関値の変動の一例を示す。
ここで、L1S相関値は、受信装置200が受信したビット列と、プリアンブルP、PおよびPの規定値との類似性の度合いを示す値である。類似性が高いほど、L1S相関値が高くなるものとする。
あるL1Sフレームの先頭のプリアンブルPの受信終了タイミングをT0とする。プリアンブルP、PおよびPは1秒ごとに順に送信されるため、タイミングT0の3秒後のタイミングT1において次のプリアンブルPの受信が終了する。実際には、受信装置200内のビット復号(ビタビ復号等)や、相関値の演算などの処理により、相関値が得られるまでの間に遅延時間が生じるが、説明の便宜上、それらの遅延時間を「0」秒と仮定する。同図に例示するようにプリアンブルPの受信終了タイミングT0およびT1において、L1S相関値は、ピーク値となる。
図14は、本技術の第1の実施の形態におけるL1C/AサブフレームおよびL1Sフレームのそれぞれのプリアンブルの送信タイミングの一例を示す図である。QZSSにおける測位衛星(すなわち、準天頂衛星)は、L1C/AサブフレームおよびL1Sフレームのそれぞれの送信タイミングを同期させて、それらを送信する。
例えば、あるタイミングT0において測位衛星は、L1C/Aサブフレームの送信を開始し、6秒後のタイミングT3において、そのフレームの送信を終了したとする。その測位衛星は、タイミングT0において、L1C/Aサブフレームと同時にL1Sフレームの送信を開始し、そのフレームの送信を1秒後のタイミングT1において終了する。タイミングT1において測位衛星は、次のL1Sフレームの送信を開始し、そのフレームの送信を1秒後のタイミングT2において終了する。以下、1秒ごとにL1Sフレームが送信される。
同図に例示したように、QZSSの測位衛星は、L1C/Aサブフレームの送信期間(6秒間)内に6個のL1フレームを1秒間隔で順に送信する。L1SフレームのプリアンブルPの送信開始タイミングは、L1C/AサブフレームのプリアンブルPL1Cの送信開始と同じタイミングである。また、L1SフレームのプリアンブルPの送信開始タイミングは、プリアンブルPL1Cの送信開始の1秒後である。L1SフレームのプリアンブルPの送信開始タイミングは、プリアンブルPL1Cの送信開始の2秒後である。これらの次のプリアンブルP、PおよびPの送信開始タイミングは、プリアンブルPL1Cの送信開始の4、5および6秒後である。このように、L1C/Aサブフレームのプリアンブルと、L1Sフレームのプリアンブルとは、同期して送信される。
図15は、本技術の第1の実施の形態におけるL1C/AサブフレームおよびL1Sフレームのそれぞれのプリアンブルの受信終了タイミングと相関値の変動との一例を示す図である。同図における実線は、L1C/A相関値の変動を示し、点線は、L1S相関値を示す。
L1C/Aサブフレーム内のビットのそれぞれの送信時間は20ミリ秒であるため、8ビットのプリアンブルPL1Cの送信期間は、160ミリ秒となる。一方、L1Sフレーム内のビットのそれぞれの送信時間は4ミリ秒であるため、8ビットのプリアンブルPの送信期間は、32ミリ秒となる。このため、タイミングT0において、プリアンブルPL1CおよびプリアンブルPの受信が開始された場合、32ミリ秒後のタイミングT1にプリアンブルPの受信が終了する。そして、タイミングT0から160ミリ秒後のタイミングT2にプリアンブルPL1Cの受信が終了する。ビット復号や相関値の演算に要する遅延時間を「0」秒とすると、タイミングT1においてL1S相関値がピーク値となり、128ミリ秒後のタイミングT2においてL1C/A相関値がピーク値となる。
同図に例示するようにL1C/AサブフレームのプリアンブルPL1Cの受信タイミングと、L1SフレームのプリアンブルP、PおよびPの受信タイミングとの間には、一定の関係がある。例えば、プリアンブルPL1Cの受信終了のタイミングT2は、プリアンブルPの受信終了のタイミングT1から128ミリ秒後である。相関値のピーク値のタイミングについても同様である。これは、QZSSの測位衛星によって、L1C/AサブフレームとL1Sフレームとが同期して送信されるためである。
この受信タイミングの関係を考慮して、受信装置200は、L1C/AサブフレームおよびL1Sサブフレームの両方の相関値を監視し、その監視結果に基づいてプリアンブルの有無を検出する。これにより、一方の相関値のみを監視する場合と比較して、プリアンブルの検出精度を向上させることができる。
[プリアンブル検出部の構成例]
図16は、本技術の第1の実施の形態におけるプリアンブル検出部500の一構成例を示すブロック図である。このプリアンブル検出部500は、L1C/A相関値取得部510、L1S相関値取得部520およびL1C/Aプリアンブル検出部550を備える。
L1C/A相関値取得部510は、L1C/Aビット復号部491からのL1C/Aビット列を遅延させたビット列に対する相関演算によりL1C/A相関値を取得し、L1C/Aプリアンブル検出部550に供給するものである。なお、L1C/A相関値取得部510は、特許請求の範囲に記載のサブフレーム相関値取得部の一例である。
L1S相関値取得部520は、畳込み符号デコーダ493からのL1Sビット列を遅延させたビット列に対する相関演算によりL1S相関値を取得し、L1C/Aプリアンブル検出部550に供給するものである。なお、L1S相関値取得部520は、特許請求の範囲に記載のフレーム相関値取得部の一例である。
L1C/A相関値取得部510の遅延時間TL1Cと、L1S相関値取得部520の遅延時間TL1Sとは、ビット復号や相関演算に要する遅延時間の差に応じて調整される。L1Sフレームのビット復号や相関演算に要する遅延時間は、L1C/Aサブフレームのビット復号や相関演算に要する遅延時間より長く、その差をΔTとする。この場合、遅延時間TL1Cの長さが遅延時間TL1SよりもΔTだけ長くなるように、それぞれの遅延時間が調整される。
L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1C/A相関値およびL1S相関値に基づいて、L1C/AサブフレームのプリアンブルPL1Cの有無を検出するものである。このL1C/Aプリアンブル検出部550は、検出結果を示す検出フラグをメッセージ復号部
330に供給する。また、L1C/Aビット列は、メッセージ復号部330にも供給される。なお、L1C/Aプリアンブル検出部550は、特許請求の範囲に記載のサブフレームプリアンブル検出部の一例である。
L1C/A相関値およびL1S相関値は、前述したように、プリアンブルPL1C、P、PおよびPのそれぞれの受信タイミングに応じたタイミングでピーク値になる。このため、それらの相関値を監視することにより、プリアンブル検出部500は、プリアンブルPL1Cの受信タイミングとプリアンブルP、PおよびPの受信タイミングとの間に所定の関係が成立するか否かを判断することができる。この所定の関係は、例えば、プリアンブルPの受信終了から128ミリ秒(ms)後にプリアンブルPL1Cの受信が終了し、また、プリアンブルPの受信終了から1秒後および2秒後にプリアンブルPおよびPの受信が終了するという関係である。
[L1C/A相関値取得部の構成例]
図17は、本技術の第1の実施の形態におけるL1C/A相関値取得部510の一構成例を示すブロック図である。このL1C/A相関値取得部510は、遅延部511、レジスタ512、プリアンブル相関器513および絶対値演算器514を備える。
遅延部511は、L1C/Aビット復号部491からのL1C/Aビット列を遅延時間TL1Cに亘って遅延させるものである。遅延部511は、遅延後のビット列をレジスタ512に保持させる。レジスタ512は、8ビットのビット列を保持するものである。
プリアンブル相関器513は、レジスタ512に保持されたビット列と、プリアンブルPL1Cの規定値との相関演算により相関値を求めて絶対値演算器514に供給するものである。絶対値演算器514は、プリアンブル相関器513からの相関値の絶対値をL1C/A相関値としてL1C/Aプリアンブル検出部550に供給するものである。
[L1S相関値取得部の構成例]
図18は、本技術の第1の実施の形態におけるL1S相関値取得部520の一構成例を示すブロック図である。このL1S相関値取得部520は、L1SA相関値取得部530、L1SB相関値取得部540、L1SC相関値取得部521、L1SA相関値取得部522、L1SB相関値取得部523およびL1SC相関値取得部524を備える。また、L1S相関値取得部520は、絶対値演算器526を備える。
L1SA相関値取得部530は、畳込み符号デコーダ493からのL1Sビット列を遅延させたビット列に対する相関演算によりL1SA相関値を取得するものである。ここで、L1SA相関値は、受信装置200が受信したビット列と、プリアンブルPの規定値との類似性の度合いを示す値である。類似性が高いほど、L1SA相関値が高くなるものとする。L1SA相関値取得部530は、遅延後のビット列とL1SA相関値とをL1SB相関値取得部540に供給する。なお、L1SA相関値取得部530は、特許請求の範囲に記載の第1の相関値取得部の一例である。
L1SB相関値取得部540は、L1SA相関値取得部530からのビット列を遅延させたビット列に対する相関演算によりL1SB相関値を取得するものである。ここで、L1SB相関値は、受信装置200が受信したビット列と、プリアンブルPの規定値との類似性の度合いを示す値である。類似性が高いほど、L1SB相関値が高くなるものとする。L1SB相関値取得部540は、遅延後のビット列と、L1SA相関値およびL1SB相関値の加算値とをL1SC相関値取得部521に供給する。なお、L1SB相関値取得部540は、特許請求の範囲に記載の第2の相関値取得部の一例である。
L1SC相関値取得部521は、L1SB相関値取得部540からのビット列を遅延させたビット列に対する相関演算によりL1SC相関値を取得するものである。ここで、L1SC相関値は、受信装置200が受信したビット列と、プリアンブルPの規定値との類似性の度合いを示す値である。類似性が高いほど、L1SC相関値が高くなるものとする。L1SC相関値取得部521は、遅延後のビット列と、前段からの加算値にL1SC相関値をさらに加算した値とをL1SA相関値取得部522に供給する。なお、L1SC相関値取得部521は、特許請求の範囲に記載の第3の相関値取得部の一例である。
L1SA相関値取得部522は、L1SC相関値取得部521からのビット列を遅延させたビット列に対する相関演算によりL1SA相関値を取得するものである。このL1SA相関値取得部522は、遅延後のビット列と、前段からの加算値にL1SA相関値をさらに加算した値とをL1SB相関値取得部523に供給する。なお、L1SA相関値取得部522は、特許請求の範囲に記載の第4の相関値取得部の一例である。
L1SB相関値取得部523は、L1SA相関値取得部522からのビット列を遅延させたビット列に対する相関演算によりL1SB相関値を取得するものである。このL1SB相関値取得部523は、遅延後のビット列と、前段からの加算値にL1SB相関値をさらに加算した値とをL1SC相関値取得部524に供給する。なお、L1SB相関値取得部523は、特許請求の範囲に記載の第5の相関値取得部の一例である。
L1SC相関値取得部524は、L1SB相関値取得部523からのビット列を遅延させたビット列に対する相関演算によりL1SC相関値を取得するものである。このL1SC相関値取得部524は、前段からの加算値にL1SC相関値をさらに加算した値を絶対値演算器526に供給する。なお、L1SC相関値取得部524は、特許請求の範囲に記載の第6の相関値取得部の一例である。
絶対値演算器526は、L1SC相関値取得部524からの加算値の絶対値をL1S相関値としてL1C/Aプリアンブル検出部550に供給するものである。
[L1SA相関値取得部の構成例]
図19は、本技術の第1の実施の形態におけるL1SA相関値取得部530の一構成例を示すブロック図である。このL1SA相関値取得部530は、遅延部531、レジスタ532およびプリアンブル相関器533を備える。
遅延部531は、畳込み符号デコーダ493からのL1Sビット列を一定時間に亘って遅延させるものである。遅延部531は、遅延後のビット列をレジスタ532に保持させる。レジスタ532は、8ビットのビット列を保持するものである。また、レジスタ532に保持されたビット列は1ビットずつ順に、L1SB相関値取得部540に供給される。
プリアンブル相関器533は、レジスタ532に保持されたビット列と、プリアンブルPの規定値との相関演算によりL1SA相関値を求めてL1SB相関値取得部540に供給するものである。
[L1SB相関値取得部の構成例]
図20は、このL1SB相関値取得部540は、遅延部541、レジスタ542、プリアンブル相関器543および加算器544を備える。
遅延部541、レジスタ542およびプリアンブル相関器543の構成は、前段の遅延部531、レジスタ532およびプリアンブル相関器533と同様である。ただし、プリアンブル相関器543は、プリアンブルPの規定値との相関演算によりL1SB相関値を求めて加算器544に供給する。
加算器544は、前段からのL1SA相関値にL1SB相関値を加算し、加算値をL1SC相関値取得部521に供給するものである。
また、L1SC相関値取得部521、L1SA相関値取得部522、L1SB相関値取得部523およびL1SC相関値取得部524の構成は、L1SB相関値取得部540と同様である。
[L1C/Aプリアンブル検出部の構成例]
図21は、本技術の第1の実施の形態におけるL1C/Aプリアンブル検出部550の一構成例を示すブロック図である。このL1C/Aプリアンブル検出部550は、閾値比較器551および552と、AND(論理積)ゲート553と、遅延部554とを備える。
閾値比較器551は、L1C/A相関値取得部510からのL1C/A相関値と、所定の閾値THL1Cとを比較するものである。閾値THL1Cには、L1C/A相関値のピーク値、あるいは、そのピーク値より若干低い値が設定される。この閾値比較器551は、比較結果をANDゲート553に供給する。この比較結果には、例えば、L1C/A相関値が閾値THL1C以上の場合にハイレベルが設定され、そうでない場合にローレベルが設定される。
閾値比較器552は、L1S相関値取得部520からのL1S相関値と、所定の閾値THL1Sとを比較するものである。閾値THL1Sには、L1S相関値のピーク値、あるいは、そのピーク値より若干低い値が設定される。この閾値比較器552は、比較結果を遅延部554に供給する。この比較結果には、例えば、L1S相関値が閾値THL1S以上の場合にハイレベルが設定され、そうでない場合にローレベルが設定される。
遅延部554は、比較結果のタイミングを合わせるために、閾値比較器552からの比較結果を一定時間遅延させるものである。遅延部554の遅延時間は、L1C/Aサブフレームのプリアンブルの受信終了タイミングと、L1Sフレームのプリアンブルの受信終了タイミングとの差であり、例えば、128(ミリ秒)である。遅延部554は、遅延後の比較結果をANDゲート553に供給する。
ANDゲート553は、閾値比較器551および552のそれぞれの比較結果の論理積を求めるものである。このANDゲート553は、論理積を示すビットを検出フラグとしてメッセージ復号部330に供給する。検出フラグが「1」である場合にプリアンブルPL1Cが有ることが検出される。一方、検出フラグが「0」である場合にプリアンブルPL1Cが無いことが検出される。
上述の構成により、L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1C/A相関値が閾値THL1Cを下回らず、かつ、L1S相関値が閾値THL1Sを下回らないという条件が成立するか否かによりプリアンブルPL1Cの有無を検出することができる。
相関値は、対応するプリアンブルの受信タイミングから遅延したタイミングでピーク値となる。L1C/A相関値は、プリアンブルPL1Cの受信タイミングに応じたタイミングでピーク値に達し、L1S相関値は、プリアンブルP、PおよびPを受信したタイミングに応じたタイミングでピーク値に達する。プリアンブル検出部500内の各信号の遅延時間により、プリアンブルPL1C、P、PおよびPの受信タイミングが所定の関係を満たすときに、L1C/A相関値およびL1S相関値が両方ともピーク値に達するように調整することができる。それらのL1C/A相関値およびL1S相関値が両方ともピーク値に達したか否かは、閾値THL1Cおよび閾値THL1Sとの比較により判断することができる。
したがって、L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1C/A相関値が閾値TH 1Cを下回らず、かつ、L1S相関値が閾値THL1Sを下回らないという条件が成立する場合に、プリアンブルPL1Cを検出する。
仮にL1C/Aサブフレーム内のプリアンブルPL1C以外のデータにプリアンブルPL1Cと同じパターンが出現したとしても、その一方でL1Sフレーム内にプリアンブルP、PおよびPと同じパターンは出現しない可能性が高い。このため、プリアンブル検出部500がL1C/A相関値およびL1S相関値の両方を監視することにより、プリアンブルPL1Cの誤検出を防止することができる。
プリアンブルPL1Cの誤検出の防止により、時刻情報や位置情報を求める処理の信頼性を向上させることができる。ここで、時刻情報を求める処理としては、4つ以上の測位衛星のそれぞれの疑似距離を連立方程式に代入して時刻情報を演算する方法と、1つ以上の測位衛星からのC/Aコードの位相誤差から時刻情報を求める方法とが考えられる。前者は、信頼性が高いものの、演算量が多いために消費電力が大きくなる。一方、後者は、信頼性が低いが、演算量が少ないために消費電力が小さい。この後者に、プリアンブル検出部500の処理を適用することにより、消費電力を抑制しつつ、時刻情報の信頼性を向上させることができる。
なお、プリアンブル検出部500は、プリアンブルPL1Cの有無のみを検出しているが、さらにプリアンブルP、PおよびPのそれぞれの有無を検出することもできる。この場合に、例えば、プリアンブル検出部500は、L1SA相関値、L1SB相関値およびL1SC相関値のそれぞれを閾値と比較すればよい。また、この場合に、メッセージ復号部330は、プリアンブルP、PおよびPの検出結果に基づいてL1Sメッセージを取り出してさらに復号する。そして、測位演算部340は、L1Sメッセージ内の補強データを用いて位置情報を補正する。これにより、測位精度を向上させることができる。
[受信装置の動作例]
図22は、本技術の第1の実施の形態における受信装置200の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、位置情報を求めるための所定のアプリケーションが実行されたときに開始される。
受信装置200は、衛星の捕捉および追尾を行い(ステップS901)、ビット復号を行い(ステップS902)、プリアンブルを検出するためのプリアンブル検出処理を行う(ステップS910)。そして、受信装置200は、メッセージを復号し、測位演算を行う(ステップS903)。ステップS903の後に、受信装置200は、動作を終了する。一定期間ごとに位置情報を求める場合には、ステップS901乃至S903の処理が、その一定時間ごとに繰り返し実行される。
図23は、本技術の第1の実施の形態におけるプリアンブル検出処理の一例を示すフローチャートである。プリアンブル検出部500は、L1C/A相関値を取得し(ステップS911)、また、L1S相関値を取得する(ステップS912)。そして、プリアンブル検出部500は、L1C/A相関値が対応する閾値以上であるか否かを判断する(ステップS913)。L1C/A相関値が対応する閾値以上である場合に(ステップS913:Yes)、プリアンブル検出部500は、L1S相関値が対応する閾値以上であるか否かを判断する(ステップS914)。
L1S相関値が対応する閾値以上である場合に(ステップS914:Yes)、プリアンブル検出部500は、検出フラグをオンにする(ステップS915)。L1C/A相関値が対応する閾値未満である場合(ステップS913:No)、または、L1S相関値が対応する閾値未満である場合に(ステップS914:No)、プリアンブル検出部500は、検出フラグをオフにする(ステップS916)。ステップS913またはS914の後に、プリアンブル検出部500は、プリアンブル検出処理を終了する。
このように、本技術の第1の実施の形態では、プリアンブル検出部500は、プリアンブルPL1Cの受信タイミングとプリアンブルP、PおよびPの受信タイミングとが所定の関係を満たすか否かによりプリアンブルPL1Cの有無を検出する。これにより、その関係を満たすタイミングで同期して送信されたプリアンブルPL1C、P、PおよびPのうち、プリアンブルPL1Cを正確に検出することができる。
<2.第2の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、衛星処理ユニット400ごとに、L1C/A信号を追尾するための回路(乗算器422など)と、L1S信号を追尾するための回路とを別々に設けていた。しかし、この構成では、衛星処理ユニット400の個数が多くなるほど、回路規模が増大してしまう。この第2の実施の形態の衛星追尾部420は、L1C/A信号に対応する回路と、L1S信号に対応する回路とのそれぞれで一部の回路を共用することにより回路規模を削減した点において第1の実施の形態と異なる。
図24は、本技術の第2の実施の形態における衛星追尾部420の一構成例を示すブロック図である。この第2の実施の形態の衛星追尾部420は、乗算器451と、コード相関器452および453と、コード生成器454および455と、共通回路460とを備える。
乗算器451は、衛星捕捉部410からのベースバンド信号と、共通回路460からの周期信号とを乗算してコード相関器452および453に供給するものである。
コード相関器452は、乗算器451からの乗算結果と、コード生成器454からの識別コードとの相関値を求めるものである。このコード相関器452は、相関値を示す相関出力信号を共通回路460に供給する。また、この相関出力信号は、L1C/A信号としてビット復号部490に供給される。なお、コード相関器452は、特許請求の範囲に記載の第1の相関器の一例である。
コード生成器454は、割り当てられた測位衛星の識別コードを生成するものである。識別コードとして、例えば、C/Aコードが用いられる。なお、コード生成器454は、特許請求の範囲に記載の第1のコード生成器の一例である。
コード相関器453は、乗算器451からの乗算結果と、コード生成器455からのコードとの相関値を求めるものである。このコード相関器453は、相関値を示す相関出力信号を共通回路460に供給する。また、この相関出力信号は、L1S信号としてビット復号部490に供給される。なお、コード相関器453は、特許請求の範囲に記載の第2の相関器の一例である。
コード生成器455は、L1Sコードを生成するものである。なお、コード生成器455は、特許請求の範囲に記載の第2のコード生成器の一例である。
共通回路460は、コード相関器452等のL1C/A用の回路と、コード相関器453等のL1S用の回路とで共通の回路である。
図25は、本技術の第2の実施の形態における共通回路460の一構成例を示すブロック図である。この共通回路460は、相関値加算部461、タイミング誤差検出器462、コード同期ループフィルタ463、コード同期NCO464、相関値加算部465、搬送波誤差検出器466、搬送波同期ループフィルタ467および搬送波同期NCO468を備える。
相関値加算部461および465は、コード相関器452からの相関出力信号とコード相関器453のからの相関出力信号とを加算するものである。相関値加算部461は、加算信号をタイミング誤差検出器462に供給し、相関値加算部465は、加算信号を搬送波誤差検出器466に供給する。この加算処理により、加算しない場合と比較して、タイミング誤差検出器462および搬送波誤差検出器466に入力される信号のレベルが大きくなり、SN (Signal-Noise)比を向上させることができる。
タイミング誤差検出器462、コード同期ループフィルタ463、コード同期NCO464、搬送波誤差検出器466、搬送波同期ループフィルタ467および搬送波同期NCO468の構成は、第1の実施の形態の対応する回路と同様である。ただし、コード同期NCO464は、コード生成器454および455に制御信号を供給する。
このように、本技術の第2の実施の形態によれば、L1C/A信号に対応する回路と、L1S信号に対応する回路とでタイミング誤差検出器462等の回路を共通にしたため、別々に回路を配置する構成と比較して回路規模を削減することができる。
<3.第3の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1C/A相関値およびL1S相関値のそれぞれを対応する閾値と比較していた。しかし、ノイズなどにより相関値が小さくなり、プリアンブルの検出精度が低下するおそれがある。この第3の実施の形態のL1C/Aプリアンブル検出部550は、L1C/A相関値およびL1S相関値の一方を乗算して他方と加算することにより、SN比を向上させた点において第1の実施の形態と異なる。
図26は、本技術の第3の実施の形態におけるL1C/Aプリアンブル検出部550の一構成例を示すブロック図である。この第3の実施の形態におけるL1C/Aプリアンブル検出部550は、加算器561、乗算器562および閾値比較器563を備える。
乗算器562は、L1S相関値取得部520からのL1S相関値に所定値M(Mは、整数)を乗算するものである。この乗算器562は、乗算結果を加算器561に供給する。
加算器561は、L1C/A相関値取得部510からのL1C/A相関値と、乗算器562からの乗算結果とを加算するものである。この加算器561は、加算値を閾値比較器563に供給する。
閾値比較器563は、加算器561からの加算値を閾値THL1と比較するものである。L1C/A相関値のピーク値をPKL1Cとし、L1S相関値のピーク値をPKL1Sとした場合、閾値THL1には、例えば、次の式を満たす値が設定される。
THL1=PKL1C+PKL1S×M−a
上式において、aは、マージンであり、ピーク値PKL1CやPKL1Sに満たない小さな整数が設定される。
なお、L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1S相関値を乗算して、L1C/A相関値と加算しているが、逆にL1C/A相関値を乗算して、L1S相関値と加算することもできる。また、L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1S相関値のみを乗算しているが、L1C/A相関値およびL1S相関値の両方を乗算して、それらの乗算結果を加算することもできる。
閾値比較器563は、比較結果を検出フラグとしてメッセージ復号部330に供給する。加算器561および乗算器562は、L1S相関値を乗算してL1C/A相関値と加算することにより、それらの演算を行わない場合と比較して、閾値と比較する信号のレベルが高くなり、SN比を向上させることができる。
なお、第3の実施の形態の衛星追尾部420において、第2の実施の形態のように回路を削減することもできる。
このように、本技術の第3の実施の形態によれば、L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1S相関値を乗算してL1C/A相関値と加算するため、それらの演算を行わない場合と比較して、閾値と比較する信号のレベルを高くすることができる。これにより、SN比を向上させることができる。
<4.第4の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1C/A相関値およびL1S相関値のそれぞれを対応する閾値と比較していた。しかしながら、この構成では、L1C/A相関値が6秒間隔でピーク値に達するため、検出フラグがオンになる間隔も6秒となる。この第4の実施の形態のL1C/Aプリアンブル検出部550は、L1C/A相関値を遅延させた値と、遅延させていない値とのうち大きい方を閾値と比較することにより、検出間隔を短縮した点において第1の実施の形態と異なる。
図27は、本技術の第4の実施の形態におけるL1C/Aプリアンブル検出部550の一構成例を示すブロック図である。この第4の実施の形態のL1C/Aプリアンブル検出部550は、ラッチ回路571、遅延信号比較器572、ANDゲート553、閾値比較器552および遅延部554を備える。
閾値比較器552は、第1の実施の形態と同様にL1S相関値と閾値THL1Sとを比較し、比較結果を遅延部554に供給する。遅延部554は、閾値比較器552からの比較結果を一定時間遅延させるものである。遅延部554の遅延時間は、L1C/Aサブフレームのプリアンブルの受信終了タイミングと、L1Sフレームのプリアンブルの受信終了タイミングとの差(例えば、128ミリ秒)である。遅延部554は、遅延させた比較結果をラッチ回路571およびANDゲート553に出力する。
ラッチ回路571は、L1C/A相関値取得部510からのL1C/A相関値を保持するものである。このラッチ回路571は、遅延部554からの比較結果が所定値(例えば、ハイレベル)になったタイミングで、保持値を更新する。比較結果は、3秒ごとに更新されるため、ラッチ回路571により、L1C/A相関値は3秒間遅延する。ラッチ回路571は、遅延させた相関値を遅延信号比較器572に供給する。
遅延信号比較器572は、遅延前のL1C/A相関値と、ラッチ回路571からの遅延後のL1C/A相関値とのうち大きい方を閾値THL1Cと比較するものである。遅延後の相関値は、遅延前と比較して3秒間遅延しているため、閾値THL1Cと比較する相関値は、3秒ごとにピーク値に達する。遅延信号比較器572は、比較結果をANDゲート553に供給する。ANDゲート553の構成は、第1の実施の形態と同様である。
上述の構成により、L1C/Aプリアンブル検出部550は、遅延させたL1C/A相関値と遅延前のL1C/A相関値とのうち大きい方が閾値THL1C以上であり、かつ、L1S相関値が閾値THL1S以上の場合に、プリアンブルPL1Cを検出する。遅延させたL1C/A相関値と遅延前のL1C/A相関値とのうち大きい方は、遅延時間を3秒とすると、3秒ごとにピーク値に達する。また、L1S相関値も3秒ごとにピーク値に達する。このため、L1C/Aプリアンブル検出部550は、3秒ごとにプリアンブルP 1Cを検出することができ、6秒ごとに検出する第1の実施の形態と比較して検出間隔を短縮することができる。
なお、第4の実施の形態の衛星追尾部420において、第2の実施の形態のように回路を削減することもできる。
このように、本技術の第4の実施の形態では、L1C/Aプリアンブル検出部550は、L1C/A相関値の遅延前後の値のうち大きい方が閾値THL1C以上であり、かつ、L1S相関値が閾値THL1S以上の場合に、プリアンブルPL1Cを検出する。これにより、1C/A相関値を遅延しない第1の実施の形態と比較してプリアンブルPL1Cの検出間隔を短くすることができる。
<5.第5の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、衛星処理ユニット400ごとに、6秒分のL1SA相関値、L1SB相関値およびL1SC相関値の加算によりL1S相関値を求めていた。しかし、この構成では、プリアンブル相関器などの相関値を演算する回路が衛星処理ユニット400ごとに6つ必要となり、衛星処理ユニット400が多くなるほど、回路規模が増大してしまう。この第5の実施の形態のL1S相関値取得部520は、3秒分の構成にし、回路規模を削減した点において第1の実施の形態と異なる。
図28は、本技術の第5の実施の形態におけるL1S相関値取得部520の一構成例を示すブロック図である。この第5の実施の形態のL1S相関値取得部520は、L1SA相関値取得部522、L1SB相関値取得部523およびL1SC相関値取得部524が設けられない点において第1の実施の形態と異なる。また、L1SC相関値取得部521は、加算値を絶対値演算器526に供給する。
上述の構成により、L1SA相関値取得部522、L1SB相関値取得部523およびL1SC相関値取得部524を削減した分、L1S相関値取得部520の回路規模を削減することができる。
なお、第5の実施の形態の衛星追尾部420において、第2の実施の形態のように回路を削減することもできる。また、第5の実施の形態のL1C/Aプリアンブル検出部550に、第3の実施の形態の回路や第4の実施の形態の回路を適用することもできる。
このように、本技術の第5の実施の形態では、LASA相関値取得部522、L1SB相関値取得部523およびL1SC相関値取得部524を削減したため、それらの分、L1S相関値取得部520の回路規模を削減することができる。
[変形例]
上述の第5の実施の形態では、衛星処理ユニットごとに3秒分のL1SA相関値、L1SB相関値およびL1SC相関値の加算によりL1S相関値を求めていた。しかし、この構成では、プリアンブル相関器などの相関値を演算する回路が衛星処理ユニット400ごとに3つ必要となり、衛星処理ユニット400が多くなるほど、回路規模が増大してしまう。この第5の実施の形態の変形例のL1S相関値取得部520は、回路規模をさらに削減した点において第5の実施の形態と異なる。
図29は、本技術の第5の実施の形態におけるL1S相関値取得部520の一構成例を示すブロック図である。この第5の実施の形態の変形例のL1S相関値取得部520は、L1SB相関値取得部540およびL1SC相関値取得部521が設けられない点において第1の実施の形態と異なる。また、L1SA相関値取得部530は、L1SA相関値を絶対値演算器526に供給する。
上述の構成により、L1SB相関値取得部540およびL1SC相関値取得部521を削減した分、L1S相関値取得部520の回路規模を削減することができる。
なお、L1S相関値取得部520は、L1SA相関値のみを求めているが、L1SB相関値およびL1SC相関値の一方のみを求めてもよい。また、L1S相関値取得部520は、L1SA相関値、L1SB相関値およびL1SC相関値のうち2つ(すなわち、2秒分の相関値)のみを求めて加算することもできる。また、L1S相関値取得部520は、4秒分または5秒分の相関値を求めることもできる。
このように、本技術の第5の実施の形態の変形例では、L1SB相関値取得部540およびL1SC相関値取得部521を削減したため、それらの分、L1S相関値取得部520の回路規模を削減することができる。
<6.第6の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、プリアンブル検出部500は、プリアンブルP、PおよびPの順で配列された24ビットからL1S相関値を求めていた。しかしながら、この構成では、L1C/A相関値とL1S相関値との位相合わせを高速化することが困難である。この第6の実施の形態のプリアンブル検出部500は、プリアンブルの順番を入れ替えて相関値を求めることにより、L1S相関値がピーク値になる間隔を短縮し、位相あわせを高速化した点において第1の実施の形態と異なる。
図30は、本技術の第6の実施の形態におけるL1S相関値取得部520の一構成例を示すブロック図である。この第6の実施の形態のL1S相関値取得部520は、加算値取得部580および600と絶対値演算器526とを備える。
加算値取得部580および600は、3秒分の相関値の加算値を求めるものである。この加算値取得部580は、加算値を加算値取得部600に供給し、加算値取得部600は、前段からの加算値に、自身の求めた加算値をさらに加算して絶対値演算器526に供給する。
図31は、本技術の第6の実施の形態における前段の加算値取得部580の一構成例を示すブロック図である。この加算値取得部580は、遅延部581、583および585と、レジスタ582、584および586と、セレクタ587と、プリアンブル相関器588、589および590と、加算器591および592とを備える。
遅延部581は、畳込み符号デコーダ493からのL1Sビット列を遅延させてレジスタ582に保持させるものである。遅延部583は、レジスタ582からのL1Sビット列を遅延させてレジスタ584に保持させるものである。遅延部585は、レジスタ584からのL1Sビット列を遅延させてレジスタ586に保持させるものである。レジスタ586からは、ビットが順に加算値取得部600に供給される。
セレクタ587は、出力端子の接続先を選択信号に従って切り替えるものである。このセレクタ587には、入力端子In1乃至In9と、出力端子Out1乃至Out3とが設けられる。それぞれの端子には、8ビットの信号が入出力される。なお、セレクタ587は、特許請求の範囲に記載の第1のセレクタの一例である。
レジスタ582に保持された8ビットは、入力端子In1、In5およびIn9に入力される。レジスタ584に保持された8ビットは、入力端子In2、In6およびIn7に入力される。レジスタ586に保持された8ビットは、入力端子In3、In4およびIn8に入力される。
また、出力端子Out1はプリアンブル相関器588に接続され、出力端子Out2はプリアンブル相関器589に接続される。出力端子Out3はプリアンブル相関器590に接続される。
また、セレクタ587には、選択信号が入力される。この選択信号の値は、互いに異なる3値のいずれかであり、1秒ごとに一定の順序で値が変化する。例えば、初期状態において選択信号の値に「0」が設定され、その1秒後に「1」に変化し、さらに1秒後に「2」に変化する。以降は、同様に「0」、「1」および「2」の順に値が1秒ごとに変化する。
セレクタ587は、選択信号が「0」の場合に、出力端子Out1乃至Out3のそれぞれの接続先を入力端子In1乃至In3に切り替える。また、セレクタ587は、選択信号が「1」の場合に、出力端子Out1乃至Out3のそれぞれの接続先を入力端子In4乃至In6に切り替える。セレクタ587は、選択信号が「2」の場合に、出力端子Out1乃至Out3のそれぞれの接続先を入力端子In7乃至In9に切り替える。
プリアンブル相関器588、589および590は、プリアンブルP、PおよびPの規定値と、入力されたビット列との相関演算により、L1SA相関値、L1SB相関値およびL1SB相関値を求める。
加算器591は、L1SA相関値およびL1SB相関値を加算して加算値を加算器591に供給する。加算器592は、その加算値にL1SC相関値を加算して加算値取得部600に供給する。
なお、プリアンブル相関器588は、特許請求の範囲に記載の第1の相関値取得部の一例である。プリアンブル相関器589および加算器591からなる回路は、特許請求の範囲に記載の第2の相関値取得部の一例である。プリアンブル相関器590および加算器592からなる回路は、特許請求の範囲に記載の第3の相関値取得部の一例である。
上述の構成により、選択信号の値が「0」の場合に、プリアンブルP、PおよびPの順で配列された24ビットから相関値が算出される。また、選択信号の値が「1」の場合に、プリアンブルP、PおよびPの順で配列された24ビットから相関値が算出される。また、選択信号の値が「2」の場合に、プリアンブルP、PおよびPの順で配列された24ビットから相関値が算出される。
図32は、本技術の第6の実施の形態における後段の加算値取得部600の一構成例を示すブロック図である。この加算値取得部600は、遅延部601、603および605と、レジスタ602、604および606と、セレクタ607と、プリアンブル相関器608、609および610と、加算器611、612および613とを備える。
遅延部601、603および605と、レジスタ602、604および606と、セレクタ607と、プリアンブル相関器608、609および610とのそれぞれの構成は、前段の対応する回路と同様である。
加算器611は、加算値取得部580からの加算値にプリアンブル相関器608のL1SA相関値を加算して加算器612に供給する。加算器612は、前段からの加算値にプリアンブル相関器609のL1SB相関値を加算して加算器612に供給する。加算器613は、前段からの加算値にプリアンブル相関器610のL1SC相関値を加算して絶対値演算器526に供給する。
なお、セレクタ607は、特許請求の範囲に記載の第2のセレクタの一例である。プリアンブル相関器608および加算器611からなる回路は、特許請求の範囲に記載の第4の相関値取得部の一例である。プリアンブル相関器609および加算器612からなる回路は、特許請求の範囲に記載の第5の相関値取得部の一例である。プリアンブル相関器610および加算器613からなる回路は、特許請求の範囲に記載の第6の相関値取得部の一例である。
図33は、本技術の第6の実施の形態におけるL1SサブフレームとL1S相関値の変動との一例を示す図である。同図におけるaは、L1Sフレームのデータ構造の一例を示す。同図におけるbは、第1の実施の形態におけるL1S相関値の変動の一例を示す。同図におけるcは、第6の実施の形態におけるL1S相関値の変動の一例を示す。
同図におけるbに例示するようにプリアンブルP、PおよびPの順で配列された24ビットから相関値を算出する第1の実施の形態では、L1S相関値は、3秒ごとにピーク値となる。
一方、同図におけるcに例示するように、プリアンブルの順序を1秒ごとに入れ替える第6の実施の形態では、その入れ替えによりL1S相関値は、1秒ごとにピーク値となり、第1の実施の形態と比較してピーク値になる期間が短くなる。
図34は、本技術の第6の実施の形態における相関値の変動の一例を示す図である。タイミングT11において、プリアンブルP、PおよびPの順で配列された24ビットから算出されたL1S相関値がピーク値になったものとする。
また、タイミングT11の後のタイミングT12において、プリアンブルPL1Cの受信が開始され、その160ミリ秒後のタイミングT13において受信が終了し、L1C/A相関値がピーク値となる。
一方、プリアンブルPは、タイミングT12からビタビ復号に要する遅延時間Tbが経過したタイミングT14に相関演算が開始され、32ミリ秒後のタイミングT15において、L1S相関値がピーク値となる。
L1S相関値がピーク値となるタイミングT11から、次にその相関値がピーク値になるタイミングT15までの時間は、1秒である。このため、相関演算終了のタイミングT11から、次の復号開始までのタイミングT12までの待ち時間Twは、次の式により表される。
Tw=1000−(Tb+32)
上式において、待ち時間Twおよび遅延時間Tbの単位は、例えば、ミリ秒である。
なお、第6の実施の形態の衛星追尾部420において、第2の実施の形態のように回路を削減することもできる。また、第6の実施の形態のL1C/Aプリアンブル検出部550に、第3の実施の形態の回路や第4の実施の形態の回路を適用することもできる。
このように、本技術の第6の実施の形態によれば、プリアンブル検出部500は、プリアンブルP、PおよびPの順番を入れ替えてL1S相関値を求めるため、その相関値のピーク値の間隔を1秒に短縮することができる。
[第1の変形例]
上述の第6の実施の形態では、衛星処理ユニットごとに3秒分のL1SA相関値、L1SB相関値およびL1SC相関値の加算によりL1S相関値を求めていた。しかし、この構成では、プリアンブル相関器などの相関値を演算する回路が衛星処理ユニット400ごとに6つ必要となり、衛星処理ユニット400が多くなるほど、回路規模が増大してしまう。この第6の実施の形態の第1の変形例のL1S相関値取得部520は、回路規模を削減した点において第6の実施の形態と異なる。
図35は、本技術の第6の実施の形態におけるL1S相関値取得部520の一構成例を示すブロック図である。この第6の実施の形態の第1の変形例のL1S相関値取得部520は、加算値取得部600および絶対値演算器526が設けられない点において第1の実施の形態と異なる。また、加算値取得部580は、加算値をL1S相関値としてL1C/Aプリアンブル検出部550に供給する。
上述の構成により、加算値取得部600および絶対値演算器526を削減した分、L1S相関値取得部520の回路規模を削減することができる。
図36は、本技術の第6の実施の形態の第1の変形例におけるL1SサブフレームとL1S相関値の変動との一例を示す図である。同図におけるaは、L1Sフレームのデータ構造の一例を示す。同図におけるbは、第6の実施の形態の第1の変形例におけるL1S相関値の変動の一例を示す。同図におけるcは、第6の実施の形態におけるL1S相関値の変動の一例を示す。
同図におけるbに例示するように、加算値取得部600の削減により、L1S相関値のピーク値は、第6の実施の形態と比較して半分となる。
このように、本技術の第6実施の形態の第1の変形例では、加算値取得部600および絶対値演算器526を削減したため、それらの分、L1S相関値取得部520の回路規模を削減することができる。
[第2の変形例]
上述の第6の実施の形態の第1の変形例では、加算値取得部600および絶対値演算器526の分、回路規模を削減したが、その代わりにL1S相関値のピーク値が半分となり、SN比が低下してしまう。この第6の実施の形態の第2の変形例は、加算値の積算により、SN比を向上させた点において第1の変形例と異なる。
図37は、本技術の第6の実施の形態の第2の変形例におけるL1S相関値取得部520の一構成例を示すブロック図である。この第6の実施の形態の第2の変形例のL1S相関値取得部520は、加算器621およびレジスタ622をさらに備える点において第6の実施の形態の第1の変形例と異なる。
加算器621は、加算値取得部580からの加算値と、レジスタ622の保持値とを加算し、レジスタ622に保持させるものである。
レジスタ622は、加算器621からの加算値を保持するものである。このレジスタ622のサイズは、例えば、3秒分の加算値の積算値を保持することができる値(例えば、250ビット)に設定される。レジスタ622は、3秒分の積算値をL1S相関値としてL1C/Aプリアンブル検出部550に出力する。
上述の構成により、加算器611およびレジスタ622は、一定時間内の加算値を積算し、その積算値をL1S相関値として出力することができる。この積算により、積算しない場合と比較して、閾値と比較する信号のレベルを高くし、SN比を向上させることができる。なお、加算器611およびレジスタ622からなる回路は、特許請求の範囲に記載の積算部の一例である。
なお、プリアンブル検出部500は、積算によりSN比を向上させているが、積算の代わりに、ANDゲート553などにより相関値が一定の条件を満たすか否かをチェックする回数を多くすることにより、SN比を向上させることもできる。この場合には、例えば、ANDゲート553に入力される2つの比較結果を遅延させる遅延回路と前段および後段のANDゲートとをL1C/Aプリアンブル検出部550に追加すればよい。そして、遅延後の2つの比較結果を前段のANDゲートに入力し、前段のANDゲートと、ANDゲート553との出力を後段のANDゲートに入力すればよい。後段のANDゲートからは、検出フラグが出力される。また、プリアンブル検出部500は、積算と、チェック回数の増加との両方を行うこともできる。
このように、本技術の第6の実施の形態の第2の変形例によれば、L1S相関値取得部520は、L1SA相関値、L1SB相関値およびL1SC相関値の加算値を積算するため、積算しない場合と比較して閾値と比較する信号のレベルを高くすることができる。これにより、SN比を向上させることができる。
<7.第7の実施の形態>
上述の第1の実施の形態では、衛星処理ユニット400のそれぞれに、プリアンブルを検出するための回路(プリアンブル検出部500)を設けていた。しかし、この構成では、回路が冗長となり、回路規模が増大してしまう。この第7の実施の形態は、複数の衛星処理ユニット400がプリアンブル検出部500を共有する点において第1の実施の形態と異なる。
図38は、本技術の第7の実施の形態におけるデジタル信号処理部300の一構成例を示すブロック図である。このデジタル信号処理部300は、プリアンブル検出部500を衛星信号処理部320の外部に配置した点において第1の実施の形態と異なる。第7の実施の形態のプリアンブル検出部500は、CPUなどが所定のプログラムを実行することにより実現される。同図において点線で囲まれた部分は、ソフトウェアにより実現されるブロックである。
図39は、本技術の第7の実施の形態における衛星処理ユニット400の一構成例を示すブロック図である。この第7の実施の形態の衛星処理ユニット400は、衛星捕捉部410、衛星追尾部420−1、疑似距離取得部480およびビット復号部490−1とを備える。衛星追尾部420−1は、GPSからのL1C/A信号の他、GLONASS、ガリレオやQZSSからの衛星信号も追尾することができる。拡散コードなど信号フォーマット起因の差をパラメータとして衛星追尾部420−1に与えることにより、追尾対象の信号を切り替えることができる。また、ビット復号部49−1は、GPSからのL1C/A信号の他、GLONASS、ガリレオやQZSSからの衛星信号も復号することができる。ビット長などの信号フォーマット起因の差をパラメータとしてビット復号部49−1に与えることにより、復号対象の信号を切り替えることができる。
また、第7の実施の形態においては、複数の衛星処理ユニット400のうち少なくとも2つに同一の準天頂衛星が割り当てられる。これらの2つの衛星処理ユニット400の一方は、その衛星からのL1C/A信号を処理し、他方は、L1S信号を処理する。
このように本技術の第7の実施の形態では、複数の衛星処理ユニット400がプリアンブル検出部500を共有する。このため、衛星処理ユニット400のそれぞれにプリアンブル検出部400を配置する第1の実施の形態と比較して、ユニットの回路規模を削減することができる。
<8.応用例>
本開示に係る技術は、いわゆる「物のインターネット」であるIoT(Internet of things)と呼ばれる技術へ応用可能である。IoTとは、「物」であるIoTデバイス9100が、他のIoTデバイス9003、インターネット、クラウド9005などに接続され、情報交換することにより相互に制御する仕組みである。IoTは、農業、家、自動車、製造、流通、エネルギー、など様々な産業に利用できる。
図40は、本開示に係る技術が適用され得るIoTシステム9000の概略的な構成の一例を示す図である。
IoTデバイス9001には、温度センサー、湿度センサー、照度センサー、加速度センサー、距離センサー、画像センサー、ガスセンサー、人感センサーなどの各種センサーなどが含まれる。また、IoTデバイス9001には、スマートフォン、携帯電話、ウェアラブル端末、ゲーム機器などの端末を含めてもよい。IoTデバイス9001は、AC電源、DC電源、電池、非接触給電、いわゆるエナジーハーベストなどにより給電される。IoTデバイス9001は、有線、無線、近接無線通信などにより通信することができる。通信方式は3G/LTE、WiFi、IEEE802.15.4、Bluetooth、Zigbee(登録商標)、Z−Waveなどが好適に用いられる。IoTデバイス9001は、これらの通信手段の複数を切り替えて通信してもよい。
IoTデバイス9001は、1対1、星状、ツリー状、メッシュ状のネットワークを形成してもよい。IoTデバイス9001は、直接に、またはゲートウエイ9002を通して、外部のクラウド9005に接続してもよい。IoTデバイス9001には、IPv4、IPv6、6LoWPANなどによって、アドレスが付与される。IoTデバイス9001から収集されたデータは、他のIoTデバイス9003、サーバ9004、クラウド9005などに送信される。IoTデバイス9001からデータを送信するタイミングや頻度は好適に調整され、データを圧縮して送信してもよい。このようなデータはそのまま利用してもよく、統計解析、機械学習、データマイニング、クラスタ分析、判別分析、組み合わせ分析、時系列分析など様々な手段でデータをコンピュータ9008で分析してもよい。このようなデータを利用することにより、コントロール、警告、監視、可視化、自動化、最適化、など様々なサービスを提供することができる。
本開示に係る技術は、家に関するデバイス、サービスにも応用可能である。家におけるIoTデバイス9001には、洗濯機、乾燥機、ドライヤ、電子レンジ、食洗機、冷蔵庫、オーブン、炊飯器、調理器具、ガス器具、火災報知器、サーモスタット、エアコン、テレビ、レコーダ、オーディオ、照明機器、温水器、給湯器、掃除機、扇風機、空気清浄器、セキュリティカメラ、錠、扉・シャッター開閉装置、スプリンクラー、トイレ、温度計、体重計、血圧計などが含まれる。さらにIoTデバイス9001には、太陽電池、燃料電池、蓄電池、ガスメータ、電力メータ、分電盤を含んでもよい。
家におけるIoTデバイス9001の通信方式は、低消費電力タイプの通信方式が望ましい。また、IoTデバイス9001は屋内ではWiFi、屋外では3G/LTEにより通信するようにしてもよい。クラウド9005上にIoTデバイス制御用の外部サーバ9006を設置し、IoTデバイス9001を制御してもよい。IoTデバイス9001は、家庭機器の状況、温度、湿度、電力使用量、家屋内外の人・動物の存否などのデータを送信する。家庭機器から送信されたデータは、クラウド9005を通じて、外部サーバ9006に蓄積される。このようなデータに基づき、新たなサービスが提供される。このようなIoTデバイス9001は、音声認識技術を利用することにより、音声によりコントロールすることができる。
また各種家庭機器からテレビに情報を直接送付することにより、各種家庭機器の状態を可視化することができる。さらには、各種センサーが居住者の有無を判断し、データを空調機、照明などに送付することで、それらの電源をオン・オフすることができる。さらには、各種家庭機器に供えられたディスプレイにインターネットを通じて広告を表示することができる。
以上、本開示に係る技術が適用され得るIoTシステム9000の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、IoTデバイス9001に好適に適用され得る。具体的には、図1の受信装置200をIoTデバイス9001に適用することができる。IoTデバイス9001に本開示に係る技術を適用することにより、プリアンブルの誤検出を防止し、そのデバイスの信頼性を向上させることができる。
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、CD(Compact Disc)、MD(MiniDisc)、DVD(Digital Versatile Disc)、メモリカード、ブルーレイディスク(Blu-ray(登録商標)Disc)等を用いることができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)サブフレームプリアンブルおよびメッセージを含むサブフレームとフレームプリアンブルを含むフレームとを受信する受信部と、
前記サブフレームプリアンブルの受信タイミングと前記フレームプリアンブルの受信タイミングとの間に所定の関係が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する処理を行う処理部と、
前記サブフレームプリアンブルがあると検出された場合には前記サブフレームから前記メッセージを取り出して復号するメッセージ復号部と
を具備する受信装置。
(2)前記処理部は、
所定の衛星からの衛星信号を追尾する衛星追尾部と
前記衛星信号に含まれる前記サブフレームおよび前記フレームに基づいて前記所定の関係が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出するプリアンブル検出部と
を備える前記(1)記載の受信装置。
(3)前記衛星追尾部は、
前記衛星信号と第1のコードとの相関性を示す第1の相関出力信号を出力する第1の相関器と、
第1の制御信号に従って前記第1のコードを生成する第1のコード生成器と、
前記第1の相関出力信号に基づいて前記第1の制御信号を生成する第1の数値制御発振器と、
前記衛星信号と第2のコードとの相関性を示す第2の相関出力信号を出力する第2の相関器と、
第2の制御信号に従って前記第2のコードを生成する第2のコード生成器と、
前記第2の相関出力信号に基づいて前記第2の制御信号を生成する第2の数値制御発振器と
を備える前記(2)記載の受信装置。
(4)前記衛星追尾部は、
前記衛星信号と第1のコードとの相関性を示す第1の相関出力信号を出力する第1の相関器と、
所定の制御信号に従って前記第1のコードを生成する第1のコード生成器と、
前記衛星信号と第2のコードとの相関性を示す第2の相関出力信号を出力する第2の相関器と、
前記制御信号に従って前記第2のコードを生成する第2のコード生成器と、
前記第1および第2の相関出力信号を加算して加算信号を出力する相関値加算部と、
前記加算信号に基づいて前記制御信号を生成する数値制御発振器と
を備える前記(2)記載の受信装置。
(5)前記プリアンブル検出部は、
前記サブフレーム内のビット列を遅延させたビット列と前記サブフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示すサブフレーム相関値を求めるサブフレーム相関値取得部と、
前記フレーム内のビット列を遅延させたビット列と前記フレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示すフレーム相関値を求めるフレーム相関値取得部と、
前記サブフレーム相関値およびフレーム相関値に基づいて前記サブフレームプリアンブルの有無を検出するサブフレームプリアンブル検出部と
を備える前記(2)から(4)のいずれかに記載の受信装置。
(6)前記サブフレームプリアンブル検出部は、前記サブフレーム相関値が第1の閾値を下回らず、かつ、前記フレーム相関値が第2の閾値を下回らない条件が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する
前記(5)記載の受信装置。
(7)前記サブフレームプリアンブル検出部は、前記サブフレーム相関値および前記フレーム相関値の少なくとも一方を乗算して加算した値が所定の閾値を下回らないか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する
前記(5)記載の受信装置。
(8)前記サブフレームプリアンブル検出部は、一定期間に亘って遅延させた前記サブフレーム相関値と遅延させていない前記サブフレーム相関値とのうち大きい方が第1の閾値を下回らず、かつ、前記フレーム相関値が第2の閾値を下回らない条件が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する
前記(5)記載の受信装置。
(9)前記フレームプリアンブルは、互いに異なる第1、第2および第3のフレームプリアンブルを含む前記(5)から(8)のいずれかに記載の受信装置。
(10)前記フレーム相関値取得部は、
前記フレーム内のビット列を遅延させた第1の遅延ビット列と前記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第1の相関値を求める第1の相関値取得部と、
前記第1の遅延ビット列を遅延させた第2の遅延ビット列と前記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第2の相関値を求めるとともに前記第1および第2の相関値を加算して加算値を出力する第2の相関値取得部と、
前記第2の遅延ビット列を遅延させた第3の遅延ビット列と前記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第3の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第3の相関値を加算する第3の相関値取得部と
を備える前記(9)記載の受信装置。
(11)前記フレーム相関値取得部は、
前記第3の遅延ビット列を遅延させた第4の遅延ビット列と前記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第4の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第4の相関値をさらに加算する第4の加算値取得部と、
前記第4の遅延ビット列を遅延させた第5の遅延ビット列と前記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第5の相関値を求めるとともに前記加算値に第5の相関値をさらに加算する第5の相関値取得部と、
前記第5の遅延ビット列を遅延させた第6の遅延ビット列と前記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第6の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第6の相関値をさらに加算する第6の相関値取得部と
をさらに備える前記(10)記載の受信装置。
(12)前記フレーム相関値取得部は、
前記フレーム内のビット列を遅延させた第1の遅延ビット列と前記第1の遅延ビット列をさらに遅延させた第2の遅延ビット列と前記第2の遅延ビット列をさらに遅延させた第3の遅延ビット列とを所定の選択信号に応じた順序で第1、第2および第3の選択信号として出力する第1のセレクタと、
前記第1の選択信号と前記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第1の相関値を求める第1の相関値取得部と、
前記第2の選択信号と前記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第2の相関値を求めるとともに前記第1および第2の相関値を加算して加算値を出力する第2の相関値取得部と、
前記第3の選択信号と前記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第3の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第3の相関値を加算する第3の相関値取得部と
を備える前記(9)記載の受信装置。
(13)前記フレーム相関値取得部は、前記第3の相関値が加算された前記加算値を積算する積算部をさらに備える前記(12)記載の受信装置。
(14)前記フレーム相関値取得部は、
前記第3の遅延ビット列をさらに遅延させた第4の遅延ビット列と前記第4の遅延ビット列をさらに遅延させた第5の遅延ビット列と前記第5の遅延ビット列をさらに遅延させた第6の遅延ビット列とを所定の選択信号に応じた順序で第4、第5および第6の選択信号として出力する第2のセレクタと、
前記第4の選択信号と前記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第4の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第4の相関値をさらに加算する第4の加算値取得部と、
前記第5の選択信号と前記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第5の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第5の相関値をさらに加算する第5の加算値取得部と、
前記第6の選択信号と前記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第6の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第6の相関値をさらに加算する第6の加算値取得部と
を備える前記(12)記載の受信装置。
(15)前記処理部は、
前記サブフレームを含む第1の衛星信号を処理する第1の衛星処理ユニットと、
前記フレームを含む第2の衛星信号を処理する第2の衛星処理ユニットと、
前記サブフレームおよび前記フレームに基づいて前記所定の関係が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出するプリアンブル検出部と
を具備する前記(1)記載の受信装置。
(16)前記サブフレームは、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)におけるL1C/Aサブフレームであり、
前記フレームは、前記QZSSにおけるL1Sフレームである
前記(1)から(15)のいずれかに記載の受信装置。
(17)サブフレームプリアンブルおよびメッセージを含むサブフレームとフレームプリアンブルを含むフレームとを受信する受信手順と、
前記サブフレームプリアンブルの受信タイミングと前記フレームプリアンブルの受信タイミングとの間に所定の関係が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する処理を行う処理手順と、
前記サブフレームプリアンブルがあると検出された場合には前記サブフレームから前記メッセージを取り出して復号するメッセージ復号手順と
を具備する受信方法。
100 測位衛星
200 受信装置
201 アンテナ
210 水晶発振器
220 RF回路
221 ローノイズアンプ
222 混合器
223 ローパスフィルタ
224 位相同期回路
225 AGC回路
226 ADC
300 デジタル信号処理部
310 デジタルフロントエンド
320 衛星信号処理部
330 メッセージ復号部
340 測位演算部
350 PPS信号生成部
400、401、402 衛星処理ユニット
410 衛星捕捉部
420、420−1 衛星追尾部
421 L1C/A信号追尾部 422、436、451 乗算器
423、437、452、453 コード相関器
424、438、454、455 コード生成器
425、439、462 タイミング誤差検出器
426、440、463 コード同期ループフィルタ
427、441、464 コード同期NCO
428、442、466 搬送波誤差検出器
429、443、467 搬送波同期ループフィルタ
430、444、468 搬送波同期NCO
435 L1S信号追尾部
460 共通回路
461、465 相関値加算部
480 疑似距離取得部
490、490−1 ビット復号部
491 L1C/Aビット復号部
492 シンボル復号部
493 畳込み符号デコーダ
500 プリアンブル検出部
510 L1C/A相関値取得部
511、531、541、554、581、583、585、601、603、605
遅延部
512、532、542、582、584、586、602、604、606、622
レジスタ
513、533、543、588、589、590、608、609、610 プリアンブル相関器
514、526 絶対値演算器
544、561、591、592、611、612、613、621 加算器
520 L1S相関値取得部
521、524 L1SC相関値取得部
522、530 L1SA相関値取得部
523、540 L1SB相関値取得部
550 L1C/Aプリアンブル検出部
551、552、563 閾値比較器
553 AND(論理積)ゲート
562 乗算器
571 ラッチ回路
572 遅延信号比較器
580、600 加算値取得部
587、607 セレクタ
9001 IoTデバイス

Claims (17)

  1. サブフレームプリアンブルおよびメッセージを含むサブフレームとフレームプリアンブルを含むフレームとを受信する受信部と、
    前記サブフレームプリアンブルの受信タイミングと前記フレームプリアンブルの受信タイミングとの間に所定の関係が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する処理を行う処理部と、
    前記サブフレームプリアンブルがあると検出された場合には前記サブフレームから前記メッセージを取り出して復号するメッセージ復号部と
    を具備する受信装置。
  2. 前記処理部は、
    所定の衛星からの衛星信号を追尾する衛星追尾部と
    前記衛星信号に含まれる前記サブフレームおよび前記フレームに基づいて前記所定の関係が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出するプリアンブル検出部と
    を備える請求項1記載の受信装置。
  3. 前記衛星追尾部は、
    前記衛星信号と第1のコードとの相関性を示す第1の相関出力信号を出力する第1の相関器と、
    第1の制御信号に従って前記第1のコードを生成する第1のコード生成器と、
    前記第1の相関出力信号に基づいて前記第1の制御信号を生成する第1の数値制御発振器と、
    前記衛星信号と第2のコードとの相関性を示す第2の相関出力信号を出力する第2の相関器と、
    第2の制御信号に従って前記第2のコードを生成する第2のコード生成器と、
    前記第2の相関出力信号に基づいて前記第2の制御信号を生成する第2の数値制御発振器と
    を備える請求項2記載の受信装置。
  4. 前記衛星追尾部は、
    前記衛星信号と第1のコードとの相関性を示す第1の相関出力信号を出力する第1の相関器と、
    所定の制御信号に従って前記第1のコードを生成する第1のコード生成器と、
    前記衛星信号と第2のコードとの相関性を示す第2の相関出力信号を出力する第2の相関器と、
    前記制御信号に従って前記第2のコードを生成する第2のコード生成器と、
    前記第1および第2の相関出力信号を加算して加算信号を出力する相関値加算部と、
    前記加算信号に基づいて前記制御信号を生成する数値制御発振器と
    を備える請求項2記載の受信装置。
  5. 前記プリアンブル検出部は、
    前記サブフレーム内のビット列を遅延させたビット列と前記サブフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示すサブフレーム相関値を求めるサブフレーム相関値取得部と、
    前記フレーム内のビット列を遅延させたビット列と前記フレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示すフレーム相関値を求めるフレーム相関値取得部と、
    前記サブフレーム相関値およびフレーム相関値に基づいて前記サブフレームプリアンブルの有無を検出するサブフレームプリアンブル検出部と
    を備える請求項2記載の受信装置。
  6. 前記サブフレームプリアンブル検出部は、前記サブフレーム相関値が第1の閾値を下回らず、かつ、前記フレーム相関値が第2の閾値を下回らない条件が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する
    請求項5記載の受信装置。
  7. 前記サブフレームプリアンブル検出部は、前記サブフレーム相関値および前記フレーム相関値の少なくとも一方を乗算して加算した値が所定の閾値を下回らないか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する
    請求項5記載の受信装置。
  8. 前記サブフレームプリアンブル検出部は、一定期間に亘って遅延させた前記サブフレーム相関値と遅延させていない前記サブフレーム相関値とのうち大きい方が第1の閾値を下回らず、かつ、前記フレーム相関値が第2の閾値を下回らない条件が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する
    請求項5記載の受信装置。
  9. 前記フレームプリアンブルは、互いに異なる第1、第2および第3のフレームプリアンブルを含む請求項5記載の受信装置。
  10. 前記フレーム相関値取得部は、
    前記フレーム内のビット列を遅延させた第1の遅延ビット列と前記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第1の相関値を求める第1の相関値取得部と、
    前記第1の遅延ビット列を遅延させた第2の遅延ビット列と前記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第2の相関値を求めるとともに前記第1および第2の相関値を加算して加算値を出力する第2の相関値取得部と、
    前記第2の遅延ビット列を遅延させた第3の遅延ビット列と前記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第3の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第3の相関値を加算する第3の相関値取得部と
    を備える請求項9記載の受信装置。
  11. 前記フレーム相関値取得部は、
    前記第3の遅延ビット列を遅延させた第4の遅延ビット列と前記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第4の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第4の相関値をさらに加算する第4の加算値取得部と、
    前記第4の遅延ビット列を遅延させた第5の遅延ビット列と前記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第5の相関値を求めるとともに前記加算値に第5の相関値をさらに加算する第5の相関値取得部と、
    前記第5の遅延ビット列を遅延させた第6の遅延ビット列と前記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第6の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第6の相関値をさらに加算する第6の相関値取得部と
    をさらに備える請求項10記載の受信装置。
  12. 前記フレーム相関値取得部は、
    前記フレーム内のビット列を遅延させた第1の遅延ビット列と前記第1の遅延ビット列をさらに遅延させた第2の遅延ビット列と前記第2の遅延ビット列をさらに遅延させた第3の遅延ビット列とを所定の選択信号に応じた順序で第1、第2および第3の選択信号として出力する第1のセレクタと、
    前記第1の選択信号と前記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第1の相関値を求める第1の相関値取得部と、
    前記第2の選択信号と前記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第2の相関値を求めるとともに前記第1および第2の相関値を加算して加算値を出力する第2の相関値取得部と、
    前記第3の選択信号と前記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第3の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第3の相関値を加算する第3の相関値取得部と
    を備える請求項9記載の受信装置。
  13. 前記フレーム相関値取得部は、前記第3の相関値が加算された前記加算値を積算する積算部をさらに備える請求項12記載の受信装置。
  14. 前記フレーム相関値取得部は、
    前記第3の遅延ビット列をさらに遅延させた第4の遅延ビット列と前記第4の遅延ビット列をさらに遅延させた第5の遅延ビット列と前記第5の遅延ビット列をさらに遅延させた第6の遅延ビット列とを所定の選択信号に応じた順序で第4、第5および第6の選択信号として出力する第2のセレクタと、
    前記第4の選択信号と前記第1のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第4の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第4の相関値をさらに加算する第4の加算値取得部と、
    前記第5の選択信号と前記第2のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第5の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第5の相関値をさらに加算する第5の加算値取得部と、
    前記第6の選択信号と前記第3のフレームプリアンブルの規定値との類似性の度合いを示す第6の相関値を求めるとともに前記加算値に前記第6の相関値をさらに加算する第6の加算値取得部と
    を備える請求項12記載の受信装置。
  15. 前記処理部は、
    前記サブフレームを含む第1の衛星信号を処理する第1の衛星処理ユニットと、
    前記フレームを含む第2の衛星信号を処理する第2の衛星処理ユニットと、
    前記サブフレームおよび前記フレームに基づいて前記所定の関係が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出するプリアンブル検出部と
    を具備する請求項1記載の受信装置。
  16. 前記サブフレームは、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)におけるL1C/Aサブフレームであり、
    前記フレームは、前記QZSSにおけるL1Sフレームである
    請求項1記載の受信装置。
  17. サブフレームプリアンブルおよびメッセージを含むサブフレームとフレームプリアンブルを含むフレームとを受信する受信手順と、
    前記サブフレームプリアンブルの受信タイミングと前記フレームプリアンブルの受信タイミングとの間に所定の関係が成立するか否かにより前記サブフレームプリアンブルの有無を検出する処理を行う処理手順と、
    前記サブフレームプリアンブルがあると検出された場合には前記サブフレームから前記メッセージを取り出して復号するメッセージ復号手順と
    を具備する受信方法。
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