KR20110084418A - 조합된 내비게이션 신호의 처리 방법 - Google Patents

조합된 내비게이션 신호의 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에 개시된 요지는 다수의 GNSS(Global Navigation Satellite System)로부터 수신되는 다수의 내비게이션 신호 성분들을 처리하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특정의 구현예에 있어서, 제 1 내비게이션 신호 성분 내의 코드 위상이 제 2 내비게이션 신호 성분 내의 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 검출될 수 있다.

Description

조합된 내비게이션 신호의 처리 방법{METHOD FOR PROCESSING COMBINED NAVIGATION SIGNALS}
본 명세서에 개시된 내용은 송신기로부터 수신되는 다수의 신호 성분들을 갖는 내비게이션 신호의 처리에 관한 것이다.
위성 측위 시스템(SPS)은 보통 개체들이 송신기들로부터 수신되는 신호에 적어도 부분적으로 기초하여 지상에서의 그 위치를 결정할 수 있도록 배치되는 송신기들의 시스템을 구비한다. 이러한 송신기는 통상적으로 설정된 수의 칩들의 반복 의사 랜덤 잡음(PN)으로 마킹되는 신호를 송신하며, 지상의 제어국, 사용자 장비(UE), 및/또는 우주 비행체들에 위치될 수 있다. 특정의 예로서, 이러한 송신기들은 지구 궤도 위성들에 위치될 수 있다. 예를 들어, GPS(Global Positioning System), 갈릴레오(Galileo), 글로나스(Glonass), 또는 콤파스(Compass) 등의 GNSS(Global Navigation Satellite System)의 콘스텔레이션에서의 위성이 콘스텔레이션 내의 다른 위성들이 송신하는 PN 코드들과 구분가능한 PN 코드로 마킹된 신호를 송신할 수 있다.
수신기에서 위치를 추정하기 위해서, 내비게이션 시스템은 위성들로부터 수신되는 신호 내의 PN 코드들의 검출에 적어도 부분적으로 기초하여 공지의 기법들을 이용하여 수신기의 시선 내의 위성들에 대한 의사거리(pseudorange) 측정을 결정할 수 있다. 이러한 위성에 대한 의사거리는 수신기에서 수신된 신호를 취득하는 처리 중에 위성과 관련되는 PN 코드로 마킹된 수신 신호 내에서 검출되는 코드 위상에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 수신 신호를 취득하기 위해서, 내비게이션 시스템은 통상적으로 수신 신호와 위성에 관계되는 국지적으로 발생되는 PN 코드를 상관시킨다. 예를 들어, 이러한 내비게이션 시스템은 보통 이러한 수신 신호와 이러한 국지적 발생 PN 코드의 다중 코드 및/또는 시간 시프트된 버전을 상관시킨다. 최고 신호 전력의 상관 결과를 가져오는 특정 시간 및/또는 코드 시프트된 버전의 검출은, 전술한 바와 같이 의사거리 측정에 있어 사용하기 위하여 취득된 신호와 관계되는 코드 위상을 나타낼 수 있다.
GNSS 위성으로부터 수신되는 신호의 코드 위상의 검출시, 수신기는 다수의 의사거리 가설을 형성할 수 있다. 부가 정보를 이용하여, 수신기는 진(true) 의사거리 측정에 관계되는 모호성을 효과적으로 줄이기 위하여 이러한 의사거리 가설을 제거할 수 있다. GNSS 위성으로부터 수신되는 신호의 타이밍을 충분히 정확하게 파악하면, 오류 의사거리 가설 전부 또는 일부가 제거될 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템 내의 이동국(MS)이 MS(100)의 가시선(line of sight) 내의 위성들(102a, 102b, 102c, 102d)로부터 송신을 수신하여 4 이상의 송신들로부터 시간 측정치를 유도하는 SPS 시스템의 적용예를 나타낸다. MS(100)는 이러한 측정치를 측정치로부터 국의 위치를 결정하는 위치 판정 개체(PDE)(104)에 제공할 수 있다. 다른 방법으로서, 가입자국(100)은 이 정보로부터 자신의 위치를 결정할 수 있다.
MS(100)는 위성에 대한 PN 코드와 수신 신호를 상관시켜 특정 위성으로부터의 송신을 탐색할 수 있다. 수신 신호는 보통 잡음의 존재하에서 MS(100)의 수신기의 가시선 내의 하나의 이상의 위성들로부터의 송신의 합성본을 포함한다. 코드 위상 탐색 윈도우(WCP)로 알려진 코드 위상 가설의 범위에 대하여, 또한 도플러 탐색 윈도우(WDOPP)로서 알려진 도플러 주파수 가설의 범위에 대하여, 상관이 수행될 수 있다. 상기에서 지적한 바와 같이, 이러한 코드 위상 가설은 통상적으로 PN 코드 시프트의 범위로서 표현된다. 또한, 도플러 주파수 가설은 통상적으로 도플러 주파수 빈(bin)으로 표현된다.
일 특정 구현예에 있어서, 내비게이션 신호가 송신기로부터 수신되는 방법이 제공된다. 내비게이션 신호는 제 1 내비게이션 신호 성분과 제 2 내비게이션 신호 성분을 포함한다. 제 1 내비게이션 신호 성분의 코드 위상은 제 2 내비게이션 신호 성분 내의 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 그러나, 이는 단지 일례의 구현예일 뿐이며, 청구범위의 요지는 이러한 특정 구현예에 한하지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이하의 도면들을 참조하여, 이에 한하지 않으며 이에 소진되지 아니하는 특징들을 설명하며, 여기서 유사한 참조 번호는 각종 도면들에 걸쳐서 유사한 부분들을 지칭한다.
도 1은 일 양태에 따른 위성 측위 시스템(GPS)의 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 일 구현예에 따른 수신 코드와 레퍼런스 코드와의 비교를 나타낸다.
도 3은 특정한 일례에 따른 상관기의 개략 블록도이다.
도 4는 일 특정 구현예에 따른 2차원 검색 윈도우를 나타낸 도면이다.
도 5는 특정한 일례에 있어서 가시선 신호로부터 얻어질 수 있는 피크를 나타낸 에너지 그래프이다.
도 6은 일 양태에 따른 수신된 내비게이션 신호에서 코드 위상을 검출하는 방법을 나타낸다.
도 7a 내지 도 7b는 일 양태에 따른 합성 신호의 제 1 내비게이션 신호 성분과 제 2 내비게이션 신호 성분을 나타낸다.
도 8a 내지 도 8d는 일 양태에 따른 합성 신호의 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 신호의 에너지 프로파일을 나타낸다.
도 9는 일 양태에 따른 이동국의 개략도이다.
본 명세서 전체에서 "일 예, "일 특성", "예" 또는 "일 특성"이라고 일컫는 것은, 특징 및/또는 일례와 연관하여 설명되는 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 청구범위의 요지의 적어도 하나의 특징 및/또는 일례에 포함되어 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체의 다양한 곳에서 "일예에서", "일 예", "일 특성에서" 또는 "일 특성"이라는 어구의 표현은, 반드시 모두 동일한 특징 및/또는 예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조, 또는 특성들은 하나 이상의 예 및/또는 특징에 조합될 수 있다.
본 명세서에 기재된 방법론은 특정한 특징 및/또는 예에 따른 적용에 따라서 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 방법론은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 그 조합에서 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어서, 예를 들어, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) DSP(Digital Signal Processor), DSPD(Digital Signal Processing Device), PLD(Programmable Logic Device), FPGA(Field Programmable Gate Array), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 전자 장치, 본 명세서에 기재된 함수들을 수행하도록 설계되는 기타의 장치들, 및/또는 그 조합에서 처리 유니닛이 구현될 수 있다.
본 명세서에서 일컫는 "우주 비행체(SV)"는 지표면의 수신기들에 신호들을 송신할 수 있는 물체에 관계된다. 특정한 일례에 있어서, 이러한 SV는 지구 궤도상의 위성을 포함할 수 있다. 다른 방법으로서, SV는 궤도상을 이동하면서 지상의 정지 위치에 대하여 움직이는 위성을 포함할 수 있다. 그러나, 이는 단지 SV의 일례일 뿐이며, 청구범위의 요지는 이에 한하지 않는다.
본 명세서에 기재된 위치 결정 및/또는 추정 기법들은 WWAN(Wireless Wide Area Network), WLAN(Wireless Local Area Network), WPAN(Wireless Personal Area Network), 등의 각종 무선 통신 네트워크에서 사용될 수 있다. "네트워크" 및 "시스템"이라는 용어는 본 명세서에서 호환하여 사용될 수 있다. WWAN은 CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크, TDMA(Time Division Multiple Access) 네트워크, FDMA(Frequency Division Multiple Access) 네트워크, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 네트워크, SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 네트워크, 등일 수 있다. CDMA 네트워크는 소수의 무선 기술들을 칭하여 cdma2000, W-CDMA(Wideband-CDMA), 등의 하나 이상의 무선 액세스 기술(RAT)을 구현할 수 있다. 여기서, cdma2000은 IS-95, IS-2000, 및 IS-856 표준에 따라서 구현되는 기술들을 포함할 수 있다. TDMA 네트워크는 GSM(Global System for Mobile Communications), D-AMPS(Digital Advanced Mobile Phone System), 또는 기타의 몇몇 RAT를 구현할 수 있다. GSM 및 W-CDMA는 "3GPP(3rd Generation Partnership Project)"라 칭하는 콘소시엄의 문서들에 기재되어 있다. cdma2000은 "3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)"라 칭하는 콘소시엄의 문서들에 기재되어 있다. 3GPP 및 3GPP2 문서들은 공연하게 활용가능하다. WLAN은 IEEE 802.11x 네트워크를 포함할 수 있으며, WPAN은, 예를 들어, 블루투스 네트워크, IEEE 802.15x를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 이러한 위치 결정 기법들은 WWAN, WLAN, 및/또는 WPAN의 임의의 조합에 대하여 사용될 수도 있다.
일례에 따르면, 장치 및/또는 시스템은 SV들로부터 수신되는 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 그 위치를 추정할 수 있다. 특히, 이러한 장치 및/또는 시스템은 관련 SV들과 내비게이션 위성 수신기와의 사이의 거리 근사치를 포함하는 "의사거리" 측정치를 취득할 수 있다. 특정한 일례에 있어서, 이러한 의사거리는 위성 측위 시스템(SPS)의 일부로서 하나 이상의 SV로부터의 신호들을 처리할 수 있는 수신기에서 결정될 수 있다. 그 위치 결정을 위하여, 위성 내비게이션 수신기는 수신 시의 그 위치뿐만 아니라 3 이상의 위성들에 대한 의사거리 측정치를 취득할 수 있다.
본 명세서에 기재된 기법들은 수개의 SPS 중 임의의 하나 및/또는 SPS들의 조합에서 사용될 수 있다. 또한, 이러한 기법들은 "의사위성(pseudolite)" 또는 위성과 의사위성들의 조합을 활용하는 위치 결정 시스템들에서 사용될 수 있다. 의사위성은 시간에 동기화될 수 있는, L-대역(또는 기타의 주파수) 캐리어 신호 상에서 변조되는 PN 코드 또는 기타의 거리측정 코드(예컨대, GPS 또는 CDMA 셀룰러 신호와 유사함)를 브로드캐스트하는 지상 기반의 송신기를 포함할 수 있다. 이러한 송신기에는 원격 수신기에 의한 식별을 가능하게 하도록 고유한 PN 코드가 할당될 수 있다. 의사위성은, 터널, 광산, 빌딩, 도시 협곡(urban canyon), 또는 기타의 폐쇄 영역 등의 궤도상의 위성으로부터의 GPS 신호들이 활용 불가능한 경우에 유용하다. 의사위성의 또 다른 구현예는 무선-비컨(radio-beacon)으로 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "위성(satellite)"라는 용어는 의사위성, 의사위성의 균등물, 및 가능하다면 기타의 것들을 포함하고자 의도한 것이다. 본 명세서에서 사용되는 "SPS 신호"라는 용어는 의사위성 또는 의사위성의 균등물로부터의 SPS와 같은 신호들을 포함하고자 의도한 것이다.
본 명세서에서 언급하는 "GNSS(Global Navigation Satellite System)"는 통상적인 시그널링 포맷에 따라서 동기화된 내비게이션 신호를 송신하는 SV들을 포함하는 SPS에 관한 것이다. 이러한 GNSS는, 예를 들어, 콘스텔레이션 내의 다수의 SV들로부터 동시에 지표면의 광활한 부분 상의 위치들에 내비게이션 신호를 송신하기 위하여 동기화된 궤도 내에의 SV들의 콘스텔레이션을 포함할 수 있다. GNSS 위성은 다수의 내비게이션 신호 성분들을 갖는 내비게이션 신호를 송신할 수 있다. 내비게이션 신호 성분들은 동일 또는 상이한 캐리어 주파수들 상에서 송신될 수 있다. 또한, 내비게이션 신호 성분들은 동일한 캐리어 주파수 상에서, 그러나, BOC(1,1)(Binary Offset Carrier (1,1)) 또는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 등의 상이한 기저대역 변조 상에서 송신될 수도 있다. 내비게이션 신호 성분들은 상이한 코드 길이에 따라서 변조될 수 있다. 예를 들어, 내비게이션 신호 성분들 중 하나는 레가시 L1 C/A GPS 신호일 수 있는 반면, 두번째 내비게이션 신호 성분은 몇몇 예들을 비교하고 명명하기 위한 것으로, 더 긴 코드 길이를 가지는 제안된 L1 C-D GPS 신호일 수 있다.
내비게이션 신호 성분 각각은 송신되어, 예를 들어, 이동국 내의 수신기에 수신될 수 있다. 수신 시, 내비게이션 신호 성분들은 해당 내비게이션 신호 성분 각각에 대응하는 기지의 (known) 레퍼런스 코드에 상관된다. 각각의 내비게이션 신호 성분에 대하여, 수신기는 레퍼런스 코드를 생성하고, 이를 수신된 내비게이션 신호 성분 내의 코드에 비교한다.
도 2a는 수신되는 내비게이션 신호 성분(타임 인덱스 0에서 시작함)의 소정의 코드(S1)와 코드의 레퍼런스 사본(SR)(이하, "레퍼런스 코드(reference code)"라 함)와의 사이의 비교의 일례를 나타낸다. 본 예에 있어서, 채워진 사각형은 일방의 이진 심볼(예컨대, +1)을 나타내며, 개방된 사각형은 타방의 이진 심볼(예컨대, -1)을 나타낸다. 도 2a의 예에 있어서, 2개의 코드는 정렬되지 않은 것을 볼 수 있다.
도 2b에 있어서, 레퍼런스 코드(SR)는 타임 인덱스 0에 대하여 8개의 칩의 오프셋으로 시프트된다. 본 위치의 레퍼런스 코드에 있어서, 2개의 코드는 이제 정렬된다. 수신되는 코드와 레퍼런스 코드와의 사이의 오프셋은, 2개의 코드가 정렬되도록 레퍼런스 코드가 위치된다면, 신호의 코드 위상이라 칭한다. 따라서, 수신된 코드(S1)는 8개 칩의 코드 위상을 갖는다.
코드 위상은 수신된 신호의 지연의 표시로서 사용될 수 있으며, 이는 이어서 송신기와 수신기 사이의 거리의 측정치로서 사용될 수도 있다. 추가적으로 또는 이와는 다른 방법으로서, 코드 위상은 하나 이상의 다른 신호들의 수신 및/또는 송신에 관한 동기화 동작에서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 수신기를 슬롯이 있는 액세스 채널(slotted access channel)에 동기화하기 위하여 코드 위상으로부터 유도되는 타이밍 정보가 사용될 수 있다. 슬롯이 있는 액세스 채널의 예로서, (예컨대, 다운링크 또는 역방향 링크 상에서) 수신된 코드의 송신기에 의해 송신될 수 있는 액세스 채널, 및 그 위치에서 (예컨대, 업링크 또는 순방향 링크 상에서) 수신기에 의해 모니터링될 수 있는 페이징 채널을 포함한다.
일례에 있어서, 이하의 관계식(1)에 따라서 레퍼런스 코드의 길이의 일부분에 대하여 수신된 코드와 레퍼런스 코드의 곱을 적분함으로써 레퍼런스 코드와 수신된 코드 시퀀스의 상관이 수행될 수 있다.
Figure pct00001
여기서, x는 수신된 코드이며, r은 길이(N)를 갖는 레퍼런스 코드이며, y(t)는 오프셋(t)의 상관 결과이다. 여기서, 수신된 코드는 수신된 코드의 I 성분 및 Q 성분 각각에 대하여 상관이 수행되도록 복소 기저대역 신호를 포함할 수 있다.
산출되는 상관 결과(및/또는 2개의 코드의 상관 정도의 또 다른 표현)는 대응하는 오프셋에 대한 에너지 결과로서 사용될 수 있는 한편, 에너지 결과는 I 성분 및 Q 성분에 대한 이러한 상관 결과의 제곱의 합으로서 계산될 수 있다. 오프셋의 범위에 대한 이러한 계산의 결과는 수신기 전단에서의 필터링에 의해 평활화될 수 있는 삼각형 형태를 가질 수도 있다.
샘플링된 수신 신호 성분들에 대하여 에너지 계산이 수행될 수도 있다. 특정의 설계에 따라서는, 에너지 결과가 고정 소수점 또는 부동 소수점 값으로서 표현될 수 있으며, 예컨대, 에너지 결과가 피크 간의 상대적 차이를 결정하기 위해서만 사용되는 경우에 있어서는, 임의의 단위일 수 있다. 에너지 결과가 하나 이상의 다른 태스크에 대하여 사용될 수도 있는 경우(예컨대, 다른 시스템 파라미터들에 비교하여), 측정 스케일이 이러한 태스크 또는 태스크들에 대하여 적절하게 선택될 수도 있다.
도 3은 일 특정 구현예에 있어서 에너지 결과를 산출하기 위하여 사용될 수 있는 상관기(300)의 일례의 블록도를 나타낸다. 승산기(310)는 복소 수신 코드(S10)를 레퍼런스 코드와 승산하도록 구성되며, 누산기(320)는 레퍼런스 코드의 길이에 걸쳐 곱을 누산하도록 구성된다. 제곱기로서 구현될 수도 있는 비선형 검출기(330)는 각 성분에 대한 제곱합을 산출하도록 구성되며, 누산기(340)는 제곱합을 가산하여 에너지 결과를 산출하도록 구성될 수 있다. 선형 피드백 시프트 레지스터(LFSR) 등의 시프트 레지스터로서 구현될 수 있는 레퍼런스 코드 발생기(350)는 수신된 코드의 칩 레이트 또는 그에 대한 몇몇 파생물에 따라서 클록킹될 수 있다. 대안적으로, 레퍼런스 코드는 저적한 레이트로 저장부로부터 판독될 수도 있고, 또는, 외부 디바이스 또는 회로로부터 수신될 수도 있다.
도 3의 예에서는 직렬의 상관기를 도시하고 있으나, 상관기(300)는 병렬의 상관(코드들 중 1 비트 이상을 동시에 곱함) 또는 직렬과 병렬 동작의 임의의 조합을 수행하도록 구현될 수도 있다. GPS 수신기는, 예를 들어, 각각 레퍼런스 코드의 사본을 수신하여 상이한 대응하는 지연을 적용하여 동시에 하나 이상의 코드 위상 가설에 대한 결과를 산출하도록 상관기(300)의 다중 인스턴스들을 포함할 수도 있다. 상관기(300)의 다중 인스턴스들은 또한 동시에 하나 이상의 레퍼런스 코드에 대한 탐색을 위하여 사용될 수도 있다. 하나 이상의 상관기와 소망하는 가설들의 셋트에 대한 에너지 결과를 산출하기 위해 상관기들을 제어하도록 구성되는 논리(예컨대, 프로세서)를 포함하는 모듈은 탐색기(searcher) 또는 탐색 수단이라고 칭하기도 한다.
전술한 바와 같은 에너지 결과의 계산은 고려되어야 하는 각각의 오프셋(또는 "코드 위상 가설")에 대하여 반복될 수 있다. GPS C/A 코드 위상 서클에 있어서, 예를 들어, 1023개(또는 1/2 칩의 해상도에서 2046개)의 가능한 가설들이 존재한다. 그러나, 다수의 경우에 있어서, 탐색되어야 하는 가설들의 수는 선행하는 탐색 및/또는 (위치 판정 개체(PDE) 등의) 외부 소스로부터 취득되는 수신된 코드의 코드 위상 위치의 정보를 적용함으로써 상당히 감소될 수 있다. 이러한 구현예에 있어서, 예를 들어, 256개의 칩 또는 32개의 칩 이하의 폭으로 탐색이 감소될 수 있다.
다른 방법으로서, 다양한 코드 위상 가설들에 대한 에너지 결과 및/또는 상관은 주파수 도메인에서의 연산을 통해서 산출될 수도 있다. 여기서, 전체 코드 위상 서클은, 예를 들어, (예컨대, 고속 푸리에 변환(FFT) 등의 이산 푸리에 변환(DFT) 연산을 이용하여) 수신된 코드를 주파수 도메인으로 변환하고, 변환된 신호를 레퍼런스 코드의 매칭되는 필터와 승산하고, 역변환을 적용하여 시간 도메인에서의 대응하는 결과를 산출함으로써 선택된 해상도에서 효율적으로 탐색될 수 있다. 주파수 도메인에서 더 좁은 탐색을 수행하기 위하여 몇몇 주파수-도메인 상관 기법들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 미국 특허출원 제 2000/0141574호(2004년 7월 22일자 공개, Akopian)에서는 제한된 범위의 코드 위상에 걸친 주파수 도메인 탐색 방법을 기재하는 것을 취지로 한다.
시간 도메인에서의 계산에 있어서, 주파수 도메인 구현에서는 동시에 하나 이상의 레퍼런스 코드에 대한 탐색을 지원하기 위하여 적절한 상관기의 다수의 인스턴스들(예컨대, FFT, IFFT, 및 관련 연산을 수행하도록 프로그래밍 또는 배치되는, 트랜지스터 및/또는 게이트 등의 논리 요소들의 셋트)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 미리 레퍼런스 코드의 변환을 수행하고 그 결과를 메모리(예컨대, 불휘발성 메모리)에 저장하는 것이 바람직할 수도 있다.
수신된 코드를 코드 위상 차원(dimension)에 위치시키는 것에 더하여, 수신기와 송신기 간의 상대적인 움직임을 고려하는 것이 바람직할 수도 있다. 여기서, 2개의 내비게이션 신호 성분을 갖는 내비게이션 신호가 수신되는 경우의 구현예에 있어서, 수신기와 송산 소스와의 사이의 이러한 상대적인 움직임(및/또는 이동하는 반사기에 의해 야기될 수 있는 둘 사이의 명백한 움직임)은,
Figure pct00002
로서 Hz 단위로 표현될 수 있는 수신기에서의 도플러 주파수 에러를 야기하며, 여기서, ν는 수신기와 소스의 겉보기 상대 속도이며, f는 내비게이션 신호 성분의 캐리어 주파수(Hz)이며, c는 광속이며, ψ는 수신기의 진행 방향과 수신기로부터 송신 소스까지의 방향과의 사이의 각도이다. 수신기가 소스를 향하여 진행하고 있다면, ψ=0이며, 수신기가 소스로부터 멀어지도록 진행하고 있다면, ψ=π라디안이다. 본 예에 있어서, 도플러는 수신기에서 수신되는 신호의 주파수를 효과적으로 줄이게 된다 (즉, 관측되는 주파수가 실제 주파수보다 더 작다는 것을 의미함).
특정한 구현예로서 지상파 GPS 사용자에 있어서, SV와 사용자의 조합된 이동으로 인한 서로에 대한 도플러 시프트는 약 +/-2.7 ppm에 달할 수 있다. 수신기의 하나 이상의 발진기의 주파수 에러가 약 2 ppm 더해져서, 총 4.7 ppm의 주파수 불확정성이 된다(다른 방법으로서, 예컨대, PLL 또는 기타의 정정 루프로 적어도 조금은 국부 발진기 에러가 정정될 수 있다). 이 4.7 ppm은 1.57542 GHz의 L1 캐리어 주파수에서 약 +/-7.5 kHz에 해당한다.
도 4는 주파수 차원에서 20개의 가설과 코드 위상 차원에서 32개의 코드 위상 가설 또는 빈에 걸친 코드 위상 탐색 윈도우의 일례를 나타낸다. 코드 위상 탐색 윈도우의 각각의 차원의 가설들의 간격 및/또는 특정 위치의 선택은, 외부로부터 얻어지는 정보에 의해 및/또는 하나 이상의 선행하는 탐색들로부터 안내될 수 있다. 예를 들어, 소망하는 신호가 주어진 코드 위상으로부터의 특정 수의 칩들 내에 있다는 것, 및/또는 코드 위상 탐색 윈도우가 이에 따라 정의될 수 있도록 주어진 주파수 주변의 특정 대역폭 내에서 신호가 발견될 수 있다는 것이 알려져 있거나 추정될 수 있다. 하나 이상의 코드에 대하여 탐색이 수행되어야 하는 경우, 관련된 탐색 윈도우는 동일한 차원을 가질 필요는 없다.
탐색은 (예를 들어, D개의 주파수 가설 x C개의 코드 가설의 탐색 윈도우에 따라서) 각각의 결과가 D개의 주파수 가설들 중의 하나와 C개의 코드 가설들 중 하나가 대응하여, D x C개의 에너지 결과들의 그리드(grid)를 얻도록 수행될 수도 있다. 특정 주파수 가설들에 대한 코드 위상 가설들에 대응하는 에너지 결과들의 셋트를 본 명세서에서는 "도플러 빈(Doppler bin)"이라고 한다.
도 5는 각각의 빈이 64개의 코드 위상 가설들 갖는 20개의 도플러 빈의 에너지 프로파일 또는 그리드 내의 피크의 일례를 나타낸다. 본 예에 있어서, 그리드가 코드 공간 내에서 32개의 칩에 걸쳐 연장하도록 인접하는 코드 위상 가설들은 1/2 칩만큼 떨어져 있다. 본 도면의 에너지 피크는 도플러 빈(10)의 코드 위상 가설(16)에서 선택된 SV 신호의 존재를 나타낸다. 수신기(또는 이러한 장치 내의 탐색기)는 그리드들이 상이한 차원을 가질 수 있도록 하여 수신된 신호의 동일한 부분으로부터 수개의 상이한 대응하는 SV에 대한 에너지 그리드들을 생성할 수 있다.
수신된 신호는 다른 때에 수신기에 도착하도록 상이한 경로를 전파하는 동일한 전송된 신호의 버전들을 포함할 수가 있다. 이러한 수신된 신호와 대응하는 레퍼런스 코드와의 상관은, 각각의 피크가 송신된 신호의 상이한 인스턴스(멀티패스(multipath)라고도 함)로 인한 것이므로, 상이한 그리드 포인트들에서 수개의 피크들을 가져온다. 이러한 멀티패스 피크들은 동일한 도플러 빈 내에 속할 수 있다.
도 6은 일 구현예에 따른 수신된 내비게이션 신호 성분들에서 코드 위상을 검출하는 방법(600)을 나타낸다. 먼저, 동작 605에서, 내비게이션 신호 성분들이 송신기로부터 수신된다. 일례에 있어서는, 제 1 내비게이션 신호 성분과 제 2 내비게이션 신호 성분이 수신된다. 내비게이션 신호 성분들은 송신기로부터 하나의 내비게이션 신호로서 수신될 수도 있다. 다음, 동작 610에서, 제 2 내비게이션 신호 성분 내의 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 코드 위상이 검출된다. 제 2 내비게이션 신호 성분으로부터 활용가능한 정보의 종류의 예로서는, 예를 들어, 상관 검출치, 타이밍 정보, 및 도플러 시프트 추정치를 포함할 수 있다.
내비게이션 신호 성분들을 갖는 내비게이션 신호를 송신하는 송신기는, 예를 들어, SV 또는 지상의 위치에 위치될 수 있다. 일 특정 구현예에 있어서, 도 1에 도시된 MS(100) 등의 이동국(MS) 상의 수신기에서 내비게이션 신호가 수신될 수도 있다.
일 구현예에 따르면, 전술한 바와 같이, 내비게이션 신호는 다수의 내비게이션 신호 성분들을 포함할 수가 있다. 예를 들어, 내비게이션 신호는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조 구조에 따라서 변조된 제 1 내비게이션 신호 성분 및 BOC(1,1)(Binary Offset Carrier(1,1)) 등의 상이한 변조 구조에 따라서 변조된 제 2 내비게이션 신호 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 이는 단지 내비게이션 신호의 관계된 상이한 내비게이션 신호 성분들을 제공하기 위하여 사용될 수 있는 상이한 변조 구조의 예시일 뿐이며, 청구범위의 요지는 이에 관하여 한정되지 않는다. 또한, 상기에서는 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 포함하는 것으로 내비게이션 신호를 설명하였지만, 이러한 내비게이션 신호에는 일부 구현예에 따라서 제 3 및 제 4 내비게이션 신호 성분과 같이 추가의 내비게이션 신호 성분들 또한 포함될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
일 구현예에 따르면, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 갖는 내비게이션 신호가 SV에 위치하는 하나의 송신기와 같은 하나의 송신기로부터 송신될 수가 있다. 일 구현예에 따르면, 내비게이션 신호의 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분은 수신기에 의한 사용을 위하여 상이한 내비게이션 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 수신기는 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분 양측 모두에 대하여 코드 위상과 도플러 시프트를 검출할 수가 있다.
일 양태에 따르면, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리는 코히어런트하게(coherently) 조합된다. 또 다른 양태에 따르면, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리는 넌코히어런트하게(non-coherently) 조합된다. 수신된 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 조합함으로써, 각각의 수신된 내비게이션 신호 성분이 독립적으로 처리되었다면 가능한 것보다, 수신된 내비게이션 신호의 더 높은 이득이 성취될 수 있다.
예를 들어, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분이 내비게이션 신호의 동일한 캐리어 주파수 상에서 송신되는 경우, 이러한 내비게이션 신호 성분들의 처리는 코히어런트하게 조합될 수 있다. 동일 캐리어 주파수 상의 내비게이션 신호로서 송신되는 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분은 공통의 도플러 시프트 및 전파 채널을 거친다. 가산 백색 가우시안 잡음(AWGN: Additive White Gaussian Noise) 및 플랫 페이딩 채널(flat fading channel)에 있어서, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분상의 감쇠는 동일할 수 있다. 이러한 경우, 내비게이션 신호의 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분은 동일한 캐리어 위상으로 수신기에 수신되기 때문에, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리는 코히어런트하게 조합된다.
코히어런트 조합은 상관기에 의해 출력되는 코히어런트 프리-디텍션 썸(coherent pre-detection sums)을 가산함으로써 또는 2개의 내비게이션 신호 성분들을 하나의 합성 신호로서 취급함으로써 수신기에서 구현될 수 있다.
도 7a는 일 양태에 따라서 BPSK 변조 구조에 따라서 변조되는 제 1 내비게이션 신호 성분의 레퍼런스 코드(700)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 제 1 변조 신호 성분의 레퍼런스 코드는 임의의 시간 구간에서 "1" 또는 "-1"의 값을 갖는 이진 신호를 포함한다. 본 예에 있어서, 각각의 1 마이크로초(μsec) 구간은 송신된 신호의 PN 시퀀스에서 하나의 칩을 나타내며, 전체 μsec 구간에 대하여 신호는 "1" 또는 "-1"이다.
도 7b는 일 양태에 따른 BOC(1,1) 변조 구조에 따라서 변조되는 제 2 내비게이션 신호 성분의 레퍼런스 코드(705)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 제 2 변조 신호 성분의 레퍼런스 코드는 임의의 시간 구간에서 "1" 에서 "-1"로 또는 "-1"에서 "1"로 천이하는 값을 갖는 이진 신호를 포함한다. 본 예에 있어서, 각각의 1 마이크로초(μsec) 구간은 송신된 신호의 PN 시퀀스에서 하나의 칩을 나타낼 수 있다. 도시된 바와 같이, PN 시퀀스는 구간의 시작에서 "1"로 시작하여, 구간의 말단에서 "-1"로 종료하기도 하며, 또는 구간의 시작에서 "-1"로 시작하여, 구간의 말단에서 "1"로 종료하기도 한다.
따라서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 신호 성분들의 레퍼런스 코드들은 상이한 변조 구조에 따라서 변조된다. 일 특정 구현예에 있어서, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리는 합성 레퍼런스 코드를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 합성 레퍼런스 코드는 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 갖는 수신된 내비게이션 신호를 상관시키기 위하여 사용될 수 있다. 합성 레퍼런스 코드는 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분에 대하여 기지의 코드들을 합산하여 결정될 수 있다. 본 예에 있어서, 합성 레퍼런스 코드는 도 7a 및 도 7b에 도시된 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분에 대한 레퍼런스 코드를 합산함으로써 결정될 수 있다.
도 7c는 일 양태에 따른 합성 레퍼런스 코드(710)를 나타낸다. 합성 레퍼런스 코드는 이진 코드 또는 신호인 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 레퍼런스 코드와는 달리 3-레벨 코드 또는 신호이다
합성 레퍼런스 코드를 생성함에 있어서, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 레퍼런스 코드는 주어진 시점에서 효과적으로 합산된다. 해당 내비게이션 신호 성분들의 이진 레퍼런스 코드들을 합산하는 것은, 주어진 시점에서 3개의 상이한 값, 즉, "2", "0", 및 "-2"를 가질 수 있는, 3-레벨 합성 레퍼런스 코드를 생성한다. 합성 레퍼런스 코드는 1 μsec 구간 중 임의의 구간에서 "2"와 "0", "0"과 "2", "0"과 "-2", 및 "-2"과 "0" 사이에서 천이한다.
합성 레퍼런스 코드는 수신되어 조합된 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 상관시키기 위해 사용된다. 이와 같이 내비게이션 신호 성분들의 상관을 포함하는 처리를 코히어런트하게 조합시킴으로써, 개별적으로 상관된 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분 어느 것보다도 더 큰 전체 신호 이득이 성취된다. 일 구현예에 있어서, 예를 들어, 제 1 내비게이션 신호 성분은 공중(open sky)에서 -158.5 dBW의 최소 수신 전력을 갖는 BPSK에 따라서 변조된 레가시 GPS L1 C/A를 포함할 수 있는 한편, 제 2 내비게이션 신호 성분은 -157 dBW의 최소 수신 전력을 갖는 L1 주파수 상에서 BOC(1,1)에 따라서 변조된 코드를 포함할 수 있다. 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 조합은 따라서 -154.67 dBW의 수신 전력을 가질 수 있다. 그러므로, L1 C/A 신호 및 L1C 신호 각각의 독립적인 처리에 비하여 각각 3.82 dBW 및 2.32 dBW의 이득이 성취될 수 있다.
상관이 선형 연산인 특정 실시예에 있어서, 수신기는 양측 내비게이션 신호 성분들로부터 조합된 에너지를 수신하기 위하여 합성 레퍼런스 코드에 대하여 수신된 신호를 상관시키는 것만을 필요로 한다. 2개의 2-레벨(1,-1), 즉, 이진 코드 또는 신호의 합은 3-레벨 (2,0,-2) 코드 또는 신호이므로, 상관기는 합성 레퍼런스 파형이 0이라면 샘플들을 스킵(skip)함으로써 구현될 수 있다.
전술한 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 코히어런트하게 상관시키는 방법의 구현예는, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분이 동일한 위상에 있고 동일한 캐리어 주파수 상에서 송신되는 특정의 인스턴스에 적용가능할 수 있다. 그러나, 일 구현예에 있어서, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분은 동일한 캐리어 주파수 상에서 송신되지 않을 수도 있으며, 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리는 그 대신에 넌코히어런트(non-coherent)할 수 있다.
상이한 주파수 상에서 하나의 송신기에 의해 송신되는 내비게이션 신호 성분들의 처리는, 시스템 잡음을 평균화하도록 넌코히어런트하게 조합되고, 주어진 기간 동안 조합된 내비게이션 신호 성분들을 상관시켜 검출 성능을 향상시킬 수 있다. 이는 각각의 성분 신호에 대한 독립적인 형태(looks) 또는 드웰(dwells)에 의해 얻어지는 에너지 프로파일 또는 그리드를 합산함으로써 구현될 수 있다. 에너지 프로파일은 수신된 내비게이션 신호에 대한 상관 피크들을 나타내는 에너지 그리드 또는 차트에 의해 표현될 수 있다. 에너지 프로파일은, 예를 들어, 도 4 및 도 5에서 전술한 바와 같이, 코드 위상 가설 대 주파수/도플러 가설에 위치되는 상관 검출치들을 포함할 수 있다. 내비게이션 신호 성분의 수신 시, 내비게이션 신호 성분은 수신기에 의해 알려진 레퍼런스 코드/신호에 대하여 상관된다. 상관의 결과로서, 상관 검출치들이 코드 위상 가설과 도플러 빈들에 대하여 결정된다.
도 8a 내지 도 8d는 일 양태에 따라서 하나의 SV에 의해 송신되는 상이한 내비게이션 신호 성분들과 합성 신호의 에너지 프로파일들을 나타내고 있다. 도 8a는 제 1 내비게이션 신호에 대한 에너지 프로파일(800)을 나타내며, 도 8b는 제 1 내비게이션 신호 성분과는 상이한 주파수 상에서 송신되는 제 2 내비게이션 신호 성분에 대한 에너지 프로파일(805)을 나타낸다. 도 8a 내지 도 8d의 특정 도면에 있어서, 특정의 내비게이션 신호 성분에 대한 에너지 프로파일은 수평 방향에서 또한 코드 위상 가설/오프셋은 수직 방향에서 주파수 가설/도플러 시프트를 포함할 수 있다. 코드 위상 가설 도메인의 길이는 관련 내비게이션 신호 성분을 변조하기 위하여 사용되는 의사 랜덤 잡음 코드의 길이에 비례할 수 있다. 예를 들어, 레가시 GPS L1 C/A 코드에 대한 에너지 프로파일은 각각 1.0 msec에서 1023개 칩의 의사 랜덤 잡음 코드와 같이 코드 위상 가설에서의 알려진 폭(즉, 수평 방향에서)을 가질 수 있다. GPS L1C-D 등의 기타의 GPS 코드들은, 각각 10.0 msec에서 10230 개의 칩의 의사 랜덤 잡음 코드와 같이 송신된 내비게이션 신호 성분을 변조하기 위하여 사용되는 더 긴 의사 랜덤 잡음 코드를 가질 수 있다. 따라서, 더 긴 GPS 코드에 대한 코드 위상 가설 도메인은 GPS L1 C/A 코드에 대한 코드 위상 가설 도메인의 10배가 되게 된다.
도 8a는 제 1 내비게이션 신호 성분에 대한 상관 피크들을 갖는 에너지 프로파일을 나타내고 있다. 도 8b는 제 2 내비게이션 신호 성분에 대한 상관 피크들을 갖는 에너지 프로파일을 나타내고 있다. 이러한 특정한 구현예에 있어서, 제 1 내비게이션 신호 성분은 제 2 내비게이션 신호 성분을 변조하는 코드의 1/10의 코드 길이로 변조된다.
제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분에 대한 에너지 프로파일을 합산하기 위하여, 해당 에너지 프로파일은 코드 위상 가설에서(즉, 수평 방향에서) 그리고 주파수 가설에서(즉, 수직 방향에서) 정규화될 수 있다. 본 특정 구현예에서 제 1 내비게이션 신호 성분은 1023개의 칩의 의사 랜덤 잡음 코드로 변조되므로, 본 특정의 일례에서 10230개의 칩의 의사 랜덤 잡음 코드로 변조되는 제 2 내비게이션 신호 성분의 1/10의 코드 위상 도메인을 가지기 때문에, 제 1 에너지 프로파일(810)은 제 2 에너지 프로파일(805)의 각각의 비반복적인 구간에 대하여 10번 반복될 수 있다.
제 1 에너지 프로파일(810) 및 제 2 에너지 프로파일(805)은 도 8d에 도시된 합성 에너지 프로파일(815)을 생성하도록 합산될 수 있다. 상이한 캐리어 주파수 상의 신호들은 송신 캐리어 주파수들에 적어도 부분적으로 기초하여 상이한 도플러 시프트를 거치게 된다. (예컨대, 상이한 내비게이션 신호 성분들로부터 유도되는 에너지 프로파일(805 및 810)에 적용되는 것과 같은) 이러한 도플러 시프트는
Figure pct00003
로서 Hz 단위로 정규화되어 표현될 수 있고, 여기서, ν는 송신 소스에 대한 수신기의 겉보기 속도이며, f 1 은 제 1 내비게이션 신호 성분의 캐리어 주파수(Hz)이며, f 2 는 제 2 내비게이션 신호 성분의 캐리어 주파수(Hz)이며, c는 광속, φ는 수신기의 진행 방향과 수신기로부터 송신 소스까지의 방향과의 사이의 각도이다. φ와 ν의 값은, 예를 들어, 도 1에 도시된 PDE(104)와 같은 위치 판정 개체(PDE)로부터의 획득 지원 데이터를 통해 결정될 수 있다. 합산된 셀의 도플러 빈들이 동일한 SV-사용자 속도 벡터에 대응하도록 에너지 셀들이 가산된다.
도 8a 내지 도 8d는, 제 1 내비게이션 신호 성분의 에너지 프로파일(800)이 반복되고, 캐리어 주파수의 효과를 제거하도록 스케일되는 때에 주파수 차원의 에너지 셀들이 일대일 맵핑을 가지는 넌코히어런트 조합의 일례를 나타낸다. 에너지 프로파일들의 다양한 에너지 셀들은 코드 위상 가설과 주파수에 따라서 정렬된다.
제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분의 넌코히어런트하게 조합하는 처리에 의해, 상관 검출치의 이득은 증가된다.
도 9는 무선 송수신기(906)가 음성 또는 데이터 등의 기저대역 정보를 갖는 RF 캐리어 신호를 RF 캐리어 상에 변조하고 이러한 기저대역 정보를 취득하기 위하여 변조된 RF 캐리어를 복조하도록 구성될 수 있는 MS의 특정 구현예를 나타낸다. 안테나(910)는 무선 통신 링크 상에서 변조된 RF 캐리어를 송신하고 무선 통신 링크 상에서 변조된 RF 캐리어를 수신하도록 구성될 수 있다.
기저대역 프로세서(908)는 무선 통신 링크 상의 송신을 위하여 CPU(902)로부터 송수신기(906)에 기저대역 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 여기서, CPU(902)는 이러한 기저대역 정보를 사용자 인터페이스(916) 내의 입력 장치로부터 취득할 수 있다. 기저대역 프로세서(908)는 또한 사용자 인터페이스(916) 내의 출력 장치를 통한 송신을 위하여 송수신기(906)로부터 CPU(902)에 기저대역 정보를 제공하도록 구성될 수도 있다.
사용자 인터페이스(916)는 음성 또는 데이터 등의 사용자 정보를 입력 또는 출력하기 위한 복수의 장치들을 포함할 수 있다. 이러한 장치들은, 예를 들어, 키보드, 디스플레이 스크린, 마이크로폰, 및 스피커를 포함할 수 있다.
SPS 수신기(SPS Rx)(912)는 SPS 안테나(914)를 통한 SUV들로부터의 송신을 수신하여 복조하고 복조된 정보를 상관기(918)에 제공하도록 구성될 수 있다. 상관기(918)는 수신기(912)에 의해 제공되는 정보로부터 상관 함수를 유도하도록 구성될 수 있다. 주어진 PN 코드에 있어서, 예를 들어, 상관기(918)는 코드 위상 탐색 윈도우 설정을 위하여 코드 위상의 범위에 걸쳐 또한 전술한 바와 같이 도플러 주파수 가설의 범위에 걸쳐 정의되는 상관 함수를 생성할 수 있다. 이러한 것으로서, 정의된 코히어런트 적분 파라미터 및 넌코히어런트 적분 파라미터에 따라서 독립적인 상관이 수행될 수 있다.
상관기(918)는 또한 송수신기(906)에 의해 제공되는 파일럿 신호들에 관한 정보로부터 파일럿 관련 상관 함수를 유도하도록 구성될 수도 있다. 이러한 정보는 무선 통신 서비스를 획득하기 위하여 가입자국에 의해 사용될 수 있다.
채널 디코더(920)는 기저대역 프로세서(908)로부터 수신되는 채널 심볼들을 하부의 소스 비트들로 디코드하도록 구성될 수 있다. 채널 심볼들이 컨볼루션 디코딩된 심볼들을 포함하는 일례에 있어서는, 이러한 채널 디코더가 비터비 디코더를 포함할 수 있다. 두번째 예로서, 채널 심볼들이 직렬 또는 병렬 연접된 컨볼루션 코드들을 포함하는 경우에는, 채널 디코더(920)가 터보 디코더를 포함할 수 있다.
메모리(904)는 설명하였거나 제안한 하나 이상의 처리, 일례들, 구현예들, 또는 그 예들을 수행하도록 실행가능한 머신 판독가능 명령들을 저장하도록 구성될 수 있다. CPU(902)는 이러한 머신 판독가능 명령들을 액세스하여 실행하도록 구성될 수 있다. 이러한 머신 판독가능 명령들의 실행을 통해, CPU(902)는 상관기(918)에 의해 제공되는 SPS 상관 함수들을 분석하도록 상관기(918)에 대하여 지시하여, 그 피크들로부터 측정치들을 유도하고, 위치의 추정치가 충분히 정확한지 여부를 결정할 수 있다. 그러나, 이는 단지 특정 양태에 있어서 CPU에 의해 수행될 수 있는 태스크들의 일례일 뿐이며, 청구범위의 요지가 이에 의해 한정되는 것은 아니다.
특정한 일례에 있어서, 가입자 국에서의 CPU(902)는 전술한 바와 같이 SV들로부터 수신되는 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 가입자국의 위치를 추정할 수도 있다. CPU(902)는 또한 특정한 일례들에 따라서 전술한 바와 같이 제 1 수신된 신호에서 검출되는 코드 위상에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 수신된 신호를 획득하기 위한 코드 탐색 범위를 결정하도록 구성될 수도 있다.
상기 코히어런트 방법 및 상기 넌코히어런트 방법은 레가시 GPS L1 C/A, 갈릴레오 L1F, 및 제안된 GPS L1C-D 및 GPS L1C-P 등의 다양한 네비게이션 시스템들에 적용가능하다.
이러한 방법들은 또한 제안된 쿼시-제니스 위성 시스템(QZSS: Quasi-Zenith Satellite System) 위성들에 적용가능하다. 이러한 QZSS 위성들은 GPS-like L1 신호에 더하여 SBAS(Space Based Augmentation System) 신호(L1-SAIF(Switching Activity Interchange Format)를 송신할 수도 있다. 이러한 신호들은 향상된 SNR을 성취하도록 전술한 바와 같이 수신기에서 함께 처리될 수 있다.
코히어런트하건 또는 넌코히어런트하건, 내비게이션 신호 성분들의 처리의 조합은 전반적인 내비게이션 시스템 성능의 향상을 가져온다. SNR이 향상되며, 낮은 전력의 내비게이션 신호 성분들의 감도가 향상된다.
일례의 특징들이라고 여기서 생각되는 것들을 예시하고 설명하였지만, 당업자라면, 청구범위의 요지로부터 일탈하지 않고서, 다양한 다른 개조예가 이루어질 수 있으며, 균등물들이 대체될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에 기재된 중심적인 개념으로부터 일탈하지 않고서 청구범위의 요지의 교시에 대하여 특정 상황을 채택하도록 많은 개조예들이 이루어질 수도 있다. 따라서, 청구범위의 요지는 개시되어 있는 특정한 예들에 한정되는 것이 아니며, 그러한 청구범위의 요지는 첨부된 청구항들과 그 균등물의 범주 내에 속하는 모든 양태들을 포함할 수 있다.

Claims (27)

  1. 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 포함하는 내비게이션 신호를 송신기로부터 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 내비게이션 신호 성분 내의 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 내의 코드 위상을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내비게이션 신호 성분은 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 기법으로 변조되는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 내비게이션 신호 성분은 BOC(1,1)(Binary Offset Carrier(1,1)) 기법으로 변조되는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 조합하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분은 동일한 캐리어 주파수 상에서 수신되며, 상기 조합하는 단계는 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 코히어런트(coherent)하게 조합하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 코드 위상을 검출하는 단계는, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분을 3-레벨 레퍼런스 신호와 상관시키는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 코히어런트하게 조합하는 단계는, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분에 대한 레퍼런스 신호와 상기 제 2 내비게이션 신호 성분에 대한 레퍼런스 신호를 합산하여 합성 레퍼런스 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 조합하는 단계는, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 넌코히어런트(non-coherent)하게 조합하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 넌코히어런트하게 조합하는 단계는, 상기 수신된 제 1 내비게이션 신호 성분에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 에너지 프로파일을 결정하는 단계, 및 상기 수신된 제 2 내비게이션 신호 성분에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 에너지 프로파일을 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 조합하는 단계는 상기 제 1 에너지 프로파일 및 상기 제 2 에너지 프로파일을 합산하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 에너지 프로파일 및 상기 제 2 에너지 프로파일 각각은 시간 및 주파수에 따라서 정렬된 에너지 셀들의 어레이를 포함하는, 방법.
  11. 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 포함하는 내비게이션 신호를 송신기로부터 수신하도록 구성되는 수신기; 및
    상기 제 2 내비게이션 신호 성분 내의 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 내의 코드 위상을 검출하도록 구성되는 프로세서를 포함하는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 조합하도록 또한 구성되는, 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분은 동일한 캐리어 주파수 상에서 송신되며, 상기 프로세서는 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 코히어런트하게 조합하도록 또한 구성되는, 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 넌코히어런트하게 조합하도록 또한 구성되는, 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신된 제 1 내비게이션 신호 성분에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 에너지 프로파일을 결정하는 것,
    상기 수신된 제 2 내비게이션 신호 성분에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 에너지 프로파일을 결정하는 것, 및
    상기 제 1 에너지 프로파일 및 상기 제 2 에너지 프로파일을 합산하는 것
    에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 넌코히어런트하게 조합하도록 또한 구성되는, 장치.
  16. 제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 포함하는 내비게이션 신호를 송신기로부터 수신하는 수단; 및
    상기 제 2 내비게이션 신호 성분 내의 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 내의 코드 위상을 검출하는 수단를 포함하는, 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 조합하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 조합하는 수단은, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분이 동일한 캐리어 주파수 상에서 수신되는 것에 응답하여 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 코히어런트하게 조합하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 조합하는 수단은, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 넌코히어런트하게 조합하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 넌코히어런트하게 조합하는 수단은,
    상기 수신된 제 1 내비게이션 신호 성분에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 에너지 프로파일을 결정하는 것,
    상기 수신된 제 2 내비게이션 신호 성분에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 에너지 프로파일을 결정하는 것, 및
    상기 제 1 에너지 프로파일 및 상기 제 2 에너지 프로파일을 합산하는 것
    에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 넌코히어런트하게 조합하도록 또한 구성되는, 장치.
  21. 컴퓨팅 플랫폼에 의해 실행되는 경우, 상기 컴퓨팅 플랫폼이,
    제 1 내비게이션 신호 성분 및 제 2 내비게이션 신호 성분을 포함하는 내비게이션 신호를 송신기로부터 수신하는 것; 및
    상기 제 2 내비게이션 신호 성분 내의 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 내의 코드 위상을 검출하는 것을
    행할 수 있도록 구성되는 머신 판독가능 명령들을 저장하는 저장매체를 포함하는, 물건.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 머신 판독가능 명령들은, 상기 컴퓨팅 플랫폼이 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 조합할 수 있도록 또한 구성되는, 물건.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 처리를 조합하는 것은, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 넌코히어런트하게 조합하는 것을 포함하는, 물건.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 넌코히어런트하게 조합하는 것은, 상기 수신된 제 1 내비게이션 신호 성분에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 에너지 프로파일을 결정하는 것, 및 상기 수신된 제 2 내비게이션 신호 성분에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 에너지 프로파일을 결정하는 것을 포함하며,
    상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 조합하는 것은 상기 제 1 에너지 프로파일 및 상기 제 2 에너지 프로파일을 합산하는 것을 포함하는, 물건.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 머신 판독가능 명령들은, 상기 컴퓨팅 플랫폼이, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분을 동일한 캐리어 주파수 상에서 수신할 수 있도록 또한 구성되고, 상기 처리를 조합하는 것은 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분의 처리를 코히어런트하게 조합하는 것을 포함하는, 물건.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 코히어런트하게 조합하는 것은, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분에 대한 레퍼런스 신호와 상기 제 2 내비게이션 신호 성분에 대한 레퍼런스 신호를 합산하여 합성 레퍼런스 신호를 생성하는 것을 포함하는, 물건.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 머신 판독가능 명령들은, 상기 컴퓨팅 플랫폼이, 상기 제 1 내비게이션 신호 성분 및 상기 제 2 내비게이션 신호 성분을 3-레벨 레퍼런스 신호와 상관시켜 상기 코드 위상을 검출할 수 있도록 또한 구성되는, 물건.
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