KR20140044806A - 내비게이션 신호 송신기, 및 내비게이션 신호 생성 방법 - Google Patents

내비게이션 신호 송신기, 및 내비게이션 신호 생성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140044806A
KR20140044806A KR1020137029794A KR20137029794A KR20140044806A KR 20140044806 A KR20140044806 A KR 20140044806A KR 1020137029794 A KR1020137029794 A KR 1020137029794A KR 20137029794 A KR20137029794 A KR 20137029794A KR 20140044806 A KR20140044806 A KR 20140044806A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
transmitter
reference signal
value
imes
Prior art date
Application number
KR1020137029794A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101822222B1 (ko
Inventor
히데유키 토리모토
마코토 이시이
마사히로 아사코
히로아키 마에다
Original Assignee
지엔에스에스 테크놀로지스 아이엔씨
라이트하우스 테크놀로지 앤드 컨설팅 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지엔에스에스 테크놀로지스 아이엔씨, 라이트하우스 테크놀로지 앤드 컨설팅 가부시키가이샤 filed Critical 지엔에스에스 테크놀로지스 아이엔씨
Publication of KR20140044806A publication Critical patent/KR20140044806A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101822222B1 publication Critical patent/KR101822222B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0091—Transmitter details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08—Systems for determining direction or position line
    • G01S1/20—Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/10—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/10—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals
    • G01S19/11—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals wherein the cooperating elements are pseudolites or satellite radio beacon positioning system signal repeaters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/31—Acquisition or tracking of other signals for positioning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/021—Calibration, monitoring or correction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0226—Transmitters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)

Abstract

지상에서 송신되는 내비게이션 신호의 주파수 편차를 염가로 확실하게 저감하는 내비게이션 신호 송신기를 제공한다. 송신파를 수신하여 소정의 데이터 프레임에 동기한 동기 펄스를 생성시켜, 동기 펄스를 기준 신호로 하여 기준 신호 동기부(550)가 내부 클록 원진(原振)을 생성하고, 내부 클록 원진에 의거하여 IMES 신호를 생성하여 송신하는 내비게이션 신호 송신기로서, 상기 기준 신호 동기부(550)는, 카운트 회로(551)와 비교기(553)와 로우 패스 제어용 필터(554)와 D/A 컨버터(555)와 전압 제어 발신기(556)를 포함하고, 동기 펄스를 기준 신호로 하여 카운트된 전압 제어 발신기(556)에서 생성되는 클록의 펄스수와 기준치와의 대소 관계가 소정치 이내의 범위에서 일방향으로 소정 회수 연속한 경우에 상기 전압 제어 발신기(556)의 제어 전압 레벨을 조정하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

Description

내비게이션 신호 송신기, 및 내비게이션 신호 생성 방법{NAVIGATION SIGNAL TRANSMITTER AND NAVIGATION SIGNAL GENERATING METHOD}
본 발명은, 지상에 설치되어 내비게이션 신호 또는 수신기의 위치 결정을 위한 신호를 송신하는 내비게이션 신호 송신기, 및 내비게이션 신호를 생성하는 방법에 관한 것이다.
위성 측위(測位) 시스템은, 복수의 위성으로부터 송신되는 측위 신호를 수신기가 수동적으로 측정함에 의해 수신기의 위치 결정이 행하여진다. 이 경우, 시각 동기가 중요한 기술 요소의 하나가 되고, 「에폭」이라고 불리는, 규칙적인 통상(通常) 연속한 일련의 이벤트를 생성하기 위해, 온 보드 클록이 사용되고, 이들 에폭의 발생 시각은, 난수 부호 또는 의사(擬似) 난수 부호(확산 부호(spreading code)라고 불린다)로 코딩된다. 그리고, 타임 에폭 부호화 시퀀스의 의사 난수 또는 난수 기능의 결과로서, 출력 신호의 스펙트럼은, 확산 부호 요소의 변화의 레이트 및 확산 신호의 파형에 의해 결정된다. 그 주파수는 광범위하게 걸쳐지는 것이다. 통상, 그 확산 파형은, 장방형(사각형상)이고, sinc 함수로 표시되는 파워 스펙트럼을 갖는다.
이러한 위성 측위 시스템의 예로서, 전지구 측위 시스템(GPS)을 들 수 있다. 일반적으로, GPS는, 각각 1575.42MHz, 1227.6MHz, 및 1176.45MHz를 중심으로 하는 L1, L2, 및 L5 등의 복수의 주파수를 사용하여 동작한다. 이들의 신호의 각각이, 각각의 확산 신호에 의해 변조된다. 당업자라면 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, GPS 위성 내비게이션 시스템이 발하는 CA(Coarse Acquisition) 신호는, 1575.42MHz의 L1 주파수로 브로드캐스트 되고, 1.023MHz의 확산 부호 레이트(칩 레이트)를 갖는다.
한편, GPS를 비롯한 위성 측위 시스템 외에, 옥내 환경에서 위치 정보를 결정하는 것을 목적으로 한 지상 보완 신호(Indoor Messaging System(IMES))가 있다. IMES 신호는 GPS와 유사한 측위 신호이고, 동일한 1575.42MHz의 L1 주파수로 방송되고, CA 신호의 확산 부호와 동일 패밀리(Gold 계열)의 1.023MHz의 확산 부호 레이트(칩 레이트)를 갖는다.
IMES 신호를 송신하는 IMES 송신기는, 빌딩 건물 내나, 지하상가에 다수 설치되고, 송신기의 위치 정보를 IMES 신호에 중첩하여 송신된다. 즉, IMES 수신 장치를 가진 유저는 IMES 신호를 수신, 복조하고, 중첩되어 있는 위치 정보를 해독함에 의해, 자신의 위치를 알 수 있다.
여기서, IMES 신호의 CA 코드는, GPS의 CA 코드와 마찬가지로, 1023비트(1023칩)의 계열이 주기 1㎳로 반복된다. 따라서 반송파 주파수와 코드 위상의 탐색을 행하는 일 없이 신호의 전환을 행하기 위해서는, 반송파 주파수는 그 기대치와의 차가 코드 주기 1㎳의 역수인 1kHz의 폭에 들어가 있을 필요가 있기 때문에 ±500Hz 이내의 정밀도를 확보할 것이 필요해진다. 이것은 클록의 주파수 편차로서는, 500Hz/1575.42MHz=0.33E-6이기 때문에, 약간의 여유를 보고 약 0.2E-6(0.2ppm) 이하의 정밀도가 필요하게 되는 것으로 보아도 좋다. 또한, 코드 위상은, 1칩의 길이가 약 1μ초이기 때문에, ±300㎱ 정도 이하의 정밀도가 필요하게 된다.
도 8에 종래의 IMES 수신기를 가진 유저가 종래의 송신기(A)의 신호 에어리어로부터 송신기(B)의 신호 에어리어로 이동한 경우의 양상을 도시한다. IMES 수신기(803)를 가진 유저가 송신기(A)(801)의 신호 에어리어(801E)로부터 송신기(B)(802)의 신호 에어리어(802E)로 이동한 경우, IMES 수신기(803)도 또한 수신 신호를 송신기(801)에 대응하는 신호(a)로부터 송신기(802)에 대응하는 신호(b)로 전환할 필요가 있다. 이와 같이, 수신 신호를 예를 들면 신호(a)로부터 신호(b)로 전환하는 경우, 통신의 안정성 및 유저의 편리성의 관점에서 IMES 신호 수신의 절단 시간은 극력 적은 편이 바람직하다.
그래서, 신호 절단 시간을 극력 적게 하기 위해서는, IMES 송신기(A)(801)로부터 송신되는 신호(a)와 송신기(B)(802)로부터 송신되는 신호(b)의 반송파 주파수 및 확산 코드의 위상차가 을은 것이 필요하게 된다.
여기서, IMES 신호를 수신하기 위해서는, 수신기는, IMES 송신기가 송신하는 신호와 동일한 주파수, 및 동일한 확산 코드로 이루어지는 레플리커 신호라고 불리는 신호를 내부에서 생성시켜, 방송되는 신호와의 상관을 취하면서 복조를 행함으로써 수신한다. 전형적인 측위 신호 수신기의 블록 구성을 도 9에 도시한다. 도 9에서 측위 신호 수신기(900)는, 수신 신호를 수신하는 안테나(901)와, 안테나(901)로부터의 수신 신호의 증폭 처리, 다운 컨버트 처리 및 A/D 변환 등의 수신 처리, 및 디지털 중간주파수 신호(디지털 IF 신호, IF : Intermediate Frequency)로 변환하기 위한 수신부(902)와, 코드 레플리커 신호를 생성하는 코드 레플리커 생성기(904)와, 수신부(902)로부터의 신호와 코드 레플리커 생성기(904)로부터의 신호를 각각 승산하는 승산기(905 및 906)를 포함한다.
또한, 측위 신호 수신기(900)는, 수신기 내에서의 반송파 레플리커 신호를 생성하기 위한 반송파 레플리커 생성기(907)와, 반송파 레플리커 생성기(904)로부터의 위상이 서로 90도 다른 반송파 레플리커 신호인 sinωrt 신호와 cosωrt 신호를, 각각 승산기(905 및 906)의 출력에 적산한 승산기(908 및 909)를 포함하고, 또한, 승산기(908)의 출력을 소정 기간 적산하기 위한 적산기(910)와, 승산기(909)의 출력을 소정 기간 적산하기 위한 적산기(911)와, 적산기(910 및 911)의 출력을 받아, S/N의 향상을 위한 적산(2승(乘)하기 전의 적산과 2승 후의 적산)을 소프트웨어적으로 행하여, 신호 보충 및 신호 추적을 위해, 코드 레플리커 생성기(904) 및 반송파 레플리커 생성기(907)를 제어하는 연산 제어기(912)를 포함한다.
여기서, 연산 제어기(912)는, 코드 레플리커 생성기(904)가 생성하는 코드를 소프트웨어적으로 변경하는 것이 가능하다. 또한, 연산 제어기(912)는, 수신한 위성 측위 신호에 의거하여 항법 메시지의 추출을 행하여, 측위 연산 등의 처리를 행한다.
이러한 수신기에서의 복조의 과정에서는, 방송되는 반송파 주파수와 레플리커 신호의 반송파 주파수가 동일(보다 정확하게는, 상술한 ±500Hz 이내의 정밀도)하게 되는 주파수의 탐색, 및 IMES 송신기로부터 송신되는 확산 코드와 레플리커 신호의 확산 코드의 코드 위상이 동일하게 되는 코드 위상의 탐색을 행한다. 도 10에 도시되는 바와 같이 레플리커 신호가 방송되는 신호와 동일한 반송파 주파수 및 확산 코드 위상이 된 경우에 방송된 신호와의 상관치는 최대가 되고, 이 때 방송 신호를 수신할 수 있게 된다.
또한, 반송파 주파수와 코드 위상의 탐색을 행하는 일 없이 신호의 전환를 행하기 위해서는, 반송파 주파수는, 약 0.2E-6(0.2ppm) 이하의 정밀도가 필요하게 되고, 코드 위상은, ±300㎱ 정도 이하의 정밀도가 필요하게 되는 것은 상술한 바와 같다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개2009-85928호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개2009-133731호 공보
이러한 상황에서, 모든 IMES 송신기가 동일한 반송파 주파수 IMES 신호를 송신하기 위해서는, 송신기 내부의 원진(原振)이 공칭 주파수에 대해 편차가 작을 것, 주파수가 흔들림이 작을 것, 및 주위의 온도 변동에 의해 주파수가 변동하지 않는다는 저(低)온도의존성이 요구된다. 일반적으로 이와 같은 특성을 갖는 발진기는, 항온조 등에 수납되어 엄밀한 온도 관리 및 온도 컨트롤이 이루어지고, 어느 특정 주파수의 원자의 공명을 이용한 원자 시계를 이용하는 것도 있고, 설비 비용이 고액이 됨과 함께 그 사이즈도 커져 버린다는 결점이 있다.
또한, 어떠한 고가의 발진기라도 장기에 걸쳐서 사용하고 있으면, 반드시 주파수가 변화한다. 이 때문에, 정기적으로 주파수의 교정을 행할 필요가 생겨 버린다.
이와 같은 장기적인 주파수의 변화를 억제하는 하나의 방법으로서, GPS 신호를 수신하여, 발진기의 장기적인 변동을 보정하는 방법이 있다. 그러나, GPS 신호의 옥외 환경이라면 용이하게 수신 가능하지만, 빌딩 건물 내나 지하상가라는 옥내 환경에서는 신호가 도달하지 않기 때문에 수신을 할 수가 없다는 문제가 있다.
이것을 해결하는 수단으로서, GPS 리피터라고 불리는 것이 있다. 옥외에서 수신한 GPS 신호를 유선으로 옥내까지 인입(引入)하고, 옥내에서 재방사(再放射)하는 것이다. 그러나, 이 수단을 지상에 설치하는 내비게이션 신호 송신기의 주파수 동기에 적용하는 경우, 별도 GPS 리피터 시스템을 도입할 필요가 있고, GPS 리피터 시스템의 장치, 공사 비용이 추가로 필요해진다. 또한, GPS 리피터에 의해 송신되는 GPS 신호는, 미약하지만 옥외로부터 통과하여 오는 본래의 GPS 신호를 고감도 수신기 등에 의해 수신하려고 하는 유저에 있어서 큰 간섭원(干涉源)이 되어 버린다.
또한, 옥내 환경에서 지상에 설치하는 내비게이션 신호의 주파수 동기를 행하는 다른 수단으로서, 송신기 사이에서 타이밍 신호를 유선 또는 무선으로 송수(送受)하여 실현하는 것이 있다. 그러나, 이 수단을 지상에 설치하는 내비게이션 신호 송신기의 주파수 동기에 적용하는 경우, 송신기는 내비게이션 신호와는 별개로 타이밍 신호의 송신 회로를 가질 필요가 있고, 이에 의해 송신기의 부품 갯수의 증가 소비 전력의 증가를 수반하여 버린다는 결점이 있다.
본원 발명의 실시 형태의 제1의 목적은, 종래 기술의 문제를 적어도 경감하는 것이다. 즉 본원 발명은, 지상에서 송신되는 내비게이션 신호의 주파수 편차를 염가로 확실하게 저감하는 방법에 관한 것으로서, 그 생성 방식을 제공함으로써 종래 송신기에 내장시킬 필요가 있던 고정밀도이면서 고가인 발진기를 불필요하게 하는 것이, 발명이 해결하는 과제이다.
또한, 본원 발명의 실시 형태의 제2의 목적은, 지상에서 송신되는 내비게이션 신호의 타이밍을 맞추는 것이다. 즉 본원 발명은, 지상에서 송신되는 내비게이션 신호의 시각 타이밍을 어떤 기준에 맞추는 방법에 관한 것으로서, 그 생성 방식을 제공함으로써 종래에는 서로 맞지 않았던 지상에서 송신되는 복수의 내비게이션 신호 사이의 타이밍을 상대적으로, 또는, 상대적이면서 절대적으로 맞춤으로써, 서로의 내비게이션 신호 사이의 확산 코드 위상차가 작아지고, 신호 포착 시간을 단축하는 등의 수신시의 편리성을 향상시키는 것이, 발명이 해결하는 과제이다.
또한, 이상 언급한 기술 과제에 입각하여, 발명자들은, IMES 신호(a)와 IMES 신호(b)가 동일한 반송파 주파수, 및 동일한 확산 코드 위상이라면, 수신기는 IMES 신호(a)를 수신하여 결정한 반송파 주파수와 확산 코드 위상의 정보를 이용함에 의해, IMES 신호(b)의 반송파 주파수와 확산 코드 위상의 탐색을 행하는 일 없이 IMES 신호(b)를 수신할 수 있고, IMES 신호(a)로부터 IMES 신호(b)로 교체를 스무스하게 행하는 것이 가능함을 발견하고 있다.
본 발명에 관한 내비게이션 신호 송신기는, 송신파를 수신하고 소정의 데이터 프레임에 동기한 동기 펄스를 생성시키는 수신부와, 상기 수신부에서 생성된 펄스를 기준 신호로 하여 내부 클록 원진을 생성하는 기준 신호 동기부와, 상기 내부 클록 원진에 의거하여 IMES 신호를 생성하는 IMES 신호 생성부와, 상기 IMES 신호 생성부에서 생성된 IMES 신호를 송신하는 송신 안테나를 구비한 내비게이션 신호 송신기로서, 상기 기준 신호 동기부는, 카운트 회로와 비교기와 로우 패스 제어용 필터와 D/A 컨버터와 전압 제어 발신기와 분주 회로를 포함하고, 상기 카운터 회로에서는, 상기 송신파로부터 입력된 신호를 기준 신호로 하여 상기 전압 제어 발신기에서 생성되는 클록의 펄스수가 카운트되고, 상기 카운트값은 상기 비교기에서 기준치와 비교되고, 상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치 이내의 범위에서 일방향으로 소정 회수 연속한 경우에 상기 전압 제어 발신기의 제어 전압 레벨을 조정하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치를 초과한 경우에는, 상기 카운트값을 파기하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치를 초과하고, 또한 상기 소정치를 초과한 값이 소정 시간 내에 소정 회수 연속한 경우에는, 시정수(時定數)가 되는 값을 변경하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 내비게이션 신호 송신 방법은, 수신부에서 송신파를 수신하여 소정의 데이터 프레임에 동기한 동기 펄스를 생성시키는 스텝과, 기준 신호 동기부에서 상기 수신부에서 생성된 펄스를 기준 신호로 하여 내부 클록 원진을 생성하는 스텝과, IMES 신호 생성부에서 상기 내부 클록 원진에 의거하여 IMES 신호를 생성하는 스텝과, 송신 안테나에서 상기 IMES 신호 생성부에서 생성된 IMES 신호를 송신하는 스텝을 구비한 내비게이션 신호 송신 방법으로서, 상기 기준 신호 동기부에서는, 카운트 회로와 비교기와 로우 패스 제어용 필터와 D/A 컨버터와 전압 제어 발신기와 분주 회로가 포함되고, 상기 카운터 회로에서는, 상기 송신파로부터 입력된 신호를 기준 신호로 하여 상기 전압 제어 발신기에서 생성되는 클록의 펄스수가 카운트되고, 상기 카운트값은 상기 비교기에서 기준치와 비교되고, 상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치 이내의 범위에서 일방향으로 소정 회수 연속한 경우에 상기 전압 제어 발신기의 제어 전압 레벨을 조정하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 내비게이션 신호 송신기 내지 내비게이션 신호 송신 방법에 의하면, 지상에서 송신되는 내비게이션 신호의 주파수 편차를 염가로 확실하게 저감할 수 있고, 종래의 송신기에 탑재할 필요가 있던 고정밀도이면서 고가인 발진기를 불필요하게 할 수 있다. 나아가서는, 지상에서 송신되는 복수의 내비게이션 신호 사이의 타이밍을 상대적으로, 또는, 상대적이면서 절대적으로 맞춤으로써, 서로의 내비게이션 신호 사이의 확산 코드 위상차가 작아지고, 신호 포착 시간을 단축하는 등의 수신시의 편리성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기의 구성을 설명하는 설명도.
도 2는 본 발명의 한 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기에서의 기준 신호 동기부의 블록 구성을 설명하는 설명도.
도 3은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기의 기준 신호 동기부에서의 주파수 카운트부의 동작을 설명하는 설명도.
도 4는 본 발명의 한 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기의 기준 신호 동기부에서의 각 신호의 주파수 안정도(알란 표준편차)를 설명하는 설명도.
도 5A는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기에서 시각 동기를 행하기 위한 기준 신호 동기부의 구성을 설명하는 설명도.
도 5B는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기에서 시각 동기를 행하기 위한 기준 신호 동기부의 구성을 설명하는 설명도.
도 5C는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기에서 시각 동기를 행하기 위한 기준 신호 동기부에서의 동작 플로를 설명하는 플로 차트.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기에서의 시각 타이밍 신호와 확산 코드와의 관계를 설명하는 설명도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기의 구성을 설명하는 설명도.
도 8은 종래의 IMES 수신기를 가진 유저가 종래의 송신기(A)의 신호 에어리어에서 송신기(B)의 신호 에어리어로 이동한 경우의 양상을 설명하는 설명도.
도 9는 종래의 측위 신호 수신기의 수신 회로의 블록 구성을 설명하는 설명도.
도 10은 종래의 측위 신호의 반송파 주파수 및 코드 위상 탐색 개념을 설명하는 설명도.
이하, 본 발명에 관한 내비게이션 신호 송신기, 및 내비게이션 신호 생성 방법에 관해 상세히 기술한다.
실시례 1
도 1에, 본 발명의 한 실시 형태에 관한 내비게이션 신호 송신기의 구성을 도시한다. 여기서, 본 실시 형태에서의 「외부 시스템의 어떠한 신호(송신파)」로서 PHS 신호를 상정하는 것으로 한다. 내비게이션 신호 송신기(100)는, PHS 수신부(101)와, 기준 신호 동기부(102)와, IMES 신호 생성부(103)와, 송신 안테나(104)로 이루어진다. 또한, PHS 수신부(101) 및 기준 신호 동기부(102)는, 내부 클록 생성부(정확하게 특허 문헌 1의 도 2에 도시되어는 내부 클록 생성기(231)에 대응)를 구성한다. 그러나, 예를 들면 특허 문헌 1의 도 2에 도시되는 것 등 종래의 내부 클록 생성기에서는, 높은 주파수 정밀도를 확보하기 위해 고가인 OCXO(Oven Controlled Xtal Oscillator, 「온도 제어형 수정 발진기」라고도 불린다) 등이 사용되고 있다.
내비게이션 신호 송신기(100)에서, PHS 기지국으로부터 송신되는 1.9GHz대의 PHS 전파는, 도 1에서의 내부 클록 생성부의 구성 요소인 PHS 수신부(101)에 의해 수신되고, 여기서 PHS 데이터 프레임에 동기한 100㎳의 펄스가 생성된다. PHS 기지국의 주파수 오프셋은 작고 복수의 PHS 기지국이 동기하고 있기 때문에, 송신기 내부의 PHS 수신부의 내장 클록이 어긋나 있다고 하여도, PHS 데이터 프레임의 주기는 일정한 기준을 충족시키고 있다. 즉, PHS 데이터 프레임의 반복 주파수의 주파수 오프셋은 작다.
여기서, 외부 시스템의 어떠한 신호를, 공중을 전파된 전파로 하여, 그것에 동기시키는 것을 생각한 경우, 공중을 전파되는 전파의 반송파 주파수에 동기시키는 방법이나, 반송파로부터 타이밍 신호를 생성한 방법이 생각된다. 그러나, 반송파 주파수는, 전파의 변조 방식에 따른 다른 경우가 있기 때문에(FM 변조, FDMA, CDMA의 주파수 호핑 방식 등은 주파수가 동적으로 변화한다), 본 발명에서는, 반송파가 아니라 데이터 프레임 주기에 동기시키는 것을 특징으로 하고 있다.
다음에, 도 1에서 PHS 수신부(101)로부터 출력된 100㎳의 펄스는, 기준 신호로서 기준 신호 동기부(102)에 입력된다. 기준 신호 동기부(102)에서는 이 기준 신호에 주파수 동기한 내부 클록 원진을 생성하고, IMES 신호 생성부(103)에 출력한다. 또한, IMES 신호 생성부(103)에 출력하는 대신에 특허 문헌 1의 도 2에 도시한 바와 같은 MUX(232)에 출력하는 것도 가능하다.
그리고, 도 1에서의 IMES 신호 생성부에서는, 특허 문헌 1 및 2에서 개시된 IMES 신호를 생성하고, 송신 안테나(104)를 통하여 송신한다.
여기서, PHS 수신부(101)가 출력하고, 기준 신호 동기부(102)의 기준 신호로서 입력되는 신호는, 공중을 전파하는 PHS 전파에 동기하고 있는 것에 유의(留意)하기 바란다.
또한, PHS 수신부(101)는, PHS 신호 이외의 신호(예를 들면, GSM, LTE, 상용 전원 등)를 수신하는 수신부라도 좋다. PHS 신호 이외의 신호라 하여도 신호 처리의 상세는 다음 단락 이후에 설명하는 구성을 채용할 수 있다. 이하, 수신부(101)에서 수신하는 신호는 PHS 신호인 것으로 하여 설명을 진행한다.
도 2에, 기준 신호 동기부(102)의 상세 구성을 설명하는 블록도를 도시한다. 기준 신호 동기부(102)는, 주파수 카운트부(201)와 루프 카운터(202)와 VCO(전압 제어 발진기)(203)로 구성되고, PHS 수신부(101)로부터 입력된 기준 신호는, 최종적으로는 10MHz의 내부 클록 원진으로서 IMES 신호 생성부(103)에 출력된다.
다음에, 기준 신호 동기부(102)에서의 주파수 카운트부(201)의 동작을 도 3에 도시한다. 주파수 카운트부(201)에서는, PHS 수신부(101)로부터 입력되는 신호를 기준 신호 동기부(102)의 기준 신호로 하는데, 그 신호를 트리거로 하여, 도 3에 도시하는 바와 같이 기준 신호 동기부(102) 내의 VCO(203)에서 생성되는 클록의 펄스수를 카운터 회로(부도시)를 이용하여 카운트한다. 계측된 카운트값은, VCO(203)의 공칭 주파수와 기준 신호의 펄스 주기 공칭치로부터 결정되는 펄스수와 비교 회로(부도시)에서 비교되고, 그 차(差)가 되는 값에 대해 루프 필터(202)에서 평활화 처리를 행하여, 적절한 게인 설정 및 D/A 변환에 의해 직류 전압으로 변환되고, VCO(203)에 입력되는 것이다. 이 직류 전압은, 기준 신호와 내부 클록 원진과의 주파수차에 비례하고, VCO(203)는, 전압에 응하여 자신의 주파수를 조정함에 의해 기준 신호와 내부 클록 원진과의 주파수차가 일정하게 유지되게 된다.
여기서, VCO(203)의 공칭 주파수 및 기준 신호의 펄스 주파수 공칭치로부터 결정되는 펄스수는, VCO(203)의 공칭 주파수가 10MHz, 기준 신호의 펄스 주기 공칭치가 100㎳인 경우,
10*10^6*0.1=1000000[펄스]
가 된다.
[본 발명에 관한 내비게이션 신호 송신기 등의 효과]
도 4에, 기준 신호 동기부(102)의 동작에 수반하여 생성된 기준 신호와 내부 클록 원진의 안정성을 설명하는 설명도를 도시한다. 우선, 도 4에어서, (a)는 기준 신호 동기부의 기준 신호, 즉 PHS 수신부 출력 신호의 주파수 안정도(알란 표준편차)의 전형례이고, (b)는 기준 신호 동기부에 조립되어 있는 VCO 단체(單體)의 주파수 안정도의 한 예를 도시하는 것이다. 특성(a)으로 부터 알 수 있는 것은, 기준 신호는 장기적인 주파수 안정성이 우수한 것이지만 단기적인 주파수 안정성이 부족하다는 것이고, 특성(b)으로 부터 알 수 있는 것은, VCO는 장적인 주파수 안정성이 부족한 것이지만 단기적인 주파수 안정성이 우수하다는 것이다.
그리고, 특성(c)은, 본 발명에 관한 내비게이션 신호 송신기 등에서의 기준신호 동기부(102)가 출력하는 클록 신호의 주파수 안정성을 도시한다. 특성(c)에 의하면, 장기적인 주파수 안정성은 기준 신호(즉 PHS 전파)와 동등하고, 단기적인 주파수 안정성은 VCO의 특성과 동등한 특성을 갖기 때문에, 장기 단기에 걸치는 광범한 주파수 영역에서 안정된 성능을 발휘함을 알 수 있다.
실시례 2
도 5A에, 본 발명의 제2의 실시 형태로서, 내비게이션 신호 송신기에서 시각 동기를 행하기 위한 기준 신호 동기부의 구성을 도시한다. 기준 신호 동기부(500)는, 위상 비교부(501)와, 루프 필터(502)와, VCO(전압 제어 발진기)(503)와, 분주기(504)로 구성된다.
PHS 수신부가 출력하는 신호를 기준 신호 동기부의 기준 신호로서, PLL부 내의 분주기(504)로부터 생성되는 신호와의 위상 비교를 위상 비교부(501)에서 행하고, 위상차를 계측한다. 여기서 계측된 위상차는, 루프 필터(502)에서 평활화 처리되고, 적절한 게인 설정 및 D/A 변환에 의해 직류 전압으로 변환되고, VCO(503)에 입력된다. 이 직류 전압은, 기준 신호와 분주 신호와의 위상차에 비례하고, 따라서 VCO(503)는 전압에 응하여 자신의 주파수를 조정함으로써, 기준 신호와 분주 신호와의 위상차가 일정하게 유지되게 된다.
이 실시 형태에서는, 기준 신호 동기부로부터는 내부 클록 원진에 더하여, 예를 들면, PRN 코드의 타이밍을 제어하기 위해, 펄스 주기가 1㎳의 정수배(한 예로서, 10㎳, 100㎳, 1000㎳가 채용된다. 도 7에서의 기준 신호 펄스와는 다르다)인 시각 동기 타이밍 신호 펄스가 출력된다(이 시각 동기 타이밍 신호 펄스는, 후술한 도 7에서, 702로부터 703에 공급된다).
또한, PRN 코드의 타이밍 제어례를 도 6에 도시한다. 도 6(A)에는 IMES 신호 생성부에서 생성되는 주기 1㎳의 확산 코드(C)가 도시되어 있고, 확산 코드(C)에 대해 시각 동기 타이밍 신호(T)를 동기시킨다. 도 6(A)의 구간(T1-T2)을 확대한 것이 도 6(B)이고, 비트수(칩수) 1023비트(1023칩)의 확산 코드(C')의 선두(Code1과 Chip1이 일치하고 있는 타이밍)를, 시각 동기 타이밍 신호(T')의 펄스에 동기하도록 제어하여 방송함으로써, 시각 타이밍도 PHS 전파에 동기한 상태가 된다.
실시례 3
도 7에 본원 발명의 제3의 실시 형태로서, 외부 시스템의 어떠한 신호로서, GSM이나 LTE라는 휴대 전화의 전파를 이용하는 경우의 구성을 도시한다. 내비게이션 신호 송신기(700)는, GSM 또는 LTE 신호를 수신하기 위한 GSM 수신부 또는 LTE 수신부(총칭하여 수신부(701))와, 기준 신호 동기부(702)와, IMES 신호 생성부(703)와, 송신 안테나(704)로 구성된다. 즉, 본 실시 형태에서는 PHS 수신부(101)에 대신하여, GSM 또는 LTE 수신부(701)를 이용하여, 10㎳, 100㎳ 또는 1000㎳의 펄스를 기준 신호로서 기준 신호 동기부(702)에 입력한다. 기준 신호 동기부(702)에서는, 주파수 카운트부(도 7에서 부도시)에서 헤아리는 펄스수와 비교한 값을 10㎳, 100㎳ 또는 1000㎳로 변경할 뿐이면 좋고, GSM 또는 LTE 수신부(701) 이외는 송신기의 구성을 변경할 필요가 없고, 이에 의해 GSM이나 LTE라는 PHS 이외의 전파를 간편하게 이용할 수 있다.
여기서, 기준 신호 펄스의 주기(10㎳, 100㎳, 1000㎳)는, 통신 인프라의 환경에 따라 나누어서 사용할 수 있다. 예를 들면, PHS에서는 100㎳의 기준 신호만 이용 가능하고, CDMA에서는 10㎳의 기준 신호가 이용 가능하다.
실시례 4
본원 발명의 제4의 실시 형태로서, 외부 시스템의 어떠한 신호로서, 상용 전원을 이용하여도 좋다. 본 실시 형태에서는, 수신부(701)에 대신하여, 상용 전원 수신부를 이용하고, 전원 주파수(일본에서는 50/60Hz)로부터 10㎳, 100㎳ 또는 1000㎳의 펄스를 기준 신호로서 기준 신호 동기부(702)에 입력한다. 상용 전원이라면, 절대 정밀도는 나쁘더라도, 예를 들면 빌딩 내에서는 같은 전원이기 때문에, 동일 빌딩 안의 IMES 송신기의 상대적인 주파수는 일치한다. 이에 의해, PHS, GSM, LTE라는 전파가 도달하지 않는 장소에서도, IMES 송신기는 주파수 동기가 가능해진다.
실시례 5
본원 발명의 제5의 실시 형태로서, 도 5B에, 내비게이션 신호 송신기에서 시각 동기를 행하기 위한 기준 신호 동기부의 구성을 설명한다. 기준 신호 동기부(550)는, 카운터 회로(551)와, 유지 회로(552)와, 비교기(553)와, 로우 패스 제어용 필터(554)와, D/A 컨버터(555)와, 전압 제어 발신기(556)와, 분주 회로(557)로 구성된다.
카운터(551)는, 전압 제어형 발신기(VCXO)(556)로부터 발신되는 클록의 「펄스수(전형적으로는 10MHz)를 카운트하고, 기준 신호 펄스가 보내지는 100㎳마다, 카운트값을 유지 회로(552)에 송신한다. 또한 카운트값은, 비교기(553)에서, 비교용의 기준치(전형적으로는 1,000,000회)와 비교하고, 제1의 필터링으로서, VCXO의 카운트값이 기준치와 ±10%보다 벗어나고 있는 경우에는 이상한 값으로 하여 무시한다(아웃라이어 제거).
다음에, 제2의 필터링으로서, 비교 결과의 대소 관계가, 대(+방향) 또는 소(-방향)가 연속해서 n회 계속된 경우에, 전압 제어 레벨을 1만큼 변경하도록 제어한다. 즉, +방향이 n회 연속해서 계측된 경우에는, 제어 전압 레벨을 현재의 레벨에 대해 -1로 하고, -방향이 n회 연속해서 계측된 경우에는, 제어 전압 레벨을 현재의 레벨에 대해 +1로 한다. 여기서, 레벨 1에 대한 전압 제어량은, 12비트의 해상도로 제어되는 경우에는, 2.5(v)/4096(v)이다.
또한, 분주 회로(557)로부터는, 시각 동기 타이밍 신호 펄스가 출력된다.
또한, 도 5B에서, RIN은 리셋 입력이고, CLIN은 클록 입력이고, CNTOUT는 카운트값 출력이고, CNTIN은 카운트값 입력이고, STIN은 세트 타이밍 입력이다.
이와 같이, 도 5B에서, 비교기(553) 및 로우 패스 제어용 필터(554)는, 이른바 랜덤 워크 필터를 응용한 구성으로 되어 있지만, 본원 발명에서는, 상기 n(필터 시정수)의 조정에 특징이 있고, n의 값을 크게 하면 수속까지의 시간은 길어지지만, 시행(試行)의 결과, 기준 신호 펄스로서 PHS를 사용하는 경우에는, n을 10 정도에 설정함으로써 양호한 결과가 얻어지고 있다. 또한, 기준 신호 펄스로서 CDMA를 사용한 경우에는, n을 2 정도로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 기준 신호 펄스는 100㎳마다의 주기이므로, n=10인 경우는, 1초에 1 회의 비율로 전압 제어 조정이 행하여지게 되고, n=2인 경우는, 0.2초에 1회의 비율로 조정이 행하여지게 된다.
일반적으로, PHS를 기준 신호 펄스로서 사용한 경우는, 내비게이션 신호 송신기의 설치 후, 15분 내지 30분 정도에서 기준 신호 펄스의 주파수와 거의 동기하게 된다. 그러나, 화재 등이 생겨서, 내비게이션 신호 송신기의 온도가 급격하게 상승한 경우에는, 송신기의 정확한 동작을 기대할 수가 없게 되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 기준 신호 펄스의 주파수와의 동기를 잃어버려, 신속하게 타이밍 동기를 다시 할 필요가 있다. 따라서 화재와 같은 급격한 온도 상승 등의 비상사태를 검지하기 위해, 온도 센서를 별도 설치하도록 구성하여도 좋지만, 추가의 회로나 비용이 걸리기 때문에, 카운터값의 이상(異常)을 검출함에 의해, 비상사태의 판단을 행하도록 구성하여도 좋다. 구체적으로는, VCXO가 ±10% 이상 벗어나는 회수가 소정 시간(예를 들면, 20초간부터 30초간) 내에 일정 회수(예를 들면, 100회이라든지 150회) 연속한 경우에, 온도 이상(화재 등의 비상사태)이라고 판단한다.
이 경우의 상세 플로를 도 5C에 도시한다. S501에서, 타이밍 동기가 시작되면, S502로 진행하여, 화재 등에 의한 급격한 온도 상승 등의 비상사태인지의 여부를 체크하기 위한 플래그(이하, 비상사태 플래그)가 초기화된다.
다음에, S503으로 진행하여, VCXO로부터 발신되는 펄스를 카운터에서 카운트한다. S504에서, PHS의 원진에 의거하여 시간이 계측되고, 100㎳가 경과하였는지의 여부가 판단된다. 아직 100㎳가 경과하지 않은 경우(S504에서, No)는, S503으로 복귀하고, 100㎳가 경과한 경우에는, S505로 진행하여, 비상사태 플래그가 온인지의 여부가 체크된다. S505에서 비상사태 플래그가 온인 경우에는 S510으로 진행되지만, 비상사태 플래그가 오프인 경우에는, S506으로 진행한다.
S506에서는, VCXO가 ±10% 이내인지의 여부가 판단된다. VCXO가 ±10% 이내라면, 정상적인 변동으로서 제어 전압 조정을 진행하지만(S510으로 진행한다), VCXO가 ±10%를 초과하는 경우에는, 파기하여야 할 에러(아웃라이어)인지, 비상사태인지의 여부가 판단된다(S507). S507에서는, VCXO가 ±10%를 초과하는 경우로서, 그것이 소정 시간 내에 일정 회수 연속하고 있는지의 여부가 판단된다. 한 예로서, 20초간에 100회 연속하고 있는지, 또는, 30초간에 150회 연속하고 있는지가 판단된다. 소정 시간 내에 일정 회수 연속하고 있는 경우에는(Yes), S509로 진행하여, 내비게이션 신호 송신기가 설치되어 있는 장소 부근은, 화재 등의 비상사태에 의해 주변 온도가 급격하게 상승하고 있는 것이라고 판단하고, 시정수(n)를 현재 설정되어 있는 값보다도 작은 값으로 변경한다(예를 들면, n=10으로부터 n=2로 변경). 그리고, 비상사태 플래그를 온으로 한다.
S507에서, VCXO가 ±10%를 초과하는 경우가 소정 시간 내에 일정 회수 연속하지 않은 경우에는, 그 값은 아웃라이어로서 파기한다.
S510에서는, VCXO로부터 발신된 펄스 카운트가 플러스(+)방향으로 어긋나 있는 경우에는 +1로서 카운트하고, 펄스 카운트가 마이너스(-)방향으로 어긋나 있는 경우에는 -1로서 카운트하고, S511로 진행한다.
S511에서는, S510에서 카운트된 값(+ 또는 -)이 n회 연속하였는지가 판단되고, n회 연속하고 있는 경우(Yes)에는, S512로 진행하고, n회 연속하지 않은 경우(No)에는, S502로 복귀한다.
S512에서는, n회 연속한 것이 플러스(+)방향이였던 경우에는, 제어 전압을 -방향으로 조정하고, n회 연속한 것이 마이너스(-)방향이였던 경우에는, 제어 전압을 -방향으로 조정한다. 그리고, S503으로 복귀한다.
도 5C에 도시한 플로에서는, S507에서 VCXO가 ±10%를 초과하는 경우로서, 그것이 소정 시간 내에 일정 회수 연속하고 있는지의 여부가 판단되는데, 소정 시간 내에 연속해서 VCXO가 ±10%를 초과하는 경우로 한하지 않고, 소정 시간 내에 누적되어 VCXO가 ±10%를 초과하는 경우가 일정 회수에 달하였을 때에, S509로 진행하여, 비상사태 플래그를 온으로 함과 함께, 시정수(n)를 현재 설정되어 있는 값보다도 작은 값으로 변경하도록 제어하게 하여도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 3분간에 VCXO가 ±10%를 초과하는 경우가 누적되어 1000회에 달하였을 때, 또는, 5분간에 VCXO가 ±10%를 초과하는 경우가 누적되어 1000회에 달하였을 때에, S509로 진행한다.
VCXO가 ±10%를 초과하는 경우가 소정 시간 내에 일정 회수 연속하고 있는지의 여부를 판단하는 플로는, 극히 단시간에 화재 등의 피해를 검출할 수 있는 이점이 있다. 한편으로, VCXO가 ±10%를 초과하는 경우가 소정 시간 내에 누적되어 일정 회수에 달하였는지의 여부를 판단하는 플로는, 오동작을 일으켜 버리는 것을 막으면서, 어느 정도 단시간에 화재 등의 피해를 검출할 수 있다는 이점이 있다.
도 5C에 도시한 플로에서는, 비상사태 플래그를 오프로 하는 처리에 관해 설명을 생략하고 있지만, 실시 형태에 응하여 다양한 처리를 고려할 수 있다. 예를 들면, 미리 결정된 시간이 경과한 경우에 비상사태 플래그를 오프로 하는, 수동으로 오프로 하는 등이다.
또는, 소정 시간 내에 일정 회수 연속해서 VCXO가 ±10% 이내로 수속된 때에 비상사태 플래그를 오프로 하도록 제어하여도 좋고, VCXO가 ±10% 이내로 수속되는 경우가 소정 시간 내에 누적되어 일정 회수에 달하였을 때에 비상사태 플래그를 오프로 하도록 제어하여도 좋다.
또한, 상술한 비상사태 검지 로직(S502, S505, S509 등)을 실장하지 않은 간소한 타이밍 동기 제어도 실시 가능함은 말할 필요도 없다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 관한 내비게이션 신호 송신기 등에서는, GPS라는 고정밀도 클록에 의거한 신호를 수신하는 수신기에서의 수신 동작에 주목하고, 동시에 수신기의 편리성을 향상시키기 위한 지상용으로 설치되어 사용하는 내비게이션 신호의 과제에 주목하고, 0.2ppm 정도의 주파수 오프셋 요구라는 과제를 극복하기 위해, 이러한 조건을 충족시키는 송신기를 실현하기 위한 염가의 수단 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, GPS는 고정밀도 클록에 의거한 것이기 때문에, 당업자에 의한 자연스러운 생각에 의거하면, GPS와 마찬가지로 지상용으로 설치되어 사용하는 내비게이션 신호의 생성에도 고정밀도 클록이 필요한다는 인식이 생기기 쉽다. 그러나, 지상에 설치하는 내비게이션 신호 송신기에서 필요하게 되는 것은, 절대적인 주파수 정밀도라기보다는, 오히려 각 송신기 사이의 상대적인 주파수 정밀도이다. 따라서 사용하는 주파수 기준은 고정밀도인 것보다도, 각 송신기가 공통의 주파수 표준을 이용하는 것이 중요해진다. 한편으로, 상기 요구를 실현하기 위한 내비게이션 신호 송신기에 대해 새롭게 부가하는 기능이나 모듈은 적을 것이 바람직하다. 따라서, 지상에서의 내비게이션 신호 송신기의 주파수 기준은, 가령 일반적인 주파수 표준으로서 이용되는 성질의 것이 아니라도, 옥내에서 사용 가능하고, 내비게이션 신호 송신기의 커러리지보다 넓고, 복수의 내비게이션 신호 송신기를 이용할 수 있고, 그 주파수 표준으로서 기존의 것을 이용함에 의해, 본 발명에 관한 내비게이션 신호 송신기를 포함하는 시스템 전체의 구성 규모를 소형화할 수 있다는 효과를 이루는 것이다.
또한, 특허청구의 범위, 명세서, 요약서, 도면에 기재된 모든 기술적 요소, 및, 방법 내지 처리 스텝은, 이들 요소 및/또는 스텝의 적어도 일부가 서로 배타적이 되는 조합을 제외한 임의의 조합에 의해 본 발명에 관한 송신기, 및 방법의 구성 요소 내지 구성 단계가 될 수 있다.
또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태의 어느 개별 구체적인 상세 기재에 제한되는 것은 없다. 또한, 본 발명의 기술적 범위는, 상술한 설명만에 의해서가 아니라, 특허청구의 범위의 기재에 의해 그 외연(外延)이 특정되는 것이고, 특허청구의 범위와 균등하게 되는 치환 내지 변경도 본 발명의 기술적 범위로 되는 것이다.
100, 500 : 내비게이션 신호 송신기
101 : PHS 수신부
102, 702 : 기준 신호 동기부
103, 703 : IMES 신호 생성부
104, 704 : 송신 안테나
201 : 주파수 카운트부
202, 502 : 루프 필터
203, 503 : VCO(전압 제어 발신기)
501 : 위상 비교부
504 : 분주기
551 : 카운터
552 : 유지 회로
553 : 비교기
554 : 로우 패스 제어용 필터
555 : D/A 컨버터
556 : 전압 제어형 발신기
557 : 분주 회로
701 : GSM 또는 LTE 수신부

Claims (9)

  1. 송신파를 수신하여 소정의 데이터 프레임에 동기한 동기 펄스를 생성시키는 수신부와, 상기 수신부에서 생성된 펄스를 기준 신호로 하여 내부 클록 원진을 생성하는 기준 신호 동기부와, 상기 내부 클록 원진에 의거하여 IMES 신호를 생성하는 IMES 신호 생성부와, 상기 IMES 신호 생성부에서 생성된 IMES 신호를 송신하는 송신 안테나를 구비한 내비게이션 신호 송신기로서,
    상기 기준 신호 동기부는, 카운트 회로와 비교기와 로우 패스 제어용 필터와 D/A 컨버터와 전압 제어 발신기와 분주 회로를 포함하고, 상기 카운터 회로에서는, 상기 송신파로부터 입력된 신호를 기준 신호로 하여 상기 전압 제어 발신기에서 생성되는 클록의 펄스수가 카운트되고, 상기 카운트값은 상기 비교기에서 기준치와 비교되고, 상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치 이내의 범위에서 일방향으로 소정 회수 연속한 경우에 상기 전압 제어 발신기의 제어 전압 레벨을 조정하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치를 초과한 경우에는, 상기 카운트값을 파기하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치를 초과하고, 또한 상기 소정치를 초과한 값이 소정 시간 내에 소정 회수 연속한 경우에는, 시정수가 되는 값을 변경하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신파는 PHS 기지국으로부터 송신되는 1.9GHz대의 PHS 전파이고, 상기 데이터 프레임은 PHS 데이터 프레임이고, 상기 동기 펄스는 100㎳ 주기의 펄스인 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신파는, FM 방송파인 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신기.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송신파는, 지상 디지털 방송파인 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신기.
  7. 수신부에서 송신파를 수신하여 소정의 데이터 프레임에 동기한 동기 펄스를 생성시키는 스텝과, 기준 신호 동기부에서 상기 수신부에서 생성된 펄스를 기준 신호로 하여 내부 클록 원진을 생성하는 스텝과, IMES 신호 생성부에서 상기 내부 클록 원진에 의거하여 IMES 신호를 생성하는 스텝과, 송신 안테나에서 상기 IMES 신호 생성부에서 생성된 IMES 신호를 송신하는 스텝을 구비한 내비게이션 신호 송신 방법으로서,
    상기 기준 신호 동기부에서는, 카운트 회로와 비교기와 로우 패스 제어용 필터와 D/A 컨버터와 전압 제어 발신기와 분주 회로가 포함되고, 상기 카운터 회로에서는, 상기 송신파로부터 입력된 신호를 기준 신호로 하여 상기 전압 제어 발신기에서 생성되는 클록의 펄스수가 카운트되고, 상기 카운트값은 상기 비교기에서 기준치와 비교되고, 상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치 이내의 범위에서 일방향으로 소정 회수 연속한 경우에 상기 전압 제어 발신기의 제어 전압 레벨을 조정하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치를 초과한 경우에는, 상기 카운트값을 파기하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비교기에서의 비교 결과의 대소 관계가 소정치를 초과하고, 또한 상기 소정치를 초과한 값이 소정 시간 내에 소정 회수 연속한 경우에는, 시정수가 되는 값을 변경하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 방법.
KR1020137029794A 2011-04-26 2011-04-26 내비게이션 신호 송신기, 및 내비게이션 신호 생성 방법 KR101822222B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/060136 WO2012147156A1 (ja) 2011-04-26 2011-04-26 ナビゲーション信号送信機、ならびにナビゲーション信号生成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140044806A true KR20140044806A (ko) 2014-04-15
KR101822222B1 KR101822222B1 (ko) 2018-01-25

Family

ID=47071698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137029794A KR101822222B1 (ko) 2011-04-26 2011-04-26 내비게이션 신호 송신기, 및 내비게이션 신호 생성 방법

Country Status (24)

Country Link
US (1) US9590802B2 (ko)
EP (1) EP2703838B1 (ko)
JP (1) JP5798620B2 (ko)
KR (1) KR101822222B1 (ko)
CN (1) CN103620443B (ko)
AU (1) AU2011366395B2 (ko)
CA (1) CA2833242C (ko)
CY (1) CY1118248T1 (ko)
DK (1) DK2703838T3 (ko)
ES (1) ES2604708T3 (ko)
HK (1) HK1195365A1 (ko)
HR (1) HRP20161555T1 (ko)
HU (1) HUE030934T2 (ko)
LT (1) LT2703838T (ko)
MX (1) MX2013012218A (ko)
MY (1) MY167108A (ko)
NZ (1) NZ616648A (ko)
PL (1) PL2703838T3 (ko)
PT (1) PT2703838T (ko)
RU (1) RU2558668C2 (ko)
SG (1) SG194649A1 (ko)
SI (1) SI2703838T1 (ko)
WO (1) WO2012147156A1 (ko)
ZA (1) ZA201307792B (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2978835B1 (fr) * 2011-08-05 2013-08-09 Thales Sa Charge utile de satellite pour systemes d'augmentation
JP6151559B2 (ja) * 2013-05-17 2017-06-21 京セラ株式会社 基地局およびその同期方法
JP2015050570A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社東芝 伝送装置、送信装置及び受信装置
MY196280A (en) * 2016-11-29 2023-03-24 Enabler Ltd Time Synchronization System and Transmission Apparatus
US10579578B2 (en) * 2017-10-24 2020-03-03 Micron Technology, Inc. Frame protocol of memory device
EP3675444A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-01 INTEL Corporation Methods and devices for communications in device-to-device networks
CN110907957B (zh) * 2019-10-23 2022-04-01 深圳华大北斗科技股份有限公司 信号解调方法、装置、计算机设备和存储介质

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6315530A (ja) 1986-07-08 1988-01-22 Sumitomo Electric Ind Ltd デイジタル位相同期ル−プ
JPH09191249A (ja) * 1996-01-10 1997-07-22 Fujitsu Ltd 周波数偏差補正方式
JP2000115152A (ja) 1998-10-05 2000-04-21 Toyo Commun Equip Co Ltd 同期クロック生成装置及び方法
WO2003040752A1 (en) * 2001-11-06 2003-05-15 Chang-Don Kee Pseudolite-based precise positioning system with synchronised pseudolites
US6816111B2 (en) 2002-12-13 2004-11-09 Qualcomm Incorporated Calibration and correction system for satellite position location systems
JP2006019993A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Kyocera Corp 発振装置及び発振制御方法
US8981996B2 (en) * 2005-09-27 2015-03-17 Qualcomm Incorporated Position location using transmitters with timing offset and phase adjustment
US8107579B2 (en) * 2005-10-19 2012-01-31 Qualcomm Atheros Technology Ltd. Configurable baseband in a GPS receiver
JP4562647B2 (ja) 2005-11-30 2010-10-13 アイコム株式会社 クロック信号発生装置、クロック信号発生方法及びプログラム
JP4765664B2 (ja) * 2006-02-24 2011-09-07 パナソニック電工株式会社 無線通信システム
JP4296302B2 (ja) * 2006-04-04 2009-07-15 測位衛星技術株式会社 位置情報提供システムおよび携帯電話機
US20100099434A1 (en) * 2007-03-29 2010-04-22 Panasonic Corporation Signal capturing apparatus and signal capturing method
JP5440894B2 (ja) 2007-10-03 2014-03-12 測位衛星技術株式会社 位置情報提供システムおよび屋内送信機
JP5374703B2 (ja) 2007-11-30 2013-12-25 測位衛星技術株式会社 位置情報提供システムおよび屋内送信機
JP5686956B2 (ja) 2009-05-21 2015-03-18 測位衛星技術株式会社 位置情報提供システム
JP5555471B2 (ja) * 2009-10-29 2014-07-23 測位衛星技術株式会社 ナビゲーション信号送信機、ならびにナビゲーション信号生成方法

Also Published As

Publication number Publication date
NZ616648A (en) 2015-11-27
SG194649A1 (en) 2013-12-30
HK1195365A1 (zh) 2014-11-07
SI2703838T1 (sl) 2016-12-30
PT2703838T (pt) 2016-11-18
ES2604708T3 (es) 2017-03-08
RU2013152265A (ru) 2015-06-10
EP2703838B1 (en) 2016-08-24
ZA201307792B (en) 2015-04-29
LT2703838T (lt) 2016-11-25
HRP20161555T1 (hr) 2016-12-30
CN103620443A (zh) 2014-03-05
JPWO2012147156A1 (ja) 2014-07-28
RU2558668C2 (ru) 2015-08-10
EP2703838A4 (en) 2014-11-12
PL2703838T3 (pl) 2017-02-28
WO2012147156A1 (ja) 2012-11-01
AU2011366395A2 (en) 2014-05-01
CN103620443B (zh) 2016-03-23
US9590802B2 (en) 2017-03-07
CY1118248T1 (el) 2017-06-28
AU2011366395A1 (en) 2013-11-14
CA2833242C (en) 2018-01-16
DK2703838T3 (en) 2016-11-21
EP2703838A1 (en) 2014-03-05
HUE030934T2 (en) 2017-06-28
AU2011366395B2 (en) 2016-05-26
US20140016722A1 (en) 2014-01-16
MX2013012218A (es) 2014-03-21
MY167108A (en) 2018-08-10
CA2833242A1 (en) 2012-11-01
JP5798620B2 (ja) 2015-10-21
KR101822222B1 (ko) 2018-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140044806A (ko) 내비게이션 신호 송신기, 및 내비게이션 신호 생성 방법
JP5687632B2 (ja) 低地球軌道（ｌｅｏ）衛星を使用したローカルクロック周波数の較正
CN100403664C (zh) 在使用移动gps接收机的蜂窝网络中测量基站频率的方法及装置
TWI504917B (zh) A navigation signal transmission device, a navigation signal transmission method, and a location information providing device
US20140266885A1 (en) Systems and methods for maintaining time synchronization
CN108882356A (zh) 时钟同步的方法、时间基准源设备和时钟复现设备
EP2679059B1 (en) Method and arrangement for supporting base station synchronization by use of long wave signaling
JP6186008B2 (ja) 位置情報発信機のメンテナンス方法、および、それに用いる位置情報発信機
US11160044B2 (en) Synchronization signal conversion device
KR101463530B1 (ko) 신뢰성있는 시각정보 활용을 위한 다중 비교 표준시 송출시스템 및 송출방법
JP5555471B2 (ja) ナビゲーション信号送信機、ならびにナビゲーション信号生成方法
KR101841942B1 (ko) 이동통신 기지국용 ｇｐｓ 항재밍 장치，및 ｇｐｓ 항재밍 장치를 포함하는 ｇｐｓ 항재밍 시스템
US20110212718A1 (en) Methods and apparatus for stabilizing reference oscillators
JPWO2014045929A1 (ja) 基準信号発生装置、ｇｎｓｓモジュール及び基準信号発生方法
CN106886035B (zh) 一种基于自适应环路校正的信号同步方法及装置
KR101116028B1 (ko) 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치 및 이를 이용한 선별적 동기방법
JP2013153241A (ja) 基地局
Ye Beidou time synchronization receiver for smart grid
JP2014207534A (ja) 基準信号発生装置及び基準信号発生方法
ES2340773T3 (es) Dispositivo y procedimiento para derivar un reloj de referencia a partir de una señal de transmision de reloj de referencia.
Gulgonul et al. IRIG-B Time Signal Distribution over Geostationary Satellites

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant