KR20140001819A - 수신 장치, 수신 방법 및 휴대 단말기 - Google Patents

수신 장치, 수신 방법 및 휴대 단말기 Download PDF

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가츠유키 다나카
히데키 아와타
히데키 다카하시
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소니 주식회사
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Abstract

본 발명은 슬립 기간에 있어서의 평균 전력 및 피크 전력의 저하를 도모하는 것이 가능한 수신 장치를 제공하기 위한 것으로, 위성으로부터의 신호를 수신하는 수신부와, 수신 신호의 주파수를 소정의 중간 주파수로 변환하는 주파수 변환부와, 동기 포착과 캐리어 주파수의 검출을 행하는 동기 포착부와, 중간 주파수 신호에 포함되는 메시지를 복조하는 동기 유지부를 구비하고, 동기 유지부는, 확산 부호에 동기하는 확산 코드를 생성하는 확산 코드 생성부를 포함하고, 동기 유지부는 소정의 주파수로 발진하는 온도 보상된 발진기를 발진원으로 하는 클럭에서 동작하는 카운터를 참조하고, 측위 동작을 행하지 않는 슬립 기간에 있어서는 카운터만을 동작시키고, 슬립 기간이 종료되면, 제어부는 상기 카운터에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 할당된 확산 코드 생성부를 기동시키는 수신 장치가 제공된다.

Description

수신 장치, 수신 방법 및 휴대 단말기{RECEIVING DEVICE, RECEIVING METHOD AND MOBILE TERMINAL}
본 발명은, 수신 장치, 수신 방법 및 휴대 단말기에 관한 것이다.
최근, 카 내비게이션 기기나 휴대 전화, 디지털 스틸 카메라 등의 다양한 전자 기기에, GPS(Global Positioning System:전지구 측위 시스템)를 이용한 측위 기능이 탑재되고 있다. 전형적으로는, 전자 기기에 있어서 GPS를 이용하는 경우, GPS 모듈에 있어서 4개 이상의 GPS 위성으로부터의 신호를 수신하고, 수신 신호에 기초해서 기기의 위치를 측정하고, 측정 결과가 표시 장치의 화면 등을 거쳐서 유저에 통지된다. 보다 구체적으로는，GPS 모듈은, 수신 신호를 복조해서 각 GPS 위성의 궤도 데이터를 획득하고, 해당 궤도 데이터, 시간 정보 및 수신 신호의 지연 시간으로부터 기기의 3차원 위치를 연립방정식에 의해 도출한다. 수신의 대상으로 하는 GPS 위성이 4개 이상 필요로 되는 것은, 모듈 내부의 시간과 위성의 시간 사이의 오차의 영향을 제거하기 위해서이다.
여기서, GPS 위성으로부터 송신되는 신호(L1대, C/A 코드)는, 50bps의 데이터를 부호 길이 1023, 칩 레이트 1.023㎒의 Gold 부호로 스펙트럼 확산한 스펙트럼 확산 신호를 다시 1575.42㎒의 캐리어를 이용해서 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조한 신호이다. 따라서, GPS 모듈이 GPS 위성으로부터 상기 신호를 수신하기 위해서는, 확산 부호, 캐리어 및 데이터의 동기를 취할 필요가 있다.
일반적으로, 전자 기기에 탑재되는 GPS 모듈은, 수신 신호의 캐리어 주파수를 수㎒ 이내의 중간 주파수(IF:Intermediate Frequency)로 주파수 변환한 후, 상술한 동기 처리 등을 행한다. 전형적인 중간 주파수는, 예를 들면, 4.092㎒ 또는 1.023㎒, 0㎐ 등이다. 통상적으로, 수신 신호의 신호 강도는 열잡음의 신호 강도보다도 작고, S/N은 0dB를 하회하기는 하지만, 스펙트럼 확산 방식의 처리 이득에 의해 신호를 복조하는 것이 가능하다. GPS 신호의 경우, 데이터 길이 1bit에 대한 처리 이득은, 예를 들면 10Log(1.023㎒/50)≒43dB이다.
종래는, GPS 수신기의 주된 용도는 카 내비게이션이었지만, 최근은 휴대 전화나 디지털 스틸카메라(이하, DSC) 등에도 탑재되게 되고, GPS 수신기의 시장은 넓어지는 경향이 있다. 성능면에 있어서도 고감도화가 진행되고, 수신 감도 -150∼-160dBm의 GPS 수신기가 보급되고 있다. 이것은 반도체 프로세스의 미세화에 의해 IC의 집적도가 높아짐으로써 대규모의 회로를 저코스트로 만들 수 있게 된 것이 기여하고 있고, 소비 전력도 낮아지고 있다.
종래의 카 내비게이션에 이용하는 GPS 수신기의 용도에 있어서는, 기본적으로 연속 측위(전형적으로는 1초에 1회)이며, 차의 대용량 배터리로부터 전원 공급받을 수 있으므로, 동작 시의 소비 전력은 문제로 되는 일은 거의 없었다. 한편, 최근의 간이 내비게이션시스템(Personal Navigation Device-PND), 휴대 전화, DSC, 기타의 소위 모바일 기기의 전원은 소형 배터리로서, PND를 제외하면, 반드시 연속 측위는 필요하지 않다. 모바일 기기에 있어서, 배터리의 지속 시간은 매우 중요한 요소로서, 탑재한 GPS 수신기를 종래와 마찬가지로 동작시켰기 때문에 배터리의 지속 시간이 극도로 짧아져, 모바일 기기 본래의 기능을 손상시키는 사태는 피해야만 한다. 상기한 바와 같이, 최근의 GPS 수신기의 저소비 전력화는 진행되고는 있지만, 연속 동작 시의 소비 전력은 모바일 기기에 있어서 충분하지 않고, 간헐적인 동작에 의해 저전력 동작시키는 케이스가 많다. 간헐 동작시킴으로써 측위의 빈도는 낮아지지만, 측위하지 않는 경우에 회로 전체 또는 일부를 제외한 대부분의 전력을 떨어뜨림으로써, 평균 전력을 확실하게 낮추는 효과를 기대할 수 있다.
GPS 수신기에 있어서의 간헐 동작은, 측위를 행하지 않을 때에는 필요 최소한의 회로 이외는 동작을 정지하는 슬립 상태로 하고, 전력의 시간 평균을 낮춤으로써 저전력화하는 것이다. 슬립 상태에서 동작시키는 필요 최소한의 회로는, 전형적으로는 주파수가 낮은 리얼 타임 클럭(이하, RTC. 주파수는 32.768㎑가 일반적임)과 위성의 궤도나 시각 정보 등을 유지하기 위한 백업 메모리이다. 간헐 동작이 기능하기 위해서는, 슬립 상태로부터의 복귀 후에 단시간에 각 위성으로부터의 수신 신호의 동기를 재확립할 수 있어야만 한다.
수신 신호의 동기의 재확립을 행하는 가장 단순한 방법은, 복귀 후에 통상적인GPS 수신기의 전원 ON시와 동일한 초기 기동을 행하는 것이다. 통상적인 GPS 수신기의 초기 기동은 위성의 궤도 정보인 에페메리스와 알마낙의 사용 가능·불가에 따라, 콜드 스타트, 웜 스타트, 핫 스타트의 3종류로 나눌 수 있다. 에페메리스는 개별로 위성으로부터 방송되고, 측위 계산에 이용될만큼 정밀도는 높지만 유효 기한은 짧은 궤도 정보이다. 한편, 알마낙은 전체 위성으로부터 공통으로 방송되는 전체 위성의 러프한 궤도 정보로 유효 기한은 길고, 수신 가능한 위성을 특정하는 데 도움이 된다. 콜드 스타트는 쌍방의 궤도 정보가 사용 불가인 경우, 웜 스타트는 알마낙만 사용 가능인 경우, 핫 스타트는 쌍방의 궤도 정보가 사용 가능인 경우의 초기 기동이며, 앞의 2 방법은 측위에 도달할 때까지 통상 30초 정도를 필요로 하지만, 핫 스타트는 몇 초로 짧고, 좋은 조건하에서는 1초 이하도 가능하다.
동기의 재확립에 통상적인 GPS 수신기의 초기 기동을 행하는 간헐 동작의 방법에서는, 최초로 콜드 또는 웜 스타트에서 초기 측위를 확립한 후에 간헐 동작으로 이행하고, 단시간에 측위 가능한 핫 스타트를 행하는 것이 일반적이다. 이 방법의 경우, GPS 수신기에 있어서는 위성의 수신 신호에 대하여 동기를 포착하는 동기 포착부가 동작한다. 동기 포착부는 처리 부하가 크기 때문에, 동기를 유지하는 동기 유지부보다 소비 전력이 훨씬 큰 케이스가 많으므로, 평균 전력보다 피크 전력이 배터리에서 규정되는 경우에는 부적합하다.
피크 전력을 낮추기 위해서, 동기 포착부를 사용하지 않고, 동기 유지부만으로 동기를 재확립하는 방법이 있다. 그것을 위해서는, 슬립 기간에 있어서도 정밀도가 높은 시간 정보를 유지하는 방법을 갖고, 슬립 상태로부터 복귀 후에 확산 코드의 1chip(1/1.023μ초) 이내의 정밀도로 동기 유지 회로를 기동시켜야만 한다. 확산 코드 1chip 이내의 정밀도가 있으면, 확산 코드의 동기를 행하는 지연 로크 루프(DLL)는 순식간에 동기시키는 것이 가능하다. 일반적으로 동기 유지부는 동기를 유지하는 동기 유지 회로를 복수 갖고 있고, 복수의 위성을 동시에 수신하고, 각각의 위성에 대하여 동기를 유지할 수 있지만, 시간을 계측하는 발진기의 발진주파수의 정밀도와 안정성의 관계에서, 슬립 기간이 길수록 정밀도가 높은 시간 정보를 유지하는 것은 어렵게 된다.
슬립 기간에 있어서 정밀도가 높은 시간 정보를 유지하기 위해서, 슬립하기 전에 정밀도가 낮은 RTC의 주파수(몇십 ppm)를 정밀도가 높은 GPS 수신용 발진기(온도 보상된 TCXO를 사용하는 것이 일반적이며, GPS용의 경우의 일례로서는 0.5ppm)에 의한 카운터를 사용해서 계측한 결과를 기억해 두고, 슬립 상태로부터 복귀 후, RTC에 의한 경과 시간에 슬립 전의 계측 결과를 이용해서 오차 보정하는 방법이 있다(특허 문헌 1). 이 방법을 이용하면, 슬립 시에는 RTC만 동작하고, GPS 수신용 발진기는 정지시키고, 또한, 슬립으로부터 복귀 후에 동기 포착부를 사용하지 않고 동기를 재확립할 수 있기 때문에, 상당한 저전력화를 기대할 수 있다.
특허 제4164662호
단, 동기 유지부만으로 순시의 동기의 재확립이 가능한지 여부는 GPS 수신기 자체의 이동 속도 외에, 계측의 정밀도, 슬립 시간의 길이, 슬립 중의 RTC 및 GPS 수신용 발진기의 안정도에 의존한다. 특히 통상은 온도 보상되지 않는 RTC의 안정도가 지배적 요인으로 되어, 실용에 있어서는 계측 결과가 시시각각 변화하고, 슬립으로부터 복귀 후의 오차 보정에 있어서 어긋남이 생기기 때문에, 슬립 시간을 거의 길게 취할 수 없다. 슬립으로부터 복귀 후의 측위 연산에는 일정한 시간이 필요하므로, 간헐 동작의 ON-OFF비를 크게 할 수 없으면, 평균 전력에 관해서는 핫 스타트에 의한 초기 측위를 행하는 방법에 대한 메리트가 없어진다. 또한，RTC의 안정성의 변동은 대량 생산되는 제품에 대한 동작 보증을 어렵게 한다.
GPS 수신기에 대한 요구는, 탑재되는 제품의 성질에 따라 상이하지만, 카 내비게이션과 같은 연속 측위와 DSC에 전형적인 단발 측위의 중간적인 요구, 즉, 위치 데이터의 로그인과 같은 측위 빈도를 낮춰서 준연속적으로 측위를 저전력으로 행하고 싶다는 요구에는, RTC의 안정성에 제약을 받지 않는, 안정도가 높은 간헐 동작이 기대된다.
그래서, 본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 슬립 기간 중에 계시 기능만을 작동시키고, 슬립으로부터 복귀할 때 계시 기능의 계측 결과로부터, 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산해서 재동기함으로써, 평균 전력 및 피크 전력의 저하를 도모하는 것이 가능한, 신규 또한 개량된 수신 장치, 수신 방법 및 휴대 단말기를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 임의의 관점에 따르면, 전지구 측위 시스템에 있어서의 위성으로부터의 신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신부가 수신한 수신 신호의 주파수를 소정의 중간 주파수로 변환하는 주파수 변환부와, 상기 주파수 변환부가 변환한 중간 주파수의 신호에 있어서의 확산 부호의 위상을 검출하는 동기 포착과 상기 중간 주파수의 신호에 있어서의 캐리어 주파수의 검출을 행하는 동기 포착부와, 상기 동기 포착부에 의해 검출된 상기 확산 부호의 위상 및 상기 동기 포착부에 의해 검출된 상기 캐리어 주파수를, 복수의 상기 위성에 대응해서 독립적으로 설치된 복수의 채널의 각각에 대하여 상기 위성마다 할당해서 설정하고, 설정한 상기 확산 부호의 위상 및 상기 캐리어 주파수를 이용해서 상기 확산 부호와 캐리어의 동기 유지를 행함과 함께, 상기 중간 주파수 신호에 포함되는 메시지의 복조를 행하는 동기 유지부와, 상기 동기 유지부가 복조한 메시지를 이용한 측위 연산을 포함하는 동작 제어를 실행하는 제어부를 구비하고, 상기 동기 유지부는, 상기 확산 부호에 동기하는 확산 코드를 생성하는 확산 코드 생성부를 포함하고, 상기 동기 유지부는 소정의 주파수로 발진하는 온도 보상된 발진기를 발진원으로 하는 클럭에서 동작하는 카운터를 참조하고, 측위 동작을 행하지 않는 슬립 기간에 있어서는 상기 카운터만이 동작해서 상기 동기 유지부는 확산 코드의 생성을 정지하고, 상기 슬립 기간이 종료되면, 상기 제어부는 상기 카운터에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 할당된 상기 확산 코드 생성부를 기동시키는 수신 장치가 제공된다.
상기 수신 장치는, 상기 클럭보다 소비 전력이 적은 리얼 타임 클럭과, 상기 슬립 기간에 있어서도 값을 유지할 수 있는 메모리를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 슬립 기간에 들어가기 전에 상기 리얼 타임 클럭에 있어서의 상기 카운터의 값을 적어도 2점 이상 참조해서 상기 메모리에 기억하고, 상기 슬립 기간에 들어가면 상기 카운터 대신에 상기 리얼 타임 클럭을 동작시키고, 상기 슬립 기간이 완료되면 상기 메모리에 기억한 상기 카운터의 값을 이용해서 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간을 상기 카운터에 의한 경과 시간으로 환산하고, 환산 후의 그 경과 시간의 정보를 이용해서 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 할당된 확산 코드 생성부를 기동시켜도 된다.
상기 제어부는, 임의의 2시점간의 상기 카운터의 값과 그 시점간에 있어서의 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간의 비를 1개 이상 상기 메모리에 기억하고, 상기 슬립 기간이 완료되면 상기 메모리에 기억한 경과 시간의 비의 정보를 이용해서 상기 카운터에 의한 경과 시간과 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간의 비를 예측하고, 그 예측 결과를 이용해서 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간을 상기 카운터에 의한 경과 시간으로 환산하도록 해도 된다.
상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간의 비가 소정값 이하인 경우에는 상기 슬립 기간에 있어서 상기 카운터 대신에 상기 리얼 타임 클럭을 동작시키고, 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간의 비가 상기 소정값을 초과하는 경우에는 상기 슬립 기간에 있어서 상기 카운터만을 동작시켜도 된다.
상기 제어부는, 상기 슬립 기간에 있어서의 상기 위성의 도플러 시프트의 변화량을 고려해서 상기 슬립 기간이 종료한 시점의 상기 수치형 제어 발진기의 값을 보정하도록 해도 된다.
상기 확산 코드 생성부는, 수치형 제어 발진기와, 상기 수치형 제어 발진기의 출력 신호를 받아서 확산 부호를 발생하는 확산 부호 발생기를 포함하고 있어도 된다.
상기 슬립 기간에 있어서, 상기 수신부, 상기 주파수 변환부, 상기 동기 포착부 및 상기 제어부는 동작을 정지하도록 해도 된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 전지구 측위 시스템에 있어서의 위성으로부터의 신호를 수신하는 것과, 상기 수신한 수신 신호의 주파수를 소정의 중간 주파수로 변환하는 것과, 상기 변환한 중간 주파수의 신호에 있어서의 확산 부호의 위상을 검출하는 동기 포착과 상기 중간 주파수의 신호에 있어서의 캐리어 주파수의 검출을 행하는 것과, 상기 확산 부호에 동기하는 확산 코드를 생성하고, 소정의 주파수로 발진하는 온도 보상된 발진기를 발진원으로 하는 클럭에서 동작하는 카운터를 참조하는 동기 유지부를 이용하여, 상기 동기 포착에 의해 검출된 상기 확산 부호의 위상 및 상기 동기 포착에 의해 검출된 상기 캐리어 주파수를, 복수의 상기 위성에 대응해서 독립적으로 설치된 복수의 채널의 각각에 대하여 상기 위성마다 할당해서 설정하고, 설정한 상기 확산 부호의 위상 및 상기 캐리어 주파수를 이용해서 상기 확산 부호와 캐리어의 동기 유지를 행함과 함께, 상기 중간 주파수 신호에 포함되는 메시지의 복조를 행하는 것과, 상기 복조한 메시지를 이용한 측위 연산을 포함하는 동작 제어를 실행하는 것과, 측위 동작을 행하지 않는 슬립 기간에 있어서는 상기 카운터만을 동작시켜서 확산 코드의 생성을 정지하고, 상기 슬립 기간이 종료되면 상기 카운터에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 확산 코드의 생성을 재개하는 것을 포함하는 수신 방법이 제공된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 컴퓨터에, 전지구 측위 시스템에 있어서의 위성으로부터의 신호를 수신하는 것과, 상기 수신한 수신 신호의 주파수를 소정의 중간 주파수로 변환하는 것과, 상기 변환한 중간 주파수의 신호에 있어서의 확산 부호의 위상을 검출하는 동기 포착과 상기 중간 주파수의 신호에 있어서의 캐리어 주파수의 검출을 행하는 것과, 상기 확산 부호에 동기하는 확산 코드를 생성하고, 소정의 주파수로 발진하는 온도 보상된 발진기를 발진원으로 하는 클럭에서 동작하는 카운터를 참조하는 동기 유지부를 이용하여, 상기 동기 포착에 의해 검출된 상기 확산 부호의 위상 및 상기 동기 포착에 의해 검출된 상기 캐리어 주파수를, 복수의 상기 위성에 대응해서 독립적으로 설치된 복수의 채널의 각각에 대하여 상기 위성마다 할당해서 설정하고, 설정한 상기 확산 부호의 위상 및 상기 캐리어 주파수를 이용해서 상기 확산 부호와 캐리어의 동기 유지를 행함과 함께, 상기 중간 주파수 신호에 포함되는 메시지의 복조를 행하는 것과, 상기 복조한 메시지를 이용한 측위 연산을 포함하는 동작 제어를 실행하는 것과, 측위 동작을 행하지 않는 슬립 기간에 있어서는 상기 카운터만을 동작시켜서 확산 코드의 생성을 정지하고, 상기 슬립 기간이 종료되면 상기 카운터에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 확산 코드의 생성을 재개하는 것을 실행시키는, 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기 수신 장치와의 사이에서 명령 및 정보의 수신을 실행하는 휴대 단말기가 제공된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 슬립 기간 중에 계시 기능만을 작동시키고, 슬립으로부터 복귀할 때 계시 기능의 계측 결과로부터, 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산해서 재동기함으로써, 평균 전력 및 피크 전력의 저하를 도모하는 것이 가능한, 신규 또한 개량된 수신 장치, 수신 방법 및 휴대 단말기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관련되는 GPS 모듈의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 도 1의 동기 포착부의 보다 상세한 구성의 일례를 도시하는 블록도.
도 3은 도 1의 동기 포착부의 보다 상세한 구성의 다른 예를 도시하는 블록도.
도 4는 디지털 매칭 필터로부터 출력되는 상관 신호의 피크의 일례를 도시하는 설명도.
도 5는 위성의 궤도 정보인 에페메리스와 알마낙의 데이터 구조를 도시하는 설명도.
도 6은 핫 스타트에 의한 간헐 동작의 개념을 도시하는 설명도.
도 7은 도 1에 도시한 GPS 모듈(10)에 포함되는 동기 유지부(50)의 구성을 도시하는 설명도.
도 8은 도 7에 도시한 채널 회로(100)의 구성을 도시하는 설명도.
도 9는 수신 신호에 있어서의 확산 부호와 확산 코드 생성기의 위상이 DLL의 제어에 의해 동기가 유지되어 있는 상태를 도시하는 설명도.
도 10은 수신 신호와 경과 시간의 관계를 도시하는 설명도.
도 11은 확산 코드 생성기의 스타트 시점을 위성마다 적절하게 설정하는 예를 도시하는 설명도.
도 12는 위성의 도플러 시프트의 변화예를 그래프로 도시하는 설명도.
도 13은 GPS 모듈(10)의 동작을 도시하는 흐름도.
도 14는 CPU(60)가 RTC(64)의 시각의 변환점에 있어서 카운터(90)의 값을 읽는 경우에 대해서 도시하는 설명도.
도 15는 시간과 함께 변화하는 RTC(64)의 주파수의 변화의 일례를 도시하는 설명도.
도 16은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 GPS 모듈(10)이 내장된 디지털 스틸 카메라(200)의 구성을 도시하는 설명도.
도 17a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 GPS 모듈(10)과 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작을 도시하는 흐름도.
도 17b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 GPS 모듈(10)과 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작을 도시하는 흐름도.
도 18a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 GPS 모듈(10)과 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작을 도시하는 흐름도.
도 18b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 GPS 모듈(10)과 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작을 도시하는 흐름도.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.
또한, 설명은 이하의 순서로 행하는 것으로 한다.
<1. 본 발명의 일 실시 형태>
[1-1. 본 발명에 관련되는 GPS 모듈의 하드웨어 구성]
[1-2. 동기 재확립의 방법]
<2. GPS 모듈이 내장되는 기기의 설명>
<3. 정리>
[1-1. GPS 모듈의 하드웨어 구성]
우선, 본 발명에 관련되는 GPS 모듈의 하드웨어 구성에 대해서 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관련되는 GPS 모듈(10)의 하드웨어 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 이하, 도 1을 이용하여 GPS 모듈의 하드웨어 구성에 대해서 설명한다.
도 1을 참조하면，GPS 모듈(10)은, 안테나(12), 주파수 변환부(20), 동기 포착부(40), 동기 유지부(50), CPU(Central Processing Unit)(60), RTC(Real Time Clock)(64), 타이머(68), 메모리(70), XO(수정발진기, X'tal Oscillator)(72), TCXO(Temperature Compensated X'tal Oscillator)(74), 및 체배/분주기(76)를 구비한다.
XO(72)는, 소정의 주파수(예를 들면, 32.768㎑ 정도)를 갖는 신호 D1을 발진시키고, 발진한 신호 D1을 RTC(64)에 공급한다. TCXO(74)는, XO(72)와 상이한 주파수(예를 들면, 16.368㎒ 정도)를 갖는 신호 D2를 발진하고, 발진한 신호 D2를 체배/분주기(76) 및 주파수 신디사이저(28)에 공급한다.
체배/분주기(76)는, TCXO(74)로부터 공급된 신호 D2를, CPU(60)로부터의 지시에 기초하여, 체배 혹은 분주, 또는 그들 쌍방을 행한다. 그리고, 체배/분주기(76)는, 체배, 분주 또는 그 쌍방을 행한 신호 D4를, 주파수 변환부(20)의 주파수 신디사이저(28), ADC(36), CPU(60), 타이머(68), 메모리(70), 동기 포착부(40), 및 동기 유지부(50)에 공급한다.
안테나(12)는, 전지구 측위 시스템의 위성인 GPS 위성으로부터 송신된 항법 메시지 등을 포함하는 무선 신호(예를 들면, 1575.42㎒의 캐리어가 확산된 RF 신호)를 수신하고, 해당 무선 신호를 전기 신호 D5로 변환해서 주파수 변환부(20)에 공급한다.
주파수 변환부(20)는, LNA(Low Noise Amplifier)(22), BPF(Band Pass Filter)(24), 증폭기(26), 주파수 신디사이저(28), 승산기(30), 증폭기(32), LPF(Low Pass Filter)(34), 및 ADC(Analog Digital Converter)(36)를 구비한다. 이 주파수 변환부(20)는, 이하에 도시하는 바와 같이, 안테나(12)에 의해 수신된 1575.42㎒의 높은 주파수를 갖는 신호 D5를, 디지털 신호 처리의 용이화를 위해서, 예를 들면 1.023㎒ 정도의 주파수를 갖는 신호 D14로 다운컨버젼한다.
LNA(22)는, 안테나(12)로부터 공급된 신호 D5를 증폭하고, BPF(24)에 공급한다. BPF(24)는, SAW 필터(Surface Acoustic Wave Filter)로 구성되고, LNA(22)에 의해 증폭된 신호 D6의 주파수 성분 중에서, 특정한 주파수 성분만을 추출해서 증폭기(26)에 공급한다. 증폭기(26)는, BPF(24)에 의해 추출된 주파수 성분을 갖는 신호 D7(주파수 FRF)을 증폭하고, 승산기(30)에 공급한다.
주파수 신디사이저(28)는, TCXO(74)로부터 공급되는 신호 D2를 이용하여, CPU(60)로부터의 지시 D9에 기초해서 주파수 FLO를 갖는 신호 D10을 생성한다. 그리고, 주파수 신디사이저(28)는, 생성한 주파수 FLO를 갖는 신호 D10을 승산기(30)에 공급한다.
승산기(30)는, 증폭기(26)로부터 공급되는 주파수 FRF를 갖는 신호 D8과, 주파수 신디사이저(28)로부터 공급되는 주파수 FLO를 갖는 신호 D10을 승산한다. 즉, 승산기(30)는, 고주파 신호를 IF(Intermediate Frequency) 신호 D11(예를 들면, 1.023㎒ 정도의 주파수를 갖는 중간 주파수 신호)로 다운컨버젼한다.
증폭기(32)는, 승산기(30)에 의해 다운 컨버전된 IF 신호 D11을 증폭하고, LPF(34)에 공급한다.
LPF(34)는, 증폭기(30)에 의해 증폭된 IF 신호 D12의 주파수 성분 중의 저주파 성분을 추출하고, 추출한 저주파 성분을 갖는 신호 D13을 ADC(36)에 공급한다. 또한, 도 1에 있어서는 증폭기(32)와 ADC(36) 사이에 LPF(34)가 배치되는 예를 설명하고 있지만, 증폭기(32)와 ADC(36) 사이에는 BPF가 배치되어도 된다.
ADC(36)는, LPF(34)로부터 공급된 아날로그 형식의 IF 신호 D13을 샘플링함으로써 디지털 형식으로 변환하고, 디지털 형식으로 변환한 IF 신호 D14를, 1비트씩 동기 포착부(40) 및 동기 유지부(50)에 공급한다.
동기 포착부(40)는, CPU(60)에 의한 제어에 기초하여, 체배/분주기(76)로부터 공급되는 신호 D3을 이용하여, ADC(36)로부터 공급되는 IF 신호 D14의 의사 랜덤(PRN:Pseudo-Random Noise) 부호에서의 동기 포착을 행한다. 또한, 동기 포착부(40)는, IF 신호 D14의 캐리어 주파수를 검출한다. 그리고, 동기 포착부(40)는, PRN 부호의 위상이나 IF 신호 D14의 캐리어 주파수 등을 동기 유지부(50) 및 CPU(60)에 공급한다.
동기 유지부(50)는, CPU(60)에 의한 제어에 기초하여, 체배/분주기(76)로부터 공급되는 신호 D3을 이용하여, ADC(36)로부터 공급되는 IF 신호 D14의 PRN 부호와 캐리어의 동기를 유지한다. 보다 상세하게는, 동기 유지부(50)는, 동기 포착부(40)로부터 공급되는 PRN 부호의 위상이나 IF 신호 D14의 캐리어 주파수를 초기값으로서 동작한다. 그리고, 동기 유지부(50)는, ADC(36)로부터 공급되는 IF 신호 D14에 포함되는 항법 메시지를 복조하고, 복조된 항법 메시지, 정밀도가 높은 PRN 부호의 위상 및 캐리어 주파수를 CPU(60)에 공급한다.
CPU(60)는, 동기 유지부(50)로부터 공급되는 항법 메시지, PRN 부호의 위상 및 캐리어 주파수에 기초하여, 각 GPS 위성의 위치나 속도를 산출하고, GPS 모듈(10)의 위치를 계산한다. 또한，CPU(60)는, 항법 메시지에 기초해서 RTC(64)의 시간 정보를 보정해도 된다. 또한，CPU(60)는, 제어 단자, I/O 단자, 및 부가 기능 단자 등에 접속되고, 그밖의 각종 제어 처리를 실행해도 된다.
RTC(64)는, XO(72)로부터 공급되는 소정의 주파수를 갖는 신호 D1을 이용해서 시간을 계측한다. RTC(64)가 계측하는 시간은, CPU(60)에 의해 적절히 보정된다.
타이머(68)는, 체배/분주기(76)로부터 공급되는 신호 D4를 이용해서 계시한다. 이러한 타이머(68)는, CPU(60)에 의한 각종 제어의 개시 타이밍을 결정할 때 등에 참조된다. 예를 들면, CPU(60)는, 동기 포착부(40)에 의해 포착된 PRN 부호의 위상에 기초해서 동기 유지부(50)의 PRN 부호 발생기의 동작을 개시시키는 타이밍을 결정할 때, 타이머(68)를 참조한다.
메모리(70)는, RAM(Random Access Memory)이나 ROM(Read-Only Memory) 등으로 이루어지고, CPU(60)에 의한 작업 공간, 프로그램의 기억부, 항법 메시지의 기억부 등으로서의 기능을 갖는다. 메모리(70)에서는，CPU(60) 등에 의한 각종 처리를 행할 때의 워크 에어리어로서 RAM이 이용된다. 또한，RAM은, 입력된 각종 데이터의 버퍼링, 및, 동기 유지부(50)로부터 얻어진 GPS 위성의 궤도 정보인 에페메리스 및 알마낙, 및 연산 과정에서 생성되는 중간 데이터 또는 연산 결과 데이터의 유지 등을 위해서도 이용될 수 있다. 또한, 메모리(70)에서는, 각종 프로그램이나 고정 데이터 등을 기억하는 수단으로서 ROM이 이용된다. 또한, 메모리(70)에서는，GPS 모듈(10)의 전원이 끊어져 있는 동안에, GPS 위성의 궤도 정보인 에페메리스 및 알마낙, 및 측위 결과의 위치 정보 또는 TCXO1의 오차량 등을 기억하는 수단으로서, 불휘발 메모리가 이용되는 경우가 있다.
또한, 도 1에 도시한 GPS 모듈(10)의 구성 중，XO(72), TCXO(74), 안테나(12) 및 BPF(24)를 제외한 각 블록을, 1칩으로 이루어지는 집적 회로에 실장하는 것도 가능하다.
또한, 상술한 동기 포착부(40)는, 예를 들면, 확산 부호의 동기 포착을 고속으로 행하기 위해, 매칭 필터를 이용한다. 구체적으로는, 동기 포착부(40)는, 매칭 필터로서, 예를 들면 도 2에 도시하는 소위 트랜스버설 필터(40a)를 이용해도 된다. 그 대신에, 동기 포착부(40)는, 매칭 필터로서, 예를 들면 도 3에 도시하는 고속 푸리에 변환(FFT:Fast Fourier Transform)을 이용한 디지털 매칭 필터(40b)를 이용해도 된다.
예를 들면, 도 3을 참조하면, 디지털 매칭 필터(40b)는, 메모리(41), FFT부(42), 메모리(43), 확산 부호 발생기(44), FFT부(45), 메모리(46), 승산기(47), IFFT(Inversed Fast Fourier Transform)부(48), 및 피크 검출기(49)를 갖는다.
메모리(41)는, 주파수 변환부(20)의 ADC(36)에 의해 샘플링된 IF 신호를 버퍼링 한다. FFT부(42)는, 메모리(41)에 의해 버퍼링된 IF 신호를 읽어내어 고속 푸리에 변환한다. 메모리(43)는, FFT부(42)에 있어서의 고속 푸리에 변환에 의해 시간 영역의 IF 신호로부터 변환된 주파수 영역 신호를 버퍼링한다.
한편, 확산 부호 발생기(44)는, GPS 위성으로부터의 RF 신호에 있어서의 확산 부호와 동일한 확산 부호를 발생한다. FFT부(45)는, 확산 부호 발생기(44)에 의해 발생된 확산 부호를 고속 푸리에 변환한다. 메모리부(46)는, FFT부(45)에 있어서의 고속 푸리에 변환에 의해 시간 영역의 확산 부호로부터 변환된 주파수 영역의 확산 부호를 버퍼링한다.
승산기(47)는, 메모리(43)에 버퍼링되어 있는 주파수 영역 신호와 메모리(46)에 버퍼링되어 있는 주파수 영역의 확산 부호를 승산한다. IFFT부(48)는, 승산기(47)로부터 출력되는 승산 후의 주파수 영역 신호를 역고속 푸리에 변환한다. 그것에 의해, GPS 위성으로부터의 RF 신호에 있어서의 확산 부호와 확산 부호 발생기(44)에 의해 발생된 확산 부호 사이의 시간 영역에서의 상관 신호가 취득된다. 그리고, 피크 검출기(49)는, IFFT부(48)로부터 출력되는 상관 신호의 피크를 검출한다.
이러한 디지털 매칭 필터(40b)는, FFT부(42 및 45), 확산 부호 발생기(44), 승산기(47), IFFT부(48), 및 피크 검출기(49)의 각 부의 처리를 DSP(Digital Signal Processor)를 이용해서 실행하는 소프트웨어로서 실현되어도 된다.
도 4는, 상술한 디지털 매칭 필터(40a 또는 40b)에 의해 포착되는 상관 신호의 피크의 일례를 도시하는 설명도이다. 도 4를 참조하면, 1주기분의 상관 신호의 출력 파형 중에서, 상관 레벨이 돌출된 피크 P1이 검출되어 있다. 이러한 피크 P1의 시간축 상의 위치는, 확산 부호의 선두에 상당한다. 즉, 동기 포착부(40)는, 이러한 피크 P1을 검출함으로써, GPS 위성으로부터 수신된 수신 신호의 동기를 검출(즉, 확산 부호의 위상을 검출)할 수 있다.
[1-2. 동기 재확립의 개요]
다음에, 본 실시 형태에 따른 GPS 모듈(10)에 의한 동기 재확립의 개요에 대해서 설명한다. 도 5는, 위성의 궤도 정보인 에페메리스와 알마낙의 데이터 구조를 도시하는 설명도이다. GPS 위성으로부터는 데이터 레이트 50bps이며, 1프레임은 5개의 서브 프레임으로 이루어지고, 최초의 서브 프레임에는 클럭 보정 정보와 위성 정보가, 2번째와 3번째 서브 프레임에는 개별로 위성으로부터 방송되는 궤도 정보인 에페메리스가, 4번째와 5번째 서브 프레임에는 전체 위성으로부터 공통으로 방송되는 궤도 정보인 알마낙이 포함된다.
또한, 1개의 서브 프레임에는 프리앰블(preamble)과 데이터가 저장되고, 30비트의 데이터의 조가 10개 포함되는 구성을 갖고 있다.
도 6은, 핫 스타트에 의한 간헐 동작의 개념을 도시하는 설명도이다. 상술한 바와 같이, 동기의 재확립에 통상적인 GPS 수신기의 초기 기동을 행하는 간헐 동작의 방법에서는, 도 6과 같이 최초로 콜드 또는 웜 스타트에서 초기 측위를 확립한 후에 간헐 동작으로 이행하고, 단시간에 측위 가능한 핫 스타트를 행하는 것이 일반적이다. 이 방법의 경우, GPS 수신기에 있어서는 위성의 수신 신호에 대한 동기 포착부(예를 들면 도 1의 동기 포착부(40))가 동작한다. 동기 포착부는 처리 부하가 크기 때문에 동기 유지부(예를 들면 도 1의 동기 유지부(50))보다 소비 전력이 훨씬 큰 케이스가 많으므로, 평균 전력보다 피크 전력이 배터리로 규정되는 경우에는 부적합하다.
본 실시 형태에서는, 동기 포착부를 사용하지 않고, 동기 유지부만으로 동기를 재확립함으로써, GPS 모듈의 평균 전력 및 피크 전력의 저하를 도모한다. 이 때, 동기 유지부의 내부의 모두를 동작시키는 것은 아니고, 일부만을 동작시킴으로써 슬립 기간 중에 의사적으로 위성 신호를 동기 유지한다.
도 7은, 도 1에 도시한 GPS 모듈(10)에 포함되는 동기 유지부(50)의 구성을 도시하는 설명도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 동기 유지부(50)는, TCXO(74)로부터의 클럭에 기초해서 카운트를 실행하는 카운터(90)와, GPS 위성마다 대응해서 설치되고, GPS 위성의 동기 유지를 행하는 채널 회로(100)를 포함해서 구성된다. 채널 회로(100)는, 코드의 동기를 행하는 코드 트랙킹 루프와, 캐리어의 동기를 행하는 캐리어 트랙킹 루프로 이루어진다. 이렇게 채널 회로(100)를 복수 설치함으로써, 동기 유지부(50)는 복수의 GPS 위성의 동기 유지를 병렬적으로 행할 수 있다.
도 8은, 도 7에 도시한 채널 회로(100)의 구성을 도시하는 설명도이다. 도 8에 도시하는 바와 같이，코스타스 루프(101)와, DLL(102)을 포함해서 구성된다.
코스타스 루프(101)에는, 상술한 IF 신호 D14에 대응하는 IF 신호에 대하여, 후술하는 확산 부호 발생기(PN Generator; 이하, PNG라고 함.)(154)에 의해 발생된 위상이 P(Prompt)로 되는 확산 부호(도 8에 있어서의 Prompt)가 승산기(104)에 의해 승산된 신호가 입력된다. 한편, 채널 회로(100)에 있어서는，DLL(102)에는, 상술한 안테나(12) 및 주파수 변환부(20)에 의해 얻어지는 IF 신호 D14에 대응하는 IF 신호가 입력된다.
코스타스 루프(101)에 있어서는, 입력된 신호에 대하여, NCO(Numeric Controlled Oscillator)(106)에 의해 생성된 재생 캐리어 중의 코사인 성분이 승산기(108)에 의해 승산된다. 한편, 입력된 신호에 대하여, NCO(106)에 의해 생성된 재생 캐리어 중의 사인 성분이 승산기(110)에 의해 승산된다. 코스타스 루프(101)에 있어서는, 승산기(108)에 의해 얻어진 동상 성분의 신호 중 소정의 주파수 대역 성분이 LPF(112)에 의해 통과되고, 이 신호가 위상 검출기(118), 2치화 회로(120) 및 제곱합 산출 회로(122)에 공급된다. 한편，코스타스 루프(101)에서는, 승산기(110)에 의해 얻어진 직교 성분의 신호 중 소정의 주파수 대역 성분이 LPF(114)에 의해 통과되고, 이 신호가 위상 검출기(118) 및 제곱합 산출 회로(122)에 공급된다. 코스타스 루프(101)에서는，LPF(112, 114)의 각각으로부터 출력된 신호에 기초해서 위상 검출기(118)에 의해 검출된 위상 정보가 루프 필터(116)를 거쳐서 NCO(106)에 공급된다. 코스타스 루프(101)에서는, LPF(112, 114)의 각각으로부터 출력된 신호가 제곱합 산출 회로(122)에 공급되고, 이 제곱합 산출 회로(122)에 의해 산출된 제곱합(I2+Q2)이, 위상이 P로 되는 확산 부호에 관한 상관값(P)으로서 출력된다. 또한，코스타스 루프(101)에서는，LPF(112)로부터 출력된 신호가 2치화 회로(120)에 공급되고, 2치화되어 얻어진 정보가 항법 메시지로서 출력된다.
한편，DLL(102)에 있어서는, 입력된 IF 신호에 대하여, PNG(154)에 의해 발생된 위상이 P보다도 진행된 E(Early)로 되는 확산 부호(도 8에 있어서의 Early)가 승산기(124)에 의해 승산된다. 또한, 입력된 IF 신호에 대하여, PNG(154)에 의해 발생된 위상이 P보다도 지연된 L(Late)로 되는 확산 부호(도 8에 있어서의 Late)가 승산기(126)에 의해 승산된다. DLL(102)에 있어서는, 승산기(124)에 의해 얻어진 신호에 대하여, 코스타스 루프(101)에 있어서의 NCO(106)에 의해 생성된 재생 캐리어 중의 코사인 성분이 승산기(128)에 의해 승산된다. 또한, 승산기(124)에 의해 얻어진 신호에 대하여, NCO(106)에 의해 생성된 재생 캐리어 중의 사인 성분이 승산기(130)에 의해 승산된다. 그리고, DLL(102)에 있어서는, 승산기(128)에 의해 얻어진 동상 성분의 신호 중 소정의 주파수 대역 성분이 LPF(132)에 의해 통과되고, 이 신호가 제곱합 산출 회로(136)에 공급된다. 한편，DLL(102)에 있어서는, 승산기(130)에 의해 얻어진 직교 성분의 신호 중 소정의 주파수 대역 성분이 LPF(134)에 의해 통과되고, 이 신호가 제곱합 산출 회로(136)에 공급된다. 또한，DLL(102)에 있어서는, 승산기(126)에 의해 얻어진 신호에 대하여, 코스타스 루프(101)에 있어서의 NCO(106)에 의해 생성된 재생 캐리어 중의 코사인 성분이 승산기(138)에 의해 승산된다. 또한, 승산기(126)에 의해 얻어진 신호에 대하여, NCO(106)에 의해 생성된 재생 캐리어 중의 사인 성분이 승산기(140)에 의해 승산된다. 그리고, DLL(102)에 있어서는, 승산기(138)에 의해 얻어진 동상 성분의 신호 중 소정의 주파수 대역 성분이 LPF(142)에 의해 통과되고, 이 신호가 제곱합 산출 회로(146)에 공급된다. 한편，DLL(102)에 있어서는, 승산기(140)에 의해 얻어진 직교 성분의 신호 중 소정의 주파수 대역 성분이 LPF(144)에 의해 통과되어, 이 신호가 제곱합 산출 회로(146)에 공급된다.
DLL(102)에 있어서는, 제곱합 산출 회로(136, 146)의 각각으로부터 출력된 신호가 위상 검출기(148)에 공급되고, 이들의 신호에 기초해서 위상 검출기(148)에 의해 검출된 위상 정보가 루프 필터(150)를 거쳐서 NCO(152)에 공급된다. 또한，NCO(152)에 의해 생성된 소정의 주파수를 갖는 신호에 기초하여, PNG(154)에 의해 각 위상 E, P, L의 확산 부호가 발생된다. 또한，DLL(102)에 있어서는, 제곱합 산출 회로(136)에 의해 산출된 제곱합(I2+Q2)이, 위상이 E로 되는 확산 부호에 관한 상관값(E)으로서 출력된다. 또한，DLL(102)에 있어서는, 제곱합 산출 회로(146)에 의해 산출된 제곱합(I2+Q2)이, 위상이 L로 되는 확산 부호에 관한 상관값(L)으로서 출력된다.
다음에, 이러한 구성을 갖는 동기 유지부(50)에 의한 간헐적인 동기 유지에 대해서 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에서는, 슬립 기간에 카운터(90)만 동작시키고, 그 이외는 동작을 정지시키고, 슬립으로부터 복귀 후, 카운터(90)에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 동기 유지부(50)에 있어서 그 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 할당한, NCO(152)와 PNG(154)로 이루어지는 확산 코드 생성기를 기동함으로써 재동기를 행한다. 이에 의해, 슬립 상태로부터 복귀 매우 단시간에 동기를 복귀할 수 있고, 기본적으로 동기 포착부(40)를 동작시키지 않고, 또한, 단시간에 측위할 수 있기 때문에, 평균 및 피크 소비 전력을 낮출 수 있다.
이 방법에서는, 슬립 상태에서도 GPS 수신용 발진기(통상은 TCXO(74))가 동작하고 때문에，RTC를 이용하는 방법에 비하면 슬립 상태에서의 소비 전력이 커진다. 그러나, 최근에는 TCXO의 소비 전력도 낮아지고 있어, 연속 측위의 필요는 없어도 어느 정도의 빈도로 측위가 필요한 경우에, 안정되고 저전력에서의 준연속적인 측위가 가능하게 된다.
GPS 위성으로부터의 신호를 수신해서 측위되고 있는 동작 상태에 있어서는, 도 9와 같이 수신 신호에 있어서의 확산 부호와, 도 8에 도시한 NCO(152)와 PNG(154)로 이루어지는 확산 코드 생성기의 위상이 DLL(102)의 제어에 의해 동기가 유지되어 있다. 그러나，GPS 모듈(10)이 슬립 상태로 이행해서 동기 유지부(50)를 완전하게 정지시키면 동기는 유지되지 않게 된다. 슬립 상태로부터 복귀 후에 순식간에 재동기시키기 위해서는, 확산 코드 위상을 1chip(약 1㎲) 이내의 오차로 알 필요가 있지만, 슬립 시에 확산 코드 위상의 정보가 손상되어 있기 때문에 재동기할 수 없다.
그래서 본 실시 형태에서는, 슬립 시에 있어서 위성 신호의 타이밍을 측정하는 카운터인 카운터(90)는 동작시켜 둔다. 카운터(90)는 RTC(64)보다 고분해능인 시각을 새기는 것으로 한다. 이에 의해 동기 유지부(50)는, 동기가 확립되어 있으면 위성으로부터의 수신 신호의 타이밍을 특정할 수 있고, 그 계측한 타이밍의 고분해능인 시각을 이용해서 측위 연산을 행할 수 있다.
확산 코드 생성기는, 도 8에 도시한 NCO(152)와 PNG(154)를 합친 것으로 하고, PNG(154)는 카운터(90)에서 새겨지는 임의의 시각에 확산 부호의 초기 위상에서 기동할 수 있게 한다. GPS의 경우, 위성에 있어서의 확산 코드의 칩 레이트는 1.023㎒이므로, NCO는 1.023㎒를 중심으로 주파수를 가변할 수 있는 구성으로 되어 있고, 이 주파수 설정에 의해 확산 코드의 위상을 진행시키거나, 지연시키거나 할 수 있다.
GPS 수신용 발진기를 기준으로 해서 계측되는 수신 신호에 있어서의 확산 코드의 칩 레이트(fcHz)와 칩 레이트 1.023㎒에 대한 시간 경과에 수반하는 위상의 어긋남(Δp[chip], 1[chip]=1/1.023[㎲ec]으로 함)은, 마찬가지로 GPS 수신용 발진기를 기준으로 해서 계측되는 수신 신호에 있어서의 캐리어 주파수의 공칭값 1,575.42[㎒]로부터 의 어긋남(Δf[Hz]로 함)과 경과 시간(t[sec]로 함)에 비례하여,
fc=1.023×106+Δf/1540[㎐] …(1)
Δp =-Δf/1540·t …（2)
의 관계가 있음이 알려져 있다. 도 10은, 수신 신호와 경과 시간의 관계를 도시하는 설명도이다. Δf는 캐리어의 동기를 행하는 캐리어 트랙킹 루프에서 위성마다 검출할 수 있다. 수신 신호의 캐리어 주파수는 도플러 시프트량의 차이로부터 위성마다 상이하고, 따라서, 확산 코드 위상의 어긋남 방법도 위성마다 상이하다.
그러나, 카운터(90)가 슬립 시에 동작하고 있고, 슬립 상태에 들어가기 전에 동기가 확립되어 있던 위성에 대해서는, 슬립에 들어가기 전의 소정의 시각에 있어서의 확산 코드 위상 및 Δf가 기지이므로, 슬립으로부터 복귀한 후의 임의의 시각에 있어서의 각 위성의 확산 코드 위상은 식 (2), 확산 코드의 칩 레이트는 식 (1)을 계산함으로써 예측할 수 있다. 따라서, 슬립 상태로부터 복귀한 후의, 각 위성의 확산 코드 주기의 스타트 시점, 즉, 위상 0로 되는 Δp, t와 NCO(152)의 주파수를 결정하고, 상기 소정의 시각으로부터 t경과 후에 확산 코드 생성기를 기동하도록 동기 유지부(50)의 전체가 기동함으로써, 적은 위상 오차로 동기 유지 동작을 복귀할 수 있다. 도 11은, 확산 코드 생성기의 스타트 시점을 위성마다 적절하게 설정하는 예를 도시하는 설명도이다. 적은 위상 오차로 슬립 상태로부터 동기 유지부(50)의 전체가 복귀한 경우, 동기 유지부의 제어에 의해 위상 오차는 0 부근으로 되돌아가서, 순식간에 동기를 재확립할 수 있다.
이상과 같이, 슬립 기간에 카운터(90)만 동작시키고, 그 이외는 동작을 정지시키고, 슬립으로부터 복귀 후, 카운터(90)에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 동기 유지부(50)에 있어서 그 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 할당한 확산 코드 생성기를 기동함으로써, 슬립으로부터 복귀 후, 순식간에 동기를 재확립할 수 있는 간헐 동작이 가능하게 된다.
GPS 모듈(10)의 슬립 상태에 있어서는，GPS 위성으로부터의 신호를 수신할 필요도, 현재값의 측위 연산을 행할 필요도 없으므로, 동기 유지부(50)의 확산 코드 생성기와 카운터(90) 이외의 주파수 변환부(20), 동기 포착부(40), CPU(60), 백업용 이외의 메모리(70)의 동작도 정지하면 된다. 이렇게 동작을 정지함으로써, 슬립 시의 GPS 모듈(10)의 소비 전력은, 거의 GPS 수신용 발진기인 TCXO(74)와 동기 유지부(50)의 확산 코드 생성기와 카운터(90)에 의한 것으로 된다. 백업용 메모리는, 슬립 전의 위치 정보 등을 유지하는 데 이용한다. 또한, 플래시 메모리와 같은 불휘발 메모리를 이용 가능한 경우에는 반드시 SRAM에 의한 백업 메모리는 필요가 없다.
위성의 도플러 시프트는 고정값이 아니라 시간적으로 변화하고, 그것에 의해서 칩 레이트가 변화한다. 도 12는, 위성의 도플러 시프트의 변화예를 그래프로 도시하는 설명도이다. 도 12에 도시한 그래프는, 횡축에 시간을, 종축에 도플러 시프트를 나타내고 있다. 이렇게, 위성의 도플러 시프트는 고정값이 아니라 시간적으로 변화하는 것을 알았다. 그 때문에, 간헐 시간의 간격이 짧은 경우에는 상기 식 (1), (2)에 의한 예측으로 충분하지만, 간헐 시간이 긴 경우에는 확산 코드 위상의 예측과 실제의 오차가 1chip을 초과하게 되고, 슬립 상태로부터 복귀한 후에, 순식간에 동기를 재확립할 수 없다. 이것은 도플러 시프트의 시간 변화율이 높을 때일수록 현저하며, 발진기의 변동이 전혀 없는 이상 상태라도, 예를 들면 확산 코드 위상의 예측과 실제의 오차가 1chip을 초과할 때까지 30초 기다리지 않는 케이스가 나온다. 그래서, 간헐 시간을 길게 하기 위해서는, 확산 코드 위상의 예측 계산을 도플러 시프트의 변화를 고려해서 보정하면 된다.
도 12에 도시하는 바와 같은, 위성의 도플러 시프트의 시간적으로 변화를 고려하면, 상기 식 (1), 및 식 (2)는, fc, Δf, Δp를 시간 t의 함수라 하면,
fc(t)=1.023×106+Δf(t)/1540[㎐] …(3)
Δp(t)=-∫t 0Δf(t)/1540·dt …（4)
로 된다. t=0은 기점으로 되는 시간을 나타내는 것으로, 간헐하는 시간이 수 분의 오더이면, 도 12와 같은 도플러 시프트의 변화는 1차식으로,
Δf(t)=Δf(0)(1+a·t) …(5)
Δp(t)=-Δf(0)/1540·t·(1+ a/2Δf(0)·t) …(6)
와 근사할 수 있다. 여기서, Δf(0)=Δf(t=0), a는 시간 변화의 기울기, 즉, 도 12와 같은 곡선에 있어서의 미분값이다. 식 (5), (6)에서 a=0이라 하면, 식 (1), (2)와 일치한다.
전술한 식 (1), (2)에 의한 예측은, 식 (5), (6)에 있어서, 슬립 상태 사이에,
fc=1.023×106+Δf(0)/1540 …(7)
의 칩 레이트를 상정하는 것과 동일한 의미를 가지므로, 슬립 상태에 있어서의 도플러 시프트의 시간 변화는 고려되지 않는다. 그 때문에, 확산 코드의 위상은 시간 t에 대하여,
Δp(t)=-a/2·t2/1540 …(8)
어긋나게 된다. 예를 들면, t=30sec, a=1㎐/sec의 경우, 어긋남은 0.29 칩으로 되므로, 슬립 상태로부터 복귀 후, DLL의 제어에 의해 어긋남을 보정할 수 있는 범위에 있지만, t=60sec의 경우에는, 1.17칩이나 어긋나게 되므로, 슬립 상태로부터 복귀 후, 어긋남을 DLL은 보정할 수 없고, 위성으로부터의 수신 신호를 순식간에 재동기할 수 없게 된다.
그러나, GPS 모듈(10)은 슬립 상태에 들어가기 전에, Δf(0)의 실측값을 갖고, 에페메리스와 측위 결과를 이용해서 t=T초 후의 Δf 및 a=(Δf(T)-Δf(0))/T를 계산할 수 있다. 따라서 GPS 모듈(10)은, t=T초 후의 도플러 시프트에 의한 확산 코드의 위상 어긋남의 계산에 식 (6)을 이용하고, 확산 코드 주기의 개시점으로 되는 Δp(T)를 결정하고, 위성마다 t=T에 관한 이차방정식을 풀어, 확산 코드 위상의 개시점을 예측함으로써, t=T초 후에 있어서의 확산 코드의 위상 어긋남을 보정할 수 있다. 또한，NCO(152)의 주파수는 식 (3)에서 t=T로서 계산되는 값으로 설정하면 된다.
그리고, GPS 모듈(10)이 슬립 시간을 결정할 수 있는 경우에는, 슬립 시간을 T로 해서 식 (6)의 보정을 행하면, 슬립 상태를 거쳐, T초 후에 NCO(152) 및 PNG(154)로 이루어지는 확산 코드 생성기를 기동했을 때에는, 확산 코드 위상의 어긋남은 1칩보다 충분히 작은 값이 되고, 채널 회로(100)에 있어서의 DLL(102)의 제어에 의해 순식간에 재동기를 확립할 수 있게 된다.
이상의 도플러 시프트의 변화에 대한 보정 방법은, 도플러 시프트에 의한 캐리어 보정의 방법을 식 (5)와 같은 1차 근사로 설명했지만, 2차 이상의 근사도 가능한 것은 물론이다.
또한, 실제 사용 상황에서는，GPS 모듈(10)이 이동하므로, 그 도플러 시프트에 의한 확산 코드 위상의 어긋남도 추가된다. t=0 시점의 실측값 Δf(0)는 GPS 모듈(10)의 이동에 의한 도플러 시프트분도 포함하고 있고, t=0 시점에서의 GPS 모듈(10)의 이동 속도, 가속도는 계산 가능하므로, 예를 들면, GPS 모듈(10)의 이동에 의한 도플러 시프트도 1차 근사하여, 그 분만큼을 식 (7) 혹은 식 (8)의 Δf(T)에 추가함으로써, GPS 모듈(10)의 이동에 의한 확산 코드 위상의 어긋남도 근사가 성립하는 범위에 있어서 보정할 수 있다.
상기 보정을 이용하면, 동기 유지부(50)는, 채널 회로(100)에 있어서의 DLL(102)의 제어에 의해 재동기를 확립할 수 있다. 예를 들면, GPS 모듈(10)이 슬립에 들어가는 시간과 슬립으로부터 복귀하는 시간을 단독으로 결정할 수 있는 경우에는, 슬립 상태에 들어가기 전에 상기 보정 계산을 행하고, 사전에 슬립 상태로부터 복귀한 후에 각 위성에 대한 확산 코드 생성기의 기동 시각을 결정해 두어도 된다. 슬립에 들어가는 시간 및 복귀하는 시간을 결정하는 것이 GPS 수신 기능의 외부, 예를 들면, GPS 모듈(10)을 탑재한 시스템의 호스트 CPU인 경우에는, GPS 수신 기능 단독으로는 슬립 상태로 옮길 때, 다음에 기동할 때까지의 슬립 시간을 알 수 없다. 그 경우, 시스템이 슬립에 들어가는 시간 및 복귀하는 시간을 결정하고, GPS 모듈(10)에 전달한다. GPS 모듈(10)은 전달된 시간 정보에 따라 상기 보정을 행하면 된다.
GPS 모듈(10)을 탑재한 시스템의 호스트 CPU에서도 슬립 상태에 들어가기 전에 다음 기동까지의 시간을 결정할 수 없는 경우가 있다. 또한, 호스트 CPU가 다음에 기동할 때까지의 시간을 일단 결정할 수 있어도, 실제로 그대로 되지 않는 케이스도 있을 수 있다. 예를 들면, 카메라 등 유저의 조작에 의존해서 측위를 행하는 케이스가 해당한다. 그 경우에는, GPS 모듈(10)은, 슬립 상태로부터 복귀 후, 마찬가지로 식 (6)으로부터 각 위성에 대한 확산 코드 생성기의 기동 시각을 결정하면 된다.
다음에，GPS 모듈(10)의 동작에 대해서 설명한다. 도 13은, GPS 모듈(10)의 동작을 도시하는 흐름도이다. 이하, 도 13을 이용하여 GPS 모듈(10)의 동작에 대해서 설명한다.
우선，GPS 모듈(10)이 초기 기동해서 도 1에 도시한 GPS 모듈(10)의 각 부에 통전된다(스텝 S101). 계속해서, GPS 모듈(10)에 의한, GPS 위성으로부터의 전파를 수신한 초기 측위가 행해진다(스텝 S102). GPS 모듈(10)의 초기 기동 및 초기 측위는, 도 6에 도시한 최초의 동기 포착 및 추적/측위의 기간에 해당한다. 이 스텝 S102에 있어서의 초기 측위에 의해, GPS 모듈(10)은 에페메리스를 취득한다.
GPS 모듈(10)은, 상기 스텝 S102에서 초기 측위를 실행하면, 계속해서, 슬립에 들어가는 시간 ts 및 슬립으로부터 복귀하는 시간 tw를 결정한다(스텝 S103). 이 슬립에 들어가는 시간 ts 및 슬립으로부터 복귀하는 시간 tw는, GPS 모듈(10)의 동작 환경(GPS 모듈(10)이 내장되는 기기나 해당 기기의 동작 상태 등)에 따라서 임의의 값을 설정할 수 있다.
상기 스텝 S103에 있어서, 슬립에 들어가는 시간 ts 및 슬립으로부터 복귀하는 시간 tw가 결정되면, 계속해서 GPS 모듈(10)은, 슬립에 들어가는 시간 ts까지 대기하는 웨이트 처리를 실행한다(스텝 S104). 그리고, 슬립에 들어가는 시간 ts에 도달하면，GPS 모듈(10)은 슬립으로부터 복귀하는 시간 tw까지 슬립하는 슬립 처리를 실행한다(스텝 S105). 이 슬립 처리는 카운터(90)만을 동작시키고, 기타의 구성을 정지시키는 것이다.
그 후, 카운터(90)의 계시에 의해 슬립으로부터 복귀하는 시간 tw에 도달하면, GPS 모듈(10)은 슬립 상태로부터 복귀하는 웨이크 업 처리를 실행한다(스텝 S106). 이 웨이크 업 처리는, 상기 스텝 S105에서 정지시킨 구성을 동작시키는 처리이다. 상기 스텝 S105에서 정지시킨 구성이 동작함으로써 GPS 모듈(10)은 슬립 상태로부터 복귀한다.
상기 스텝 S106에서 웨이크 업 처리가 실행되면, 계속해서, GPS 모듈(10)은, 상기 스텝 S103에서 결정한 시간을 이용한 보정 처리를 실행한다(스텝 S107). 이 스텝 S107에 있어서의 보정 처리는, 슬립으로부터 복귀하는 시간 tw 후에, 동기 유지부(50)를 기동시키는 시각을 위성마다 설정하는 처리이며, 구체적으로는 상기 식 (7)을 이용한 보정 계산이다.
상기 스텝 S107에서 보정 처리가 실행되면, 계속해서, GPS 모듈(10)은 현재값의 측위 처리를 실행한다(스텝 S108). 이에 의해，GPS 모듈(10)이 슬립 상태에 있는 경우에도 의사적으로 동기 유지를 행할 수 있고，GPS 모듈(10)은, 슬립 상태로부터 복귀하고나서 곧 측위 처리를 실행할 수 있다.
상기 스텝 S108에서 현재값의 측위 처리가 실행되면, 계속해서 GPS 모듈(10)은 슬립 상태로의 이행을 계속할지 여부를 판단한다(스텝 S109). 슬립 상태로의 이행을 계속할지 여부는, 예를 들면 GPS 모듈(10)의 동작 환경(GPS 모듈(10)이 내장되는 기기나 해당 기기의 동작 상태 등)에 의해 결정되도록 해도 된다.
상기 스텝 S109에서의 판단의 결과, 슬립 상태로의 이행을 계속하는 경우에는, 상기 스텝 S103으로 되돌아가고, GPS 모듈(10)은, 슬립에 들어가는 시간 ts 및 슬립으로부터 복귀하는 시간 tw를 결정한다. 한편, 상기 스텝 S109에서의 판단의 결과, 슬립 상태로는 이행하지 않는 경우에는, GPS 모듈(10)은, 슬립 상태로의 이행 처리를 종료한다.
이상, 도 13을 이용하여 GPS 모듈(10)의 동작에 대해서 설명하였다. GPS 모듈(10)은 이렇게 동작함으로써, GPS 모듈(10)이 슬립 상태에 있는 경우에도 의사적으로 동기 유지를 행할 수 있고，GPS 모듈(10)은, 슬립 상태로부터 복귀하고나서 곧 측위 처리를 실행할 수 있다.
GPS 모듈(10)이 슬립에 들어가는 시간 및 복귀하는 시간을 결정하는 것이 GPS 수신 기능의 외부, 예를 들면, GPS 모듈(10)을 탑재한 시스템의 호스트 CPU인 경우에는, GPS 수신 기능 단독으로는, GPS 모듈(10)이 슬립 상태로 옮길 때, 다음에 기동할 때까지의 슬립 시간을 알 수 없다. 그 경우, 시스템이 슬립에 들어가는 시간 및 복귀하는 시간을 결정하고, GPS 모듈(10)이 내장된 GPS 모듈(10)에 전달한다. GPS 모듈(10)이 내장된 GPS 모듈(10)은 전달된 시간 정보에 따라 상기 보정을 행하면 된다.
이상, GPS 모듈(10)을 예로, 슬립 기간에 카운터(90)를 동작시키고, 그 이외는 동작을 정지시키고, 슬립으로부터 복귀 후, 카운터에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 동기 유지부에 있어서 그 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 할당한 확산 코드 생성기를 기동함으로써, 슬립 상태로부터 복귀 후에 매우 단시간에 동기를 복귀함으로써, 동기 포착부를 동작시키는 일없이, 또한, 단시간에 측위할 수 있도록 하고, 평균 및 피크 소비 전력을 낮추는 간헐 동작 방법을 나타냈지만, 본 발명은 GPS 이외의 GNSS 수신기에 있어서도 기본적으로 적용 가능하다.
또한, 도 7에 있어서는 카운터(90)가 동기 유지부(50)에 포함되는 것으로 하고 있지만, 카운터(90)는 반드시 동기 유지부(50)의 내부에 포함되어 있을 필요는 없고, 동기 유지부(50)의 외부에 카운터(90)가 설치되는 구성이어도 된다.
슬립 기간에 카운터(90)를 동작시키는 상기 방법은, GPS 수신기용 발진기인 TCXO(74)가 동작함으로써 슬립 기간 중의 소비 전력이 거의 0이라고 말할 수 있을 정도까지는 낮아지지 않지만, 슬립 기간 중에 RTC(64)만 동작시키는 방법보다 안정된 간헐 동작이 가능한 것은 전술한 바와 같다. 단, 간헐 시간을 특히 길게 취하지 않는 용도에 있어서는, 슬립 중에 카운터(90)도 정지시켜, TCXO(74)보다도 정밀도가 떨어지는 RTC(64)에서 슬립 중의 시간 설정을 대용하는 것은 가능하다.
통상적으로，GPS 수신기는 RTC를 갖고, 슬립 상태가 아닌 액티브한 상태에서는 카운터(90)와 RTC(64)는 동시에 동작하고 있다. 예를 들면 도 14와 같이, CPU(60)가 RTC(64)의 시각의 변환점에 있어서 카운터(90)의 값을 읽는 기능은 용이하게 GPS 모듈(10)에 실장할 수 있고, 대부분의 경우, RTC(64)에 의한 시각을 정확한 GPS 시각에 맞추기 위해서, 유사한 기능을 갖고 있다. 또한, 실제의 GPS 모듈에 있어서는, 도 14보다 훨씬 RTC(64)와 카운터(90) 및 CPU 클럭의 비는 크다.
이러한 기능을 이용하여, RTC(64)에 의한 복수의 시각에서 카운터(90)의 값을 참조함으로써, GPS 모듈(10)은 RTC(64)의 주기를 보다 정확하게 알 수 있고, 슬립 중에 RTC(64)에서 경과한 시간을 카운터(90)에 의한 경과 시간으로 환산할 수 있다. 슬립 상태로의 이행과 슬립 상태로부터의 복귀가 RTC(64)에 동기해서 행해지고, 또한, 슬립 직전에 RTC(64)의 시각과 카운터(90)의 값의 복수개의 조가 백업 메모리(메모리(70))에 기록된다. 그리고, 슬립으로부터 복귀 후, 그 백업 메모리에 기록한 정보를 이용하여, 슬립 시간을 카운터(90)의 경과 시간으로 환산할 수 있으면, 그 환산값으로 복귀 후의 카운터(90)의 값을 부가함으로써, 동기 포착부(40)를 사용하지 않고 동기를 순식간에 재확립하는 방법을, 마찬가지로 GPS 모듈(10)에 적용할 수 있다.
RTC(64)에 의한 시각은 정밀도 외에, 안정도도 TCXO(74)의 클럭을 근원으로 하는 카운터(90)보다 상당히 떨어지므로, 간헐 시간을 길게 할 수 없다. 그러나，RTC(64)의 주파수의 시간 변화가 일정 시간에 있어서 단순한 변화인 경우에는, RTC(64)의 주파수의 시간 변화를 모델화하고, 상기 환산값에 보정을 부가함으로써 간헐 시간을 길게 할 수 있다. 즉, 메모리(70)는, 임의의 2시점간의 카운터(90)의 값과, 그 시점간에 있어서의 RTC(64)에 의한 경과 시간의 비를 1개 이상 기억해 둔다. 그리고, 슬립 기간이 완료되면 메모리(70)에 기억한 경과 시간의 비의 정보를 이용하고, 카운터(90)에 의한 경과 시간과 RTC(64)에 의한 경과 시간의 비를 예측하여, 그 예측 결과를 이용해서 RTC(64)에 의한 경과 시간을 카운터(90)에 의한 경과 시간으로 환산한다. 이에 의해，RTC(64)의 주파수의 시간 변화를 모델화할 수 있어, 간헐 시간을 보다 길게 취할 수 있다.
예를 들면, RTC(64)의 주파수 fr(t)을 어느 시간 구간에 있어서 1차식으로 근사할 수 있고, 또한, RTC(64)의 1주기 내에서 주파수를 일정하다고 간주할 수 있다면, n주기째의 fr(n)과 1주기 길이 Tr(n)은
fr(n)≒ fr(0)·(1+ b·n) …(9)
Tr(n)≒ Tr(0)·(1- b·n) …(10)
과 같이 근사할 수 있고, 슬립 기간이 RTC(64)의 N주기이면, 슬립 기간은
ΣN-1 0Tr(n)= N·Tr(0)·[1-b·(N-1)/2] …(11)
로 되고, 예를 들면, b=[fr(N-1)-fr(0)]/N으로 함으로써 어림할 수 있다. 식 (11)의 근사를 이용해서 보정을 행함으로써 RTC(64)의 주파수의 변화가 완만한 경우에는 RTC(64)에 의한 시각의 정밀도가 개선되어, 간헐 시간을 어느 정도 길게 할 수 있다. 여기서는, 1차식으로 근사했지만, RTC(64)에 의한 3점 이상의 시각에 있어서의 카운터(90)의 값을 참조할 수 있으면 2차식 이상에서의 근사도 가능하다.
그러나，RTC(64)의 주파수의 변화는 단순하지 않고, 예를 들면 도 15와 같이 온도나 전원 전압에 의해 급격하게 변화하는 경우가 있고, 시간 변화를 모델화해서 RTC(64)의 주파수를 예측하는 것이 어려운 경우가 많이 있다. 그러한 케이스에서는, 상기 보정을 이용해도 개선되지 않고, 변화량이 크면 위성 신호의 동기를 유지할 수 없게 되는 경우가 있다. 그러한 경우에는 동기 포착부(40)를 동작시켜서 다시 재동기해야만 하지만, 소비 전력을 억제하기 위해서는 동기 포착부(40)의 동작을 되도록이면 줄이는 것이 바람직하다.
그래서，RTC(64)의 주파수의 변화가 적다고 예측되는 경우에는, 슬립 시간에 RTC(64)만 동작시키도록 하고, 변화가 커진다고 예측되는 경우에는, RTC(64)를 참조하지 않고, 슬립 시간에 카운터(90)를 동작시키는 방법으로 변경한다. 이렇게 RTC(64)의 주파수의 변화를 예측하면, 동기 포착부(40)는, RTC(64)만 동작시킨 경우에 RTC(64)의 주파수 변화가 예측보다 변화가 커진 경우 이외에는 거의 사용하지 않아도 된다. RTC(64)의 변화가 커진다고 하는 예측에는, RTC(64)에 의한 3점 이상의 시각에 있어서의 카운터(90)의 값을 참조함으로써, 예를 들면, RTC(64)의 클럭에 의한 카운터(90)의 환산값의 변화를 이용할 수 있고, 변화량이 소정의 값 이상인 경우에는, RTC(64)의 주파수의 변화율이 크고, 식 (11)의 적용이 곤란하다고 판단하여, 슬립 시에 카운터(90)를 동작시킨다고 하는 변경이 가능하게 된다.
<2. GPS 모듈이 내장되는 기기의 설명>
다음에，GPS 모듈이 내장되는 기기의 구성에 대해서, GPS 모듈(10)을 디지털 스틸 카메라에 내장한 경우를 예로 들어 설명한다. 도 16은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 GPS 모듈(10)과 정보를 수신하는 디지털 스틸 카메라(200)의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 16에 도시한 바와 같이，GPS 모듈(10)과 정보를 수신하는 디지털 스틸 카메라(200)는, I/O(210)와, 메모리(220)과, 표시부(230)와, 신호 처리부(240)와, 촬상부(250)와, 센서(260)와, CPU(270)와, 타이머 등의 각종 주변 장치(280)와, 기록 매체(290)를 포함해서 구성된다.
I/O(210)는, 유저에 의해 입력된 조작 내용이나, 외부의 GPS 모듈(10)로부터의 정보 그 밖의 신호를 수신하기 위한 인터페이스이다. I/O(210)는, GPS 모듈(10)에 커맨드를 출력하거나, GPS 모듈(10)로부터의 정보를 입력하거나 한다. 또한 I/O(210)는, 디지털 스틸 카메라(200)의 유저로부터의 입력을 접수하거나, 퍼스널 컴퓨터로부터 데이터를 수신하거나, 각종 무선 통신 수단으로부터 무선 신호를 수신하거나 한다.
신호 처리부(240)는, 촬상부(250)로부터 출력된 촬상 신호에 대하여 소정의 신호 처리를 실시하는 것이며, 이 신호 처리가 실시된 화상 신호(화상 데이터)를, 베이스밴드의 디지털 비디오 데이터로서 CPU(270)에 출력한다. 즉, 신호 처리부(240)는, 촬상부(250)로부터 출력된 촬상 신호에 대하여, CDS(Correlated Double Sampling) 회로에 의해 화상 정보를 갖는 신호만을 샘플링함과 함께 노이즈를 제거한다. 그리고, AGC(Auto Gain Control) 회로에 의해 게인을 조정하여, A/D(Analog/Digital) 변환 회로에 의해 디지털 신호로 변환된다. 또한, 변환 후의 디지털 신호에 대하여 검파계의 신호 처리를 실시하여, R(적색), G(녹색) 및 B(청색)의 각 색의 성분을 취출하고, γ 보정이나 화이트 밸런스 보정 등의 처리가 행해진다. 그리고, 최종적으로 1개의 베이스밴드의 디지털 비디오 데이터로서 CPU(270)에 출력된다.
또한, 신호 처리부(240)는, 촬상부(250)로부터 출력된 촬상 신호에 기초하여, 표시부(230)에 촬상 화상(소위, 스루 화상)을 표시시키기 위한 영상 신호를 생성한다. 이 표시부(230)로서, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 소자를 이용할 수 있다.
촬상부(250)는, 광학계 및 촬상 소자를 구비한다. 이 광학계는, 피사체로부터의 광을 집광하기 위한 복수의 렌즈(줌렌즈, 포커스 렌즈(도시 생략) 등)나 아이리스(iris)(도시 생략) 등으로 구성되고, 입사된 피사체로부터의 광이 이들 렌즈나 아이리스를 거쳐서 촬상 소자에 공급된다. 이 촬상 소자는, 광학계를 거쳐서 입사된 피사체로부터의 광을 아날로그의 촬상 신호(화상 신호)로 광전 변환하고, 이 광전 변환된 아날로그의 촬상 신호를 신호 처리부(240)에 출력한다. 또한, 촬상 소자로서, 예를 들면, CCD(Charge Coupled Device) 센서나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서 등을 이용할 수 있다.
CPU(270)는, 디지털 스틸 카메라(200)의 각 부의 동작을 제어하는 것이다. 또한 각종 주변 장치(280)는 타이머 등으로 이루어지고, 디지털 스틸 카메라(200)의 내부의 각종 동작에 이용되는 것이다. 또한, 메모리(220)는 ROM, RAM 등으로 이루어지고, 디지털 스틸 카메라(200)의 동작을 위해 각종 정보나 프로그램이 저장되는 것이다.
기록 매체(290)는, CPU(270)에 의한 기록 제어에 기초해서 동화상 파일 등의 정보를 기억하는 기록 매체이다. 예를 들면, 기록 매체(290)는, 신호 처리부(240)로부터 출력된 디지털 비디오 데이터를 기억한다. 또한, 기록 매체(290)는, 동화상 파일을 관리하는 동화상 관리 파일을 기억한다. 또한, 기록 매체(290)는, 디지털 스틸 카메라(200)에 내장하도록 해도 되고, 디지털 스틸 카메라(200)로부터 착탈 가능하도록 해도 된다. 또한, 기록 매체(290)로서, 반도체 메모리, 광 기록 매체, 자기 디스크, HDD(Hard Disk Drive) 등의 여러 가지의 것을 이용할 수 있다. 또한, 광 기록 매체는, 예를 들면, 기록 가능한 DVD(Digital Versatile Disc), 기록 가능한 CD(Compact Disc), 블루레이 디스크(Blu-ray Disc(등록상표)) 등을 이용할 수 있다.
디지털 스틸 카메라(200)로부터 GPS 모듈(10)에는, GPS 모듈(10)의 온/오프, 위치 정보 요구, 측위 모드·시간 간격 지정, 데이터 형식 지정 그 밖의 커맨드가 송신된다. 한편，GPS 모듈(10)로부터 디지털 스틸 카메라(200)에는, 위치, 시간, 정밀도 정보, 위성 수신 상황 등의 측위 관련 정보가 송신된다.
이상, 도 16을 이용하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 GPS 모듈(10)과 정보를 수신하는 디지털 스틸 카메라(200)의 구성에 대해서 설명하였다. 다음에，GPS 모듈(10) 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작에 대해서 설명한다.
도 17a 및 도 17b는, GPS 모듈(10) 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작을 도시하는 흐름도이다. 도 17a 및 도 17b는, 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)와, GPS 모듈(10)의 CPU(60)와, GPS 모듈(10)의 코어 부분(주파수 변환부(20), 동기 포착부(40), 동기 유지부(50))의 동작에 대해서 나타낸 것이다. 이하, 도 17a 및 도 17b를 이용해서 GPS 모듈(10) 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작에 대해서 설명한다.
도 16의 CPU(270)(시스템 CPU)로부터는, GPS 모듈(10)에 대하여 측위 개시 요구를 보낸다(스텝 S201). CPU(270)로부터의 측위 개시 요구를 받은 GPS 모듈(10)의 CPU(60)(GPS 수신기 CPU)는, GPS 모듈(10)의 코어 부분(주파수 변환부(20), 동기 포착부(40), 동기 유지부(50))에 초기 기동을 지시한다(스텝 S202). GPS 모듈(10)의 코어 부분에 초기 기동을 지시한 CPU(60)는, CPU(270)에 준비가 완료한 것을 통지한다(스텝 S203). 또한 CPU(60)로부터 초기 기동이 지시된 GPS 모듈(10)의 코어 부분은 각종 초기 설정을 개시한다(스텝 S204).
그 후, 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)(시스템 CPU)는, GPS 모듈(10)에 대하여 간헐 측위를 지시함과 함께, 그 간헐 측위의 시간 간격을 지정한다(스텝 S205). CPU(270)로부터의 측위 개시 요구를 받은 GPS 모듈(10)의 CPU(60)는, GPS 모듈(10)의 코어 부분에 초기 측위 개시를 지시한다(스텝 S206). 초기 측위 개시 지시를 받은 GPS 모듈(10)의 코어 부분은, GPS 위성으로부터의 전파를 수신하여, 동기 처리를 실행한다(스텝 S207).
GPS 모듈(10)의 코어 부분이 전파의 수신 처리·동기 처리를 실행하면，CPU(60)에 대하여, 의사 거리, 시간, 전파의 수신 상황의 정보를 통지한다(스텝 S208). CPU(60)는, GPS 모듈(10)의 코어 부분으로부터 통지된 정보를 이용해서 측위 연산을 실행함과 함께, 보정 처리를 위한 보정값을 계산한다(스텝 S209). 측위 연산을 실행한 CPU(60)는, 위치 정보, 시간, 정밀도 정보, 수신 상황의 정보를 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)에 통지하고(스텝 S210), CPU(270)는 CPU(60)로부터 통지된 정보를 이용해서 현재값의 위치를 표시부(230)에 표시한다(스텝 S211).
계속해서 CPU(60)는 GPS 모듈(10)의 코어 부분에 웨이트 처리 및 슬립 처리를 지시한다(스텝 S212). CPU(60)로부터의 지시를 받은 GPS 모듈(10)의 코어 부분은 웨이트 처리 및 슬립 처리를 실행한다(스텝 S213). 이에 의해 GPS 모듈(10)의 코어 부분은 카운터(90)만이 동작하고 있는 상태로 된다.
CPU(60)는, 상기 스텝 S205에서 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)로부터 통지된 시간 간격에 기초해서 시간을 카운트한다(스텝 S214). 그리고, 소정의 시간이 되면 CPU(60)는 GPS 모듈(10)의 코어 부분에 웨이크 업 처리를 지시한다(스텝 S215). CPU(60)로부터의 지시를 받은 GPS 모듈(10)의 코어 부분은 웨이크 업 처리를 실행함과 함께, GPS 위성으로부터의 전파를 수신하여, 동기 처리를 실행한다(스텝 S216).
계속해서, CPU(60)는 보정 처리를 위한 보정값을 계산하고(스텝 S217), CPU(60)는 스텝 S217에서 계산한 보정값을 이용한 보정 처리에 의해 GPS 모듈(10)의 코어 부분에 기동을 지시한다(스텝 S218). 이 보정 처리는, 슬립으로부터 복귀한 후에, 동기 유지부(50)를 기동시키는 시각을 위성마다 설정하는 처리이며, 구체적으로는 상기 식 (7)을 이용한 보정 계산이다. CPU(60)로부터의 기동 지시를 받으면, 동기 유지부(50)는 기동 처리를 개시한다(스텝 S219).
GPS 모듈(10)의 코어 부분은, 전파의 수신 처리·동기 처리를 실행하면，CPU(60)에 대하여, 의사 거리, 시간, 전파의 수신 상황의 정보를 통지한다(스텝 S220). CPU(60)는, GPS 모듈(10)의 코어 부분으로부터 통지된 정보를 이용해서 측위 연산을 실행한다(스텝 S221). 측위 연산을 실행한 CPU(60)는, 위치 정보, 시간, 정밀도 정보, 수신 상황의 정보를 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)에 통지하고(스텝 S222), CPU(270)는 CPU(60)로부터 통지된 정보를 이용해서 현재값의 위치를 표시부(230)에 표시한다(스텝 S223).
계속해서 CPU(60)는 GPS 모듈(10)의 코어 부분에 웨이트 처리 및 슬립 처리를 지시한다(스텝 S224). CPU(60)로부터의 지시를 받은 GPS 모듈(10)의 코어 부분은 웨이트 처리 및 슬립 처리를 실행한다(스텝 S225). 이에 의해 GPS 모듈(10)의 코어 부분은 동기 유지부(50)에 있어서의 카운터(90)만이 동작하고 있는 상태로 된다.
그 후, CPU(60) 및 GPS 모듈(10)의 코어 부분은, 상기 스텝 S214∼스텝 S220과 마찬가지로, 소정의 시간의 계시, 웨이크 업 처리, 신호 수신 처리 및 동기 처리, 보정값 계산 처리, 동기 유지부 기동 처리, 측위 연산 처리를 실행한다(스텝 S226∼스텝 S233). 그리고, 측위 연산을 실행한 CPU(60)는, 위치 정보, 시간, 정밀도 정보, 수신 상황의 정보를 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)에 통지하고(스텝 S234), CPU(270)는 CPU(60)로부터 통지된 정보를 이용해서 현재값의 위치를 표시부(230)에 표시한다(스텝 S235).
상술한 간헐 동작이 반복해서 실행됨으로써, GPS 모듈(10)은 평균 전력 및 피크 전력의 저하를 도모할 수 있다.
그 후, 유저 조작 등에 의해 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)가 측위 정지 요구를 GPS 모듈(10)의 CPU(60)에 통지하면(스텝 S236), 통지를 받은 CPU(60)는, GPS 모듈(10)의 코어 부분에 대하여 측위 정지 처리를 지시한다(스텝 S237). 그리고 GPS 모듈(10)의 코어 부분은, CPU(60)로부터의 측위 정지 지시에 따라서 동작을 정지한다(스텝 S238). CPU(60)는, 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)에 대하여 GPS 모듈(10)의 측위 정지 처리가 완료한 것을 통지함(스텝 S240)과 함께, 스스로도 스탠바이 상태로 이행한다(스텝 S239).
이와 같이 GPS 모듈(10) 및 디지털 스틸 카메라(200)가 동작함으로써, GPS 모듈(10)은 간헐적으로 측위 처리를 실행한다. 그리고, GPS 모듈(10)은 슬립 시에 동기 유지부(50)에 있어서의 카운터(90)만이 동작하고 있는 상태로 된다. 이에 의해，GPS 모듈(10)은 평균 전력 및 피크 전력의 저하시키는 것이 가능하게 된다.
이상, 도 17a 및 도 17b를 이용해서 GPS 모듈(10) 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작에 대해서 설명하였다. 또한, 여기서는 디지털 스틸 카메라(200)에 GPS 모듈(10)이 내장되고 있는 경우를 예시해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 디지털 스틸 카메라(200)의 외부에 GPS 모듈(10)이 설치되는 형태, 즉 디지털 스틸 카메라(200)에 GPS 모듈(10)이 접속되고, 디지털 스틸 카메라(200)와 GPS 모듈(10) 사이에서 명령 및 정보의 수신이 행해지는 형태이어도 된다.
또한, 도 17a 및 도 17b에서는, CPU(60)가 소정의 시간이 되면 GPS 모듈(10)의 코어 부분에 웨이크 업 처리를 지시하고 있었지만(스텝 S215, 227), 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)로부터의 위치 정보 요구 통지를 받은 시점에서, CPU(60)가 GPS 모듈(10)의 코어 부분에 웨이크 업 처리를 지시해도 된다. 도 18a 및 도 18b는, GPS 모듈(10) 및 디지털 스틸 카메라(200)의 동작의 다른 예를 도시하는 흐름도이다. 도 18a 및 도 18b에는, 디지털 스틸 카메라(200)의 CPU(270)로부터의 위치 정보 요구가 CPU(60)에 통지되면(스텝 S241, 242), CPU(60)가 GPS 모듈(10)의 코어 부분에 웨이크 업 처리를 지시하는 동작이 도시되어 있다.
<3. 정리>
이상, GPS 모듈(10)을 예로 해서 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 설명하였다. 이렇게, 슬립 기간에 동기 유지부(50)에 있어서의 NCO(152) 및 PNG(154)로 이루어지는 확산 코드 생성기 및 카운터(90)를 동작시키고, 그 이외는 동작을 정지시키는 것에 의해, 슬립 기간 중에 의사적으로 위성 신호를 동기 유지할 수 있다. 슬립 기간 중에 의사적으로 위성 신호를 동기 유지함으로써, GPS 모듈(10)이 슬립 상태로부터 복귀 후에 매우 단시간에 동기를 복귀할 수 있고, 동기 포착부(40)를 동작시키지 않고, 또한, 단시간에 측위할 수 있도록 하여, 평균 및 피크 소비 전력을 낮추는 간헐 동작 방법을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 GPS 이외의 GNSS 수신기에 있어서도 기본적으로 적용 가능하다. 즉, 상술한 본 발명의 일 실시 형태는 일반적인 스펙트럼 확산형의 무선 시스템에 적용 가능하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 카운터(90)가 동기 유지부(50)에 포함되는 것으로서 취급해 왔지만, 반드시 동기 유지부(50)의 내부에 없어도 되고, 동기 유지부(50)의 외부에 설치되어 있어도 된다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적절한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상적인 지식을 갖는 자이면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 분명하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 양해된다.
10 : GPS 모듈
12 : 안테나
20 : 주파수 변환부
40 : 동기 포착부
50 : 동기 유지부
60 : CPU
64 : RTC
68: 타이머
70: 메모리
72 : XO
74 : TCXO
76 : 체배/분주기
90 : 카운터
100 : 채널 회로
101 : 코스타스 루프
102 : DLL
152 : NCO
154 : PNG
200 : 디지털 스틸 카메라
210 : I/O
220 : 메모리
230 : 표시부
240 : 신호 처리부
250 : 촬상부
260 : 센서
270 : CPU
280 : 각종 주변 장치
290 : 기록 매체

Claims (10)

  1. 수신 장치로서,
    전지구 측위 시스템(全地球測位システム)에 있어서의 위성으로부터의 신호를 수신하는 수신부와,
    상기 수신부가 수신한 수신 신호의 주파수를 소정의 중간 주파수로 변환하는 주파수 변환부와,
    상기 주파수 변환부가 변환한 중간 주파수의 신호에 있어서의 확산 부호의 위상을 검출하는 동기 포착과 상기 중간 주파수의 신호에 있어서의 캐리어 주파수의 검출을 행하는 동기 포착부와,
    상기 동기 포착부에 의해 검출된 상기 확산 부호의 위상 및 상기 동기 포착부에 의해 검출된 상기 캐리어 주파수를, 복수의 상기 위성에 대응해서 독립적으로 설치된 복수의 채널의 각각에 대하여 상기 위성마다 할당해서 설정하고, 설정한 상기 확산 부호의 위상 및 상기 캐리어 주파수를 이용해서 상기 확산 부호와 캐리어의 동기 유지를 행함과 함께, 상기 중간 주파수 신호에 포함되는 메시지의 복조를 행하는 동기 유지부와,
    상기 동기 유지부가 복조한 메시지를 이용한 측위 연산을 포함하는 동작 제어를 실행하는 제어부를 구비하고,
    상기 동기 유지부는, 상기 확산 부호에 동기하는 확산 코드를 생성하는 확산 코드 생성부를 포함하고, 상기 동기 유지부는 소정의 주파수로 발진하는 온도 보상된 발진기를 발진원으로 하는 클럭에서 동작하는 카운터를 참조하고,
    측위 동작을 행하지 않는 슬립 기간에 있어서는 상기 카운터만이 동작해서 상기 동기 유지부는 확산 코드의 생성을 정지하고, 상기 슬립 기간이 종료되면, 상기 제어부는 상기 카운터에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 할당된 상기 확산 코드 생성부를 기동시키는, 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클럭보다 소비 전력이 적은 리얼 타임 클럭과,
    상기 슬립 기간에 있어서도 값을 유지할 수 있는 메모리를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 슬립 기간에 들어가기 전에 상기 리얼 타임 클럭에 있어서의 상기 카운터의 값을 적어도 2점 이상 참조해서 상기 메모리에 기억하고, 상기 슬립 기간에 들어가면 상기 카운터 대신에 상기 리얼 타임 클럭을 동작시키고, 상기 슬립 기간이 완료되면 상기 메모리에 기억한 상기 카운터의 값을 이용해서 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간을 상기 카운터에 의한 경과 시간으로 환산하고, 환산 후의 그 경과 시간의 정보를 이용해서 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 할당된 상기 확산 코드 생성부를 기동시키는, 수신 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 임의의 2시점간의 상기 카운터의 값과 그 시점간에 있어서의 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간의 비를 1개 이상 상기 메모리에 기억하고, 상기 슬립 기간이 완료되면 상기 메모리에 기억한 경과 시간의 비의 정보를 이용해서 상기 카운터에 의한 경과 시간과 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간의 비를 예측하고, 그 예측 결과를 이용해서 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간을 상기 카운터에 의한 경과 시간으로 환산하는, 수신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간의 비가 소정값 이하인 경우에는 상기 슬립 기간에 있어서 상기 카운터 대신에 상기 리얼 타임 클럭을 동작시키고, 상기 리얼 타임 클럭에 의한 경과 시간의 비가 상기 소정값을 초과하는 경우에는 상기 슬립 기간에 있어서 상기 카운터만을 동작시키는, 수신 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 슬립 기간에 있어서의 상기 위성의 도플러 시프트의 변화량을 고려해서 상기 슬립 기간이 종료한 시점의 상기 수치형 제어 발진기의 값을 보정하는, 수신 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 확산 코드 생성부는, 수치형 제어 발진기와, 상기 수치형 제어 발진기의 출력 신호를 받아서 확산 부호를 발생하는 확산 부호 발생기를 포함하는, 수신 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 슬립 기간에서, 상기 수신부, 상기 주파수 변환부, 상기 동기 포착부 및 상기 제어부는 동작을 정지하는, 수신 장치.
  8. 수신 방법으로서,
    전지구 측위 시스템에 있어서의 위성으로부터의 신호를 수신하는 단계와,
    수신한 상기 수신 신호의 주파수를 소정의 중간 주파수로 변환하는 단계와,
    변환한 상기 중간 주파수의 신호에 있어서의 확산 부호의 위상을 검출하는 동기 포착과 상기 중간 주파수의 신호에 있어서의 캐리어 주파수의 검출을 행하는 단계와,
    상기 확산 부호에 동기하는 확산 코드를 생성하고, 소정의 주파수로 발진하는 온도 보상된 발진기를 발진원으로 하는 클럭에서 동작하는 카운터를 참조하는 동기 유지부를 이용하여, 상기 동기 포착에 의해 검출된 상기 확산 부호의 위상 및 상기 동기 포착에 의해 검출된 상기 캐리어 주파수를, 복수의 상기 위성에 대응해서 독립적으로 설치된 복수의 채널의 각각에 대하여 상기 위성마다 할당해서 설정하고, 설정한 상기 확산 부호의 위상 및 상기 캐리어 주파수를 이용해서 상기 확산 부호와 캐리어의 동기 유지를 행함과 함께, 상기 중간 주파수 신호에 포함되는 메시지의 복조를 행하는 단계와,
    복조한 상기 메시지를 이용한 측위 연산을 포함하는 동작 제어를 실행하는 단계와,
    측위 동작을 행하지 않는 슬립 기간에 있어서는 상기 카운터만을 동작시켜서 확산 코드의 생성을 정지하고, 상기 슬립 기간이 종료되면 상기 카운터에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 확산 코드의 생성을 재개하는 단계를 포함하는, 수신 방법.
  9. 컴퓨터 프로그램으로서,
    컴퓨터에,
    전지구 측위 시스템에 있어서의 위성으로부터의 신호를 수신하는 것과,
    수신한 상기 수신 신호의 주파수를 소정의 중간 주파수로 변환하는 것과,
    변환한 상기 중간 주파수의 신호에 있어서의 확산 부호의 위상을 검출하는 동기 포착과 상기 중간 주파수의 신호에 있어서의 캐리어 주파수의 검출을 행하는 것과,
    상기 확산 부호에 동기하는 확산 코드를 생성하고, 소정의 주파수로 발진하는 온도 보상된 발진기를 발진원으로 하는 클럭에서 동작하는 카운터를 참조하는 동기 유지부를 이용하여, 상기 동기 포착에 의해 검출된 상기 확산 부호의 위상 및 상기 동기 포착에 의해 검출된 상기 캐리어 주파수를, 복수의 상기 위성에 대응해서 독립적으로 설치된 복수의 채널의 각각에 대하여 상기 위성마다 할당해서 설정하고, 설정한 상기 확산 부호의 위상 및 상기 캐리어 주파수를 이용해서 상기 확산 부호와 캐리어의 동기 유지를 행함과 함께, 상기 중간 주파수 신호에 포함되는 메시지의 복조를 행하는 것과,
    복조한 상기 메시지를 이용한 측위 연산을 포함하는 동작 제어를 실행하는 것과,
    측위 동작을 행하지 않는 슬립 기간에 있어서는 상기 카운터만을 동작시켜서 확산 코드의 생성을 정지하고, 상기 슬립 기간이 종료되면 상기 카운터에서 계측된 경과 시간으로부터 확산 코드 주기의 개시점을 위성마다 예측 계산하고, 예측된 개시점에 맞추어 위성마다 확산 코드의 생성을 재개하는 것을 실행시키는, 컴퓨터 프로그램.
  10. 청구항 1의 수신 장치와의 사이에서 명령 및 정보의 수신을 실행하는, 휴대 단말기.
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