KR100743731B1

KR100743731B1 - 수신 장치, 수정 역확산 부호 생성 장치, 수정 역확산 부호생성 방법

Info

Publication number: KR100743731B1
Application number: KR20050098785A
Authority: KR
Inventors: 노부오 무토
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-07-27
Also published as: JP2006157503A; EP1662271A1; US20060114971A1; KR20060060552A; CN1782732A

Abstract

송신된 확산 부호의 수신기 회로 내에서의 변형을 예측하여 생성된 수정 역확산 부호를 사용해 역확산 처리를 행하는 수신 장치, 수정 역확산 부호 생성 장치, 수정 역확산 부호 생성 방법을 제공한다.

송신 신호를 수신하여 수신 신호를 취득하는 신호 수신 수단과, 수신 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 필터 수단과, 필터 수단의 출력 신호를 변환하여 디지털 신호를 생성하는 A/D 변환 수단과, 디지털 신호와 역확산 부호를 승산하여 역확산 처리를 행하는 역확산 처리 수단과, 수신 신호에 포함되어 있는 확산 부호에 의한 PSK 변조된 신호가 현저하게 변형되어 있는 위치인 확산 부호 변형 위치에 대응하는 상기 확산 부호를 변형하여 생성한 수정 역확산 부호에 기초해 상기 역확산 부호를 생성하여 상기 역확산 처리 수단에 공급하는 역확산 부호 공급 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 수신 장치(10).

Description

수신 장치, 수정 역확산 부호 생성 장치, 수정 역확산 부호 생성 방법{RECEIVER, APPARATUS FOR GENERATING CORRECTED INVERSE SPREAD CODE, AND METHOD OF GENERATING CORRECTED INVERSE SPREAD CODE}

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 GPS 수신기 등을 나타낸 개략도이다.

도 2는 도 1의 GPS 수신기의 주된 하드웨어 구성을 나타낸 개략도이다.

도 3은 도 1의 PC(50)의 주된 하드웨어 구성을 나타낸 개략도이다.

도 4는 도 1의 GPS 수신기의 주된 하드웨어 구성을 나타낸 개략도이다.

도 5는 필터 통과 전의 모의 신호와 필터 통과 후의 모의 신호를 대비하여 나타낸 개략도이다.

도 6은 수정 역확산 부호의 효과를 설명하는 개략도이다.

도 7은 도 1의 GPS 수신기의 동작예를 나타낸 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 휴대 단말 등을 나타낸 개략도이다.

도 9는 도 8의 휴대 단말의 주된 하드웨어 구성을 나타낸 개략도이다.

도 10은 도 8의 서버의 주된 하드웨어 구성을 나타낸 개략도이다.

도 11은 도 8의 서버의 주된 하드웨어 구성을 나타낸 개략도이다.

도 12는 확산 부호의 동기를 취하는 방법의 일례를 나타낸 개념도이다.

도 13은 수신 신호의 변형을 나타낸 개략도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10…GPS 수신기 12a 내지 12d…GPS 위성

50…PC 14…GPS 안테나

20…필터부 22…A/D 변환부

26…기억부 26a…수정 C/A 코드

28…C/A 코드 공급부 30…상관 판정부

32…역확산 처리부 56…필터부

72…모의 신호 생성부 74…신호 비교부

76…수정 C/A 코드 생성부 100…휴대 단말

110…GPS 수신부 120…통신부

150…기지국 160…네트워크

200…서버 210…서버 통신부

본 발명은, 송신된 확산 부호의 수신기 회로 내에서의 변형을 예측하여 생성된 수정 역확산 부호를 사용해 역확산 처리를 행하는 수신 장치, 수정 역확산 부호 생성 장치, 수정 역확산 부호 생성 방법에 관한 것이다.

스펙트럼 확산 방식의 일 형태인, 직접 확산 방식에 의한 통신은, 종래부터 널리 사용되고 있다. 직접 확산 방식의 구체적 적용예인 CDMA(Code Division Multiple Access)는, 휴대전화 시스템, GPS(Global Positioning System) 등에 사용되고 있다.

직접 확산 방식에서는, 송신 데이터보다도 훨씬 넓은 대역을 갖는 확산 부호, 예를 들면 PN(Pseudo Noise)을 송신 데이터에 승산(乘算)함으로써, 송신 데이터를 넓은 대역으로 확산시키고 있다. 수신측에서는, 송신측에서 사용한 확산 부호와 동일한 확산 부호를 사용해 수신 데이터를 역확산함으로써 복조하여, 원하는 데이터를 취득할 수 있다.

역확산을 행하기 위해서는, 먼저, 송신측의 확산 부호와 수신측이 로컬에서 발생시킨 확산 부호의 위상을 맞추는 작업이 필요해진다. 도 12는 동기(同期)를 취하는 방법의 일례를 나타낸 개념도이다. 신호 C1은 수신 신호, 신호 C2는 수신기에서 발생시킨 확산 부호를 나타낸다. C1과 C2는, 형상(0과 1이 나타나는 순서)은 동일하고 위상이 다르다. C2의 위상을 변화시키면서(C2를 시간축 T를 따라 이동시키면서), C1과 C2에 대해 같은 타이밍으로 샘플링을 행한다. 그리고, 예를 들면, C1과 C2의 값이 동일해지는 샘플링점의 수가 전체 샘플링점의 수에 대해 역치 이상의 비율이 된 경우에, C1과 C2는 동기했다고 판단한다.

이 동기에 요하는 시간은, 수신 전파를 복조 및 복호하여 최종적으로 필요한 데이터를 취득하기까지의 시간에 크게 영향을 주기 때문에, 동기 시간 단축을 위한 기술이 많이 개시되어 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는, PN 코드의 발생기와 코드 비교기를 복수 설치하고, 위상이 조금씩 다른 복수의 PN 코드를 병렬적으로 처리함으로써 처리 시간의 단축을 도모하는 구성이 개시되어 있다.

(특허 문헌 1) 일본 특개평 10-288658호 공보(도 3 등)

상술한 코드 동기 조작이나 수신 신호의 복조·복호는, 고주파인 가공 전의 수신 신호에 대해 행하는 것이 아니라, 안테나로부터 입력된 수신 신호에 대해 필터링 등의 가공을 실시한 후에 행하는 것이 일반적이다. 필터를 통과시킨 후의 수신 신호에서는, 확산 부호의 변화점을 나타내고 있던 고주파 성분이 컷되거나, 파형이 변형하는 경우가 있다.

도 13은, 이러한 수신 신호의 변형을 나타낸 개념도이다. 도13(a)는 반송(搬送)파, 도 13(b)는 확산 부호를 나타내고 있다. 반송파와 확산 부호를 합성(승산)하면 도 13(c)와 같은 파형이 된다. 이 합성파가 필터를 통과하면, 도 13(d)처럼 변형하는 경우가 있다. 예를 들면, 도 13(c)의 A부처럼 급준한 피크를 나타내고 있는 부분은, 필터 통과 후에는 도 13(d)의 B부처럼 고주파 성분이 컷되어 명료한 피크를 나타내지 않게 되는 경우가 있다.

그 때문에, 동기를 취하기 위해서 사용하는 로컬의 확산 부호의 패턴으로서 송신측의 패턴과 동일한 것을 사용하면, 원래라면 양자의 값이 일치하고 있었을 것인 부분을 일치하지 않는다고 판정해버려, 동기 시간이 길어진다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은, 송신된 확산 부호의 수신기 회로 내에서의 변형을 예측하여 생성된 수정 역확산 부호를 사용해 역확산 처리를 행하는 수신 장치, 수정 역확산 부호 생성 장치, 수정 역확산 부호 생성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한 다.

상기 목적은, 직접 확산 방식으로 변조되어 송신된 송신 신호를 수신하여 복조하는 수신 장치로서, 상기 송신 신호를 수신하여 수신 신호를 취득하는 신호 수신 수단과, 상기 수신 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 필터 수단과, 상기 필터 수단의 출력 신호를 변환하여 디지털 신호를 생성하는 A/D 변환 수단과, 상기 디지털 신호와 역확산 부호를 승산하여 역확산 처리를 행하는 역확산 처리 수단과, 상기 수신 신호에 포함되어 있는 확산 부호에 의한 PSK(Phase Shift Keying) 변조된 신호가 현저하게 변형되어 있는 위치인 확산 부호 변형 위치에 대응하는 상기 확산 부호를 변형하여 생성한 수정 역확산 부호에 기초해 상기 역확산 부호를 생성하여 상기 역확산 처리 수단에 공급하는 역확산 부호 공급 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 수신 장치에 의해 달성된다.

제1 발명의 구성에 의하면, 수신 장치는, 신호 수신 수단, 필터 수단, A/D 변환 수단, 역확산 처리 수단 및 역확산 부호 공급 수단을 갖고 있기 때문에, 직접 확산 방식으로 변조된 신호를 수신하여, 복조 처리를 할 수 있다.

수신 신호에 포함되어 있는 확산 부호의 성분은, 필터 수단을 통과함으로써, 없어지거나 변형되거나 하는 경우가 있다. 그러나, 본 발명의 수신기가 갖고 있는 역확산 부호 공급 수단은, 그러한 변형을 예측하여 송신측에서 사용한 확산 부호를 수정한 수정 역확산 부호에 기초해 역확산 부호를 생성하기 때문에, 2개의 확산 부호의 동기를 단시간에 종료시킬 수 있다.

그 때문에, 본 발명의 수신기에 의하면, 역확산 부호로서 송신측과 동일한 확산 부호를 사용한 경우에 비해, 수신 신호를 복조하는 데 요하는 시간을 단축할 수 있다.

바람직하게는, 제2 발명에 의하면, 제1 발명의 구성에 있어서, 상기 역확산 부호 공급 수단은, 상기 수신 장치의 기억 장치에 격납된 수정 역확산 부호에 기초해 상기 역확산 부호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

제2 발명의 구성에 의하면, 수정 역확산 부호는, 수신 장치가 갖고 있는 기억 장치 내에 격납되어 있으므로, 수신 장치 자체에는 수정 역확산 부호를 생성하기 위한 특별한 구성을 부가할 필요가 없다.

그 때문에, 예를 들면 휴대전화기 같은 소형의 수신 장치에 있어서도, 수정 역확산 부호를 이용한 신속한 복조 작업을 행할 수 있다.

바람직하게는, 제3 발명에 의하면, 제1 발명의 구성에 있어서, 통신 수단을 가지며, 상기 수정 역확산 부호를 네트워크를 통해 통신 가능한 정보 제공 장치로부터 취득하여, 상기 기억 장치에 격납하는 것을 특징으로 한다.

제3 발명의 구성에 의하면, 수신 장치는 통신 수단을 갖고 있어, 수정 역확산 부호를 네트워크를 통해 정보 제공 장치로부터 취득할 수 있다.

그 때문에, 수정 역확산 부호에 변경이 있었던 경우에, 즉시 변경 후의 수정 역확산 부호를 취득할 수 있다.

바람직하게는, 제4 발명에 의하면, 제1 발명의 구성에 있어서, 상기 역확산 부호 공급 수단은 수정 역확산 부호에 기초해 역확산 부호를 출력하는 회로에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제4 발명의 구성에 의하면, C/A 코드 공급부는 수정 역확산 부호에 기초해 역확산 부호를 출력하도록 구성된 회로, 예를 들면 IC(Integrated Circuit)에 의해 구성된다.

역확산 부호의 생성을 하드웨어에 의해 행하므로, 본 발명의 수신 장치는, 범용의 회로와 소프트웨어에 의해 역확산 부호를 생성하는 경우에 비해, 고속으로 동작할 수 있다.

바람직하게는, 제5 발명에 의하면, 제1 내지 제4 발명 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, 상기 송신 신호는, GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 발신되는 측위 신호이며, 상기 수정 역확산 부호는 운용 중인 GPS 위성의 각각에 대해 생성되고 있는 것을 특징으로 한다.

제5 발명의 구성에 의하면, 운용 중인 GPS 위성의 각각에 대해, 수정 역확산 부호가 미리 작성되어 있다.

그 때문에, GPS 위성이 신호 송신에 사용되고 있는 확산 부호(C/A(Clear and Acquisition) 코드)를 그대로 역확산 부호로서 사용하는 경우에 비해, GPS 위성의 포착에 요하는 시간을 단축할 수 있다.

또, 수정 역확산 부호는, 수신 장치 내부에서의 신호의 변형을 예측하여 그것을 보상하도록 작성되어 있으므로, 복호 오류를 감소시킬 수도 있다. 그 때문에, 수신 신호에 포함되는 항법 메시지를 보다 정확하게 복호할 수 있어, 측위 정밀도를 향상시킬 수 있다.

상기 목적은, 제6 발명에 의하면, 직접 확산 방식으로 변조되어 송신된 송신 신호를 복조하기 위해서 사용하는 역확산 부호를 생성하는 장치로서, 상기 송신 신호와 동일한 확산 부호로 변조된 모의 신호를 생성하는 모의 신호 생성 수단과, 상기 모의 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 필터 수단과, 상기 모의 신호와 상기 필터 수단을 통과한 후의 상기 모의 신호를 비교하여, 상기 모의 신호에 포함되어 있는 확산 부호에 의한 PSK 변조된 신호가 현저하게 변형되어 있는 위치인 확산 부호 변형 위치를 검출하는 확산 부호 변형 위치 검출 수단과, 상기 확산 부호의 상기 확산 부호 변형 위치에 대응하는 상기 확산 부호를 변형하여 수정 역확산 부호를 생성하는 수정 역확산 부호 생성 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 수정 역확산 부호 생성 장치에 의해 달성된다.

제6 발명의 구성에 의하면, 수정 역확산 부호 생성 장치는, 모의 신호 생성 수단을 갖고 있어, 송신측과 동일한 확산 부호로 변조된 모의 신호를 생성할 수 있다.

또, 수정 역확산 부호 생성 장치는, 모의 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 필터 수단도 갖고 있어, 모의 신호로부터 고주파 성분을 제거한 신호도 생성할 수 있다. 이 필터 수단 통과 후의 모의 신호에 있어서는, 고주파 성분이 제거됨으로써 확산 부호에 의한 PSK 변조된 신호가 현저하게 변형되어 있는 개소(확산 부호 변형 위치)가 발생한다. 확산 부호 변형 위치 검출 수단은, 모의 신호와 필터 수단을 통과한 후의 모의 신호를 비교하여, 확산 부호 변형 위치를 검출한다.

수정 역확산 부호 생성 수단은, 확산 부호 변형 위치에 대응하는 송신측의 확산 부호를 수정하여 수정 역확산 부호를 생성한다.

수신 신호를 필터에 통과시키는 처리는, 실제의 수신 장치에 있어서도 행해지므로, 확산 부호의 변형은 실제의 수신 장치에서도 동일하게 발생해, 부호 동기의 장해가 된다.

그러나, 본 발명의 수정 역확산 부호 생성 장치에 의하면, 수신기 내부에서의 수신 신호의 변형을 예측하여 그 변형을 보상하는 수정 역확산 부호를 생성하여, 수신 장치나 정보 제공 장치에 제공할 수 있다.

상기 목적은, 제7 발명에 의하면, 직접 확산 방식으로 변조되어 송신된 송신 신호를 수신하여 복조하기 위해서 사용하는 역확산 부호를 생성하는 방법으로서, 상기 송신 신호와 동일한 확산 부호로 변조된 모의 신호를 생성하는 모의 신호 생성 단계와, 상기 모의 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 필터링 단계와, 상기 모의 신호와 상기 필터 수단을 통과한 후의 상기 모의 신호를 비교하여, 상기 모의 신호에 포함되어 있는 확산 부호에 의한 PSK 변조된 신호가 현저하게 변형되어 있는 위치인 확산 부호 변형 위치를 검출하는 확산 부호 변형 위치 검출 단계와, 상기 확산 부호의 상기 확산 부호 변형 위치에 대응하는 상기 확산 부호를 변형하여 수정 역확산 부호를 생성하는 수정 역확산 부호 생성 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 수정 역확산 부호 생성 방법에 의해 달성된다.

제7 발명의 구성에 의하면, 제6 발명과 동일하게, 수정 역확산 부호를 생성하여 수신 장치 등에 제공할 수 있다.

바람직하게는, 제8 발명에 의하면, 제7 발명의 구성에 있어서, 상기 확산 부호 변형 위치 검출 단계는, 컴퓨터 프로그램에 의한 수치 해석에 의해 행하는 것을 특징으로 한다.

제8 발명의 구성에 의하면, 확산 부호 변형 위치 검출 단계는, 컴퓨터 프로그램에 의한 수치 해석에 의해 행해진다.

이 때문에, 모의 신호가 대량으로 있는 경우라도, 정확하고 또한 단시간에 확산 부호 변형 위치를 검출하여 수정 역확산 부호를 생성할 수 있다.

바람직하게는, 제9 발명에 의하면, 제7 발명의 구성에 있어서, 상기 확산 부호 변형 위치 검출 단계는, 상기 모의 신호의 파형과 상기 필터 수단을 통과한 후의 상기 모의 신호의 파형을 표시 수단에 표시함으로써 행하는 것을 특징으로 한다.

제9 발명의 구성에 의하면, 모의 신호의 파형과, 필터 수단을 통과한 후의 모의 신호의 파형을 표시 수단에 표시하므로, 예를 들면 표시된 파형을 사람이 육안으로 비교함으로써, 확산 부호 변형 위치를 검출한다.

표시 수단으로서는, 예를 들면 컴퓨터에 접속된 디스플레이, 종이 매체에 대한 인쇄 등을 이용할 수 있으므로, 저 비용으로 수정 역확산 부호를 생성할 수 있다.

바람직하게는, 제10 발명에 의하면, 제7 내지 제9 발명 중 어느 하나에 기재된 구성에 있어서, 상기 송신 신호는, GPS 위성으로부터 발신되는 측위 신호이며, 상기 수정 역확산 부호는 운용 중의 GPS 위성의 각각에 대해 생성되고 있는 것을 특징으로 한다.

제10 발명의 구성에 의하면, 운용 중인 GPS 위성의 각각에 대해 수정 역확산 부호를 생성하여, 수신 장치에 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부 도면 등을 참조하면서, 상세하게 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시형태는, 본 발명의 바람직한 구체예이므로, 기술적으로 바람직한 여러가지 한정이 부가되어 있는데, 본 발명의 범위는, 이하의 설명에서 특별히 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한, 이들 양태에 한정되는 것은 아니다.

(제1 실시형태)

도 1은, 수신 장치의 일례인 GPS 수신기(10) 등을 나타낸 개략도이다.

GPS 수신기(10)는, 신호 수신 수단의 일례인 GPS 안테나(14)를 갖고 있어, GPS 위성(12a 내지 12d)으로부터 송신되는 측위 신호 S1 내지 S4를 수신한다. 신호 S1 내지 S4는, L1대라고 불리는 주파수 1.575GHz의 반송파에, C/A 코드라고 불리는 확산 부호를 사용해 50Hz의 항법 메시지가 확산 변조되어 실려 있는 신호이다.

GPS 수신기(10)는, 수신한 신호 S1 내지 S4를 복조 및 복호하여 항법 메시지를 취득해, 자기의 현재 위치를 산출한다.

PC(Personal Computer)(50)는 수정 역확산 부호 생성 장치의 일례이며, GPS 수신기(10)에는 PC(50)에서 생성된 역확산 부호가 내장되어 있다.

또한, GPS 수신기(10)가 측위에 사용하는 GPS 위성은 도 1에 나타낸 4개에 한정되지 않으며, 3개 이하여도 5개 이상이어도 무방하다.

(GPS 수신기(10)의 구성)

도 2는, GPS 수신기(10)의 구성을 나타낸 개략도이다. 동 도면에서, 실선의 화살표는 신호의 흐름을, 점선의 화살표는 정보의 흐름을, 희고 굵은 화살표는 제어의 흐름을 나타내고 있다.

GPS 안테나(14)에 의해 수신된 수신 신호 S1 등은, RF(Radio Frequency)부(16)로 보내어진다. RF부(16)로 보내어진 수신 신호는, BB(Base Band)부(18)에서 행하는 처리에 적합한 형태로 가공된다. BB부(18)에서는, 신호의 복조, 복호 등이 행해져 최종적으로는 수신 신호로부터 항법 메시지가 취득된다.

필터 수단의 일례인 필터부(20)는, 수신 신호에 포함되는 불필요한 고주파 성분을 컷한다.

A/D 변환 수단의 일례인 A/D 변환부(22)는, 필터부(20)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, BB부(18)로 보낸다.

역확산 부호 공급 수단의 일례인 C/A 코드 공급부(28)는, A/D 변환부로부터 출력되는 신호와 동일한 주파수를 갖는 반송파를 발생시킨다. 이어서, 기억부(26)에 격납되어 있는 수정 C/A 코드(26a)를 발생시킨 반송파에 합성하여 역확산부호를 생성해서, 상관 판정부(30)에 공급한다.

수정 C/A 코드(26a)의 특징과 그 생성 방법은 후술한다.

상관 판정부(30)에서는, A/D 변환부(22)로부터 입력된 신호와, C/A 코드 공급부로부터 입력된 신호의 상관(相關)을 판정한다. 상관의 판정은, 예를 들면 2개 의 입력 신호에 대해 같은 타이밍으로 샘플링을 행해, 값이 일치하는 샘플링점의 비율이 일정 이상인 경우에 동기가 취해졌다고 판정한다.

상관 판정부(30)에서 동기가 취해졌다고 판단된 경우에는, 신호는 역확산 처리부(32)에 출력된다. 동기가 취해지지 않았다고 판단된 경우에는, C/A 코드 공급부(28)가 출력하는 신호의 위상을 변화시켜 다시 상관 판정을 행한다.

역확산 처리 수단의 일례인 역확산 처리부(32)는, A/D 변환부(22)로부터 출력되는 신호와 C/A 코드 공급부(28)로부터 출력되는 신호를 승산하여, 수신 신호의 복조를 행한다. 또한, 복조 후의 신호를 복호하여 항법 메시지를 취득한다. 취득된 항법 메시지는, 필요에 따라 기억부(26)에 격납된다.

연산부(34)는, 역확산 처리부(32)가 취득한 항법 메시지에 기초해 GPS 수신기(10)의 현재 위치를 산출한다. 출력부(36)는, 산출된 현재 위치를 예를 들면, 액정 디스플레이로 이루어지는 표시 장치에 화상으로서 출력한다.

제어부(24)는, 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되며, GPS 수신기(10) 전체의 동작을 제어한다. 기억부(26)에 격납된 OS(Operating System)나 어플리케이션 프로그램을 실행하여, RF부(16) 등의 각 구성 요소에 제어 신호를 보내어 제어를 행한다.

기억 장치의 일례인 기억부(26)는, 예를 들면 RAM(Random Access Memory)에 의해 구성되어, C/A 코드 공급부(28)가 역확산용의 C/A 코드를 생성하기 위해서 사용하는 수정 C/A 코드(26a)(수정 역확산 부호의 일례)가 격납되어 있다. 수정 C/A 코드(26a)는 반드시 GPS 수신기(10)로 생성할 필요는 없다. 본 실시형태에서는, 후술하는 PC(50)(역확산 부호 생성 장치의 일례)에서 생성한 수정 C/A 코드를 CD-ROM 등의 기록 매체를 통해 기억부(26)에 격납하고 있다.

도시는 생략하고 있으나, 기억부(26)에는 제어부(24)가 실행하는 각종 프로그램, 연산부(34)가 위치 산출을 위해서 사용하는 데이터 등도 격납되어 있다.

수정 C/A 코드(26a)는, 운용 중인 모든 GPS 위성에 대해, C/A 코드의 1주기분의 패턴(0과 1의 나열순)을 나타내는 정보이다. C/A 코드는, 1023 칩으로 이루어지므로, 수정 C/A 코드(26a)는 1개의 GPS 위성에 대해 1023비트의 2진수 정수로 표시되어 있다. 따라서, 수정 C/A 코드(26a)는, 예를 들면 1요소가 1023비트인 정수이고, 요소 수가 운용 중인 GPS 위성의 수인 배열로서 표현되고 있다.

(PC(50)의 구성)

도 3은, 역확산 부호 생성 장치의 일례인 PC(50)의 구성을 나타낸 개략도이다.

개요로서는, 모의 신호 생성부(72)가 생성하는 모의 신호와, 필터부(56)를 통과한 후의 모의 신호를 시뮬레이션부(70)에서 비교하여 수정 C/A 코드(62a)를 생성하는 구성으로 되어 있다.

필터부(56)는, 모의 신호 생성부(72)로부터 입력된 신호로부터 고주파 성분을 제거한다. 필터부(56)의 목적은, 모의 신호에 변형을 발생시켜 확산 부호 변형 위치를 찾는 것에 있으므로, 필터부(56)의 특성은, 수정 C/A 코드의 공급처인 GPS 수신기(10)의 필터부(20)와 동일해지도록 구성할 필요가 있다.

모의 신호 생성 수단의 일례인 모의 신호 생성부(72)는, C/A 코드의 변형 개 소(찌그러진 개소)를 검출하기 위해서 사용하는 모의 신호를 생성한다. 구체적으로는, 먼저 수정 C/A 코드의 공급 대상인 수신기에서 채용되고 있는 중간 주파수와 동일한 주파수의 반송파를 발생시킨다. 그리고, 그 반송파를 GPS 위성이 사용하는 C/A 코드로 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조한 모의 신호를 생성하여, 필터부(56) 및 신호 비교부(74)에 출력한다.

확산 부호 변형 위치 검출 수단의 일례인 신호 비교부(74)는, 모의 신호 생성부로부터 직접 입력된 신호와 필터부(56)를 경유하여 입력된 신호를 비교하여, C/A 코드의 변형 개소를 검출한다.

도 5는, 2개의 입력 신호의 일부를 뽑아내어 나타낸 것이다. 신호 S11은 모의 신호 생성부로부터 직접 입력된 신호, 신호 S10은 필터부(56)를 통과한 신호이다. 「C/A 코드의 변형 개소」란, 도 5의 원으로 둘러싼 C부처럼, 필터부(56)를 통과함으로써 고주파 성분이 컷되어, 원래는 모의 신호에 존재하고 있었을 것인 날카로운 피크가 없어져 버리는 개소를 가리키고 있다.

신호 비교부(74)는, 예를 들면 컴퓨터 프로그램에 의한 수치 해석에 의해, C/A 코드의 변형 개소를 검출하여, 그 위치가 예를 들면 C/A 코드의 선두로부터 10번째 칩인 경우는, 「10」이라는 수치를 수정 C/A 코드 생성부(76)에 출력한다.

C/A 코드 변형 개소의 검출은, 모의 신호와 필터 통과 후의 모의 신호를 사람이 시인(視認)할 수 있도록, 예를 들면 PC(50)에 접속된 디스플레이에 화상으로서 표시하여, 사람이 2개의 파형을 비교함으로써 행해도 된다.

수정 역확산 부호 생성 수단의 일례인 수정 C/A 코드 생성부(76)는, 신호 비 교부(74)로부터 입력되는 C/A 코드 변형 위치를 나타내는 정보에 기초해, 수정 C/A 코드(62a)를 생성한다. 수정 C/A 코드(62a)는, 송신측에서 사용하는 C/A 코드의 C/A 코드 변형 위치에 상당하는 칩 위치의 숫자를 반전시킨 코드이다. 예를 들면, 어떤 GPS 위성의 C/A 코드의 선두로부터 14번째 칩이「01110001010011」이고, C/A 코드 변형 개소가 선두로부터 2번째 칩, 3번째 칩 및 12번째 칩에 있는 경우에는, 수정 C/A 코드는 「00010001010111」이 된다.

수정 C/A 코드 생성부(76)는, 수정 C/A 코드(62a)를 운용 중인 전체 GPS 위성에 대해, C/A 코드의 1 사이클분에 걸쳐 생성하여, 기억부(62)에 격납한다.

이렇게 해서 생성된 수정 C/A 코드(62a)는, 예를 들면 CD-R(Compact Disk-Recordable) 등의 기억 매체를 통해, GPS 수신기(10)에 공급된다.

또, PC(50)에 ROM 라이터를 부착해, 수정 C/A 코드를 ROM에 기록하여, GPS 수신기(10) 등에 공급하는 구성으로 할 수도 있다.

수신기가 사용하는 중간 주파수와 송신측에서 사용하는 C/A 코드는 일정하므로, C/A 코드의 변형은 불규칙하게 발생하는 것이 아니라, C/A 코드의 1주기 중의 특정한 개소에 발생하는 것이다. 따라서, 상관 판정을 행할 때, 판정용의 신호로서 송신측에서 사용하고 있는 C/A 코드 그 자체가 아니라 수정 C/A 코드(62a)를 사용함으로써, 상관을 보다 바르게 판정할 수 있어, 동기를 취하기 위해서 요하는 시간을 단축할 수 있다.

도 6은, 이러한 효과를 설명하기 위한 개념도이다. 앞 단락의 예에서, 상관을 판정하기 위해서 송신측과 동일한 C/A 코드를 사용한 경우와 수정 C/A 코드를 사용한 경우의 차이를 표시하고 있다. 신호 S12는 필터를 통과하여 변형된 C/A 코드, S13은 송신측과 동일한 C/A 코드, S14는 수정 C/A 코드이다.

도 6(a)는, 상관 판정용의 코드로서 송신측과 동일한 C/A 코드를 사용한 경우이다. 수신 신호와 판정용 코드가 일치하는 칩은 11개소이고 일치율은 79%(11/14)가 된다. 가령, 동기가 취해졌는지 여부를 판정하기 위한 역치로서 일치율 80%를 채용하고 있었던 경우에는, 동기가 취해지지 않았다고 판단하여, 판정용 코드의 위상을 변화시키는 등 하여 동기 공정을 속행하게 된다.

이에 대해, 도 6(b)는, 수정 C/A 코드를 사용한 경우이다. 수정 C/A 코드는 수신 신호의 필터 통과에 의한 변형을 예상하여 작성된 것이므로 일치율은 100%가 된다. 2개의 신호의 동기가 취해져 있는 것으로 바르게 판정할 수 있기 때문에, 동기 공정은 종료하고 다음 공정으로 진행할 수 있다.

(PC(50)의 주된 동작예에 관해)

본 실시형태에 따른 PC(50)는 이상과 같이 구성되는데, 다음에 그 동작예 등에 관해 설명한다.

도 7은, PC(50)의 주된 동작예를 나타낸 개략적 흐름도이다.

모의 신호 생성부(72)가, 모의 신호를 생성한다(ST1, 모의 신호 생성 단계의 일례). 생성된 모의 신호는, 필터부(56) 및 신호 비교부(74)에 각각 입력된다.

필터부(56)는, 모의 신호 생성부(72)로부터 입력된 모의 신호로부터 불필요한 고주파 신호를 제거한다(ST2, 필터링 단계의 일례). 필터부(56)를 통과한 모의 신호는, 신호 비교부(74)에 입력된다.

모의 신호 생성부(72)로부터 직접 입력된 모의 신호와 필터부(56)를 통과한 모의 신호는 신호 비교부(74)에 입력되어, 신호 비교부(74)에 의해 파형의 비교가 행해져(ST3), 확산 부호 변형 위치의 검출이 행해진다(ST4, 확산 부호 변형 위치 검출 단계의 일례).

수정 C/A 코드 생성부(76)는, ST4에서 검출된 확산 부호 변형 위치에 기초해, C/A 코드의 확산 부호 변형 위치의 값을 반전시켜 수정 C/A 코드(62a)를 생성한다(ST5, 수정 역확산 부호 생성 단계의 일례). 수정 C/A 코드 생성부(76)는, 수정 C/A 코드(62a)를 기억부(62)에 격납한다.

PC(50)는, 이상의 ST1 내지 ST5의 공정을 반복하여, 운용 중인 모든 GPS 위성에 대해 수정 C/A 코드를 생성하여 기억부(62)에 격납한다(ST6).

GPS 신호에 포함되어 있는 C/A 코드의 성분은, 필터부(20)를 통과함으로서, 없어지거나 변형되거나 하는 경우가 있다. 그러나, GPS 수신기(10)의 C/A 코드 공급부(28)는, 그러한 변형을 예측하여 송신측에서 사용한 C/A 코드를 수정한 수정 C/A 코드(26a)에 기초해 역확산용의 C/A 코드를 생성하므로, GPS 위성의 포착을 단시간에 종료시킬 수 있다.

그 때문에, 본 발명의 수신기(10)에 의하면, 역확산 부호로서 송신측과 동일한 C/A 코드를 사용한 경우에 비해, 수신 신호를 복조하여 수신기(10)의 위치를 산출하는데 요하는 시간을 단축할 수 있다.

또, 수정 C/A 코드를 사용해 수신 신호의 복조를 행하고 있으므로, 복호 오류를 감소시킬 수 있어, 측위 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(제2 실시형태)

(GPS 수신기(10a)의 구성)

도 4는, GPS 수신기(10)의 변형예인 GPS 수신기(10a)를 나타낸 개략도이다.

GPS 수신기(10a)가 GPS 수신기(10)와 다른 것은, C/A 코드 공급부(28)가 수정 C/A 코드를 발생시키는 방법이다. GPS 수신기(10a)에서는, C/A 코드 공급부(28)에 내장되어 있는 IC(28a)(회로의 일례)는, 운용 중인 임의의 GPS 위성에 대해 수정 C/A 코드를 생성할 수 있도록 회로 구성되어 있다.

GPS 수신기(10a)는 수정 C/A 코드의 생성을 하드웨어에 의해 행하므로, 수정 C/A 코드의 생성을 소프트웨어에 의해 행하는 경우에 비해 고속으로 동작할 수있다.

(제3 실시형태)

다음에, 본 발명의 제3 실시형태에 관해 설명한다. 제1 실시형태와 공통하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 8은, 수신 장치의 일례이며 GPS 수신기인 휴대 단말(100) 등을 나타낸 개략도이다.

휴대 단말(100)은, GPS 수신부(110)를 갖고, GPS 위성(12a) 등으로부터 발신되는 신호 S1 등을 이용해 측위를 행한다.

휴대 단말(100)은, 통신부(120)도 갖고 있어, 기지국(150) 및 네트워크(160)를 통해 서버(200)와 통신을 행해, 수정 C/A 코드를 서버(200)로부터 취득한다.

(휴대 단말(100)의 구성)

도 9는, 휴대 단말(100)의 구성을 나타낸 개략도이다.

휴대 단말(100)은, GPS 수신부(110)와 통신부(120)를 갖고 있다. GPS 수신부(110)는, RF부(16), BB부(18), 제어부(24) 및 기억부(26)로 구성되어 있다. GPS 수신부(110)의 각 부의 구성 및 동작은 도 2의 GPS 수신기(10)와 동일하다.

통신 수단의 일례인 통신부(120)는 예를 들면 휴대전화 통신 장치로 구성되어, 통신 안테나(122)에 의해 전파를 송수신하여, 기지국(150)에 접속할 수 있다.

휴대 단말(100)은, 통신부(120)를 사용해 서버(200)로부터 수정 C/A 코드(26a)를 취득하여, 기억부(26)에 격납한다.

도 10은, 정보 제공 장치의 일례인 서버(200)의 구성을 나타낸 개략도이다.

서버(200)는, 예를 들면 FTP(File Transfer Protocol) 서버이고, 필터부(56), 제어부(60), 기억부(62), 시뮬레이션부(70)를 갖고 있다. 이들 각 부의 구성 및 동작은 도 3의 PC(50)와 동일하다. 즉, 서버(200)는 정보 제공 장치의 일례인 동시에 역확산 부호 생성 장치의 일례이기도 하다.

서버 통신부(210)는, 예를 들면 이더넷 어뎁터에 의해 구성되어 있는 통신 인터페이스이다. 본 실시형태에서는, 서버(200)는 네트워크(160)를 통해 기지국(150)과 유선 접속이 가능하도록 되어 있다.

서버(200)는, 휴대 단말(100) 등의 클라이언트로부터의 정보 전송 요구를 상시 기다리고 있다. 정보 전송 요구를 검출하면, 서버(200)는, 서버 통신부(210)를 통해 기억부(62)에 격납되어 있는 수정 C/A 코드(62a)를 휴대 단말(100)에 송신한다.

이렇게, 수정 C/A 코드(62a)는 서버(200)에서 일원적으로 관리되고 있으므로 수정 C/A 코드에 변경이 가해진 경우에, 그 변경을 신속하게 휴대 단말(100)에 반영시킬 수 있다.

또, 휴대 단말(100)이 측위를 행할 때마다, 측위에 사용하는 여러 개의 GPS 위성에 대한 수정 C/A 코드만을 서버(200)로부터 취득하도록 구성하면, 휴대 단말(100)은 전체 GPS 위성에 대해 수정 C/A 코드를 유지할 필요가 없어져 기억 영역을 절약할 수 있다.

도 11은, 서버(200)의 변형예인 서버(200a)의 구성을 나타낸 개략도이다.

서버(200a)는 수정 C/A 코드를 생성하는 기능을 갖고 있지 않다. 그 때문에, 다른 기기, 예를 들면 도 3의 PC(50)와 같은 역확산 부호 생성 장치에 의해 생성되어 CD-R 등의 기억 매체에 기록된 수정 C/A 코드를 디스크 드라이브 장치(220)로 읽어들여, 기억부(62)에 격납하고 있다.

이러한 구성에 의하면, 범용의 서버에 특단의 구성을 추가하지 않고 휴대 단말(100) 등의 클라이언트에게 수정 C/A 코드(62a)를 제공할 수 있다.

본 발명은, 상술한 각 실시형태에 한정되지 않는다. 또한, 상술한 각 실시형태는, 상호 조합하여 구성하도록 해도 된다.

본 발명에 의하면, 수신 장치는 종래 기술에 비해 더욱 고속으로 동작할 수 있으며, 단시간 내에 정확하게 확산 부호 변형 위치를 검출하여 수정 역확산 부호를 생성할 수 있고, 수신 신호에 포함되는 항법 메시지를 보다 정확하게 복호하여 측위 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Claims

직접 확산 방식으로 변조되어 송신된 송신 신호를 수신하여 복조하는 수신 장치로서,

상기 송신 신호를 수신하여 수신 신호를 취득하는 신호 수신 수단과,

상기 수신 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 필터 수단과,

상기 필터 수단의 출력 신호를 변환하여 디지털 신호를 생성하는 A/D 변환 수단과,

상기 디지털 신호와 역확산 부호를 승산하여 역확산 처리를 행하는 역확산 처리 수단과,

상기 수신 신호에 포함되어 있는 확산 부호에 의해 PSK(Phase Shift Keying) 변조된 신호가 변형되어 있는 위치인 확산 부호 변형 위치에 대응하는 상기 확산 부호를 변형하여 생성한 수정 역확산 부호에 기초해 상기 역확산 부호를 생성하여 상기 역확산 처리 수단에 공급하는 역확산 부호 공급 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 역확산 부호 공급 수단은, 상기 수신 장치의 기억 장치에 격납된 수정 역확산 부호에 기초해 상기 역확산 부호를 생성하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제2항에 있어서, 통신 수단을 가지며, 상기 수정 역확산 부호를 네트워크를 통해 통신 가능한 정보 제공 장치로부터 취득하여, 상기 기억 장치에 격납하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제1항에 있어서, 상기 역확산 부호 공급 수단은 수정 역확산 부호에 기초해 역확산 부호를 출력하는 회로에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신 신호는, GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 발신되는 측위(測位) 신호이며, 상기 수정 역확산 부호는 운용 중인 GPS 위성의 각각에 대해 생성되고 있는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
직접 확산 방식으로 변조되어 송신된 송신 신호를 복조하기 위해서 사용하는 역확산 부호를 생성하는 장치로서,

상기 송신 신호와 동일한 확산 부호로 변조된 모의 신호를 생성하는 모의 신호 생성 수단과,

상기 모의 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 필터 수단과,

상기 모의 신호와 상기 필터 수단을 통과한 후의 상기 모의 신호를 비교하여, 상기 모의 신호에 포함되어 있는 확산 부호에 의해 PSK 변조된 신호가 변형되어 있는 위치인 확산 부호 변형 위치를 검출하는 확산 부호 변형 위치 검출 수단과,

상기 확산 부호의 상기 확산 부호 변형 위치에 대응하는 상기 확산 부호를 변형하여 수정 역확산 부호를 생성하는 수정 역확산 부호 생성 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 수정 역확산 부호 생성 장치.
직접 확산 방식으로 변조되어 송신된 송신 신호를 수신하여 복조하기 위해서 사용하는 역확산 부호를 생성하는 방법으로서,

상기 송신 신호와 동일한 확산 부호로 변조된 모의 신호를 생성하는 모의 신호 생성 단계와,

상기 모의 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 필터링 단계와,

상기 모의 신호와 상기 필터 수단을 통과한 후의 상기 모의 신호를 비교하여, 상기 모의 신호에 포함되어 있는 확산 부호에 의해 PSK 변조된 신호가 변형되어 있는 위치인 확산 부호 변형 위치를 검출하는 확산 부호 변형 위치 검출 단계와,

상기 확산 부호의 상기 확산 부호 변형 위치에 대응하는 상기 확산 부호를 변형하여 수정 역확산 부호를 생성하는 수정 역확산 부호 생성 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 수정 역확산 부호 생성 방법.
제7항에 있어서, 상기 확산 부호 변형 위치 검출 단계는, 컴퓨터 프로그램에 의한 수치 해석에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 수정 역확산 부호 생성 방법.
제7항에 있어서, 상기 확산 부호 변형 위치 검출 단계는, 상기 확산 부호 변형 위치를 시각적으로 검출하도록, 상기 모의 신호의 파형과 상기 필터 수단을 통과한 후의 상기 모의 신호의 파형을 표시 수단에 표시함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 수정 역확산 부호 생성 방법.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신 신호는, GPS 위성으로부터 발신되는 측위 신호이며, 상기 수정 역확산 부호는 운용 중인 GPS 위성의 각각에 대해 생성되고 있는 것을 특징으로 하는 수정 역확산 부호 생성 방법.