WO2023145239A1 - 衛星信号受信機およびその消費量推定装置 - Google Patents

衛星信号受信機およびその消費量推定装置 Download PDF

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WO2023145239A1
WO2023145239A1 PCT/JP2022/043935 JP2022043935W WO2023145239A1 WO 2023145239 A1 WO2023145239 A1 WO 2023145239A1 JP 2022043935 W JP2022043935 W JP 2022043935W WO 2023145239 A1 WO2023145239 A1 WO 2023145239A1
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WO
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consumption
satellite
control block
satellite signal
signal receiver
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PCT/JP2022/043935
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和邦 鷹觜
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • 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
    • G01S19/34—Power consumption
    • 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
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • This technology relates to a satellite signal receiver that receives satellite signals from satellites and generates position information. More specifically, the present invention relates to a satellite signal receiver and a consumption estimation apparatus for estimating the consumption during operation of the satellite signal receiver.
  • the Global Navigation Satellite System is a system that receives satellite signals from positioning satellites and measures the position on the ground.
  • a ground-side receiving device that performs positioning using a positioning satellite system is hereinafter referred to as a satellite signal receiver.
  • satellite signal receiver A ground-side receiving device that performs positioning using a positioning satellite system.
  • Various devices have been proposed as such satellite signal receivers (see, for example, Patent Document 1).
  • This technology was created in view of this situation, and aims to estimate the power consumption of satellite signal receivers.
  • a consumption information holding unit that holds consumption information in which a first consumption amount is estimated in advance for each; and a consumption estimator for estimating a second consumption, and a consumption estimating device therefor. This has the effect of estimating the second consumption in the predetermined period according to the operating state of the satellite signal receiver.
  • the plurality of control blocks includes a front-end control block for receiving and processing the satellite signals, and the consumption information is analog for each frequency band of the satellite signals.
  • the above-mentioned first consumption amount according to the level of the digital conversion sampling frequency, the level of the clock frequency, or the presence or absence of operation of the noise filter may be included.
  • the plurality of control blocks includes a satellite tracking control block for tracking the satellite signal
  • the consumption information includes synchronization parameters for each satellite signal, decoding for each satellite signal, and The first consumption amount for each channel according to the state or the height of the clock frequency may be included.
  • the plurality of control blocks includes a positioning control block for determining a position of the satellite signal receiver based on the satellite signals, and the consumption information is the satellite signal receiver. may include the first consumption dependent on the number of satellites used to determine the position of the .
  • the first consumption is current consumption estimated in advance
  • the second consumption is power consumption estimated during operation.
  • the consumption information includes the first consumption amount per processing time in the plurality of control blocks, and the consumption amount estimating unit determines the amount of time required for processing in the plurality of control blocks.
  • the second consumption may be estimated based on time.
  • FIG. 1 It is a figure showing an example of composition of a positioning satellite system in a 1st embodiment of this art. It is a figure showing an example of a control block of satellite signal receiver 100 in a 1st embodiment of this art. It is a figure which shows the structural example of the electric power estimation part 150 in 1st Embodiment of this technique. It is a figure which shows the example of the frequency band of the satellite signal in 1st Embodiment of this technique. It is a figure showing an example of composition of front end control block 191 in a 1st embodiment of this art. It is a figure showing an example of a reference table corresponding to operation of front end control block 191 in a 1st embodiment of this art. FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a lookup table corresponding to the operation of a satellite acquisition control block 192 in the first embodiment of the present technology;
  • FIG. It is a figure which shows the example of the reference table corresponding to operation
  • It is a figure showing an example of a reference table corresponding to operation of other blocks in a 1st embodiment of this art.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a positioning satellite system according to the first embodiment of the present technology.
  • This positioning satellite system includes a positioning satellite 500 , a satellite signal receiver 100 and a host computer 200 .
  • the positioning satellite 500 is an artificial satellite that transmits satellite signals for measuring the position of the satellite signal receiver 100 on the ground.
  • Examples of such positioning satellites 500 include GPS (Global Positioning System (United States)), GLONASS (Global Navigation Satellite System (Russia)), Galileo (European Union), BeiDou (China), QZSS (Quasi-Zenith Satellite System : Michibiki (Japan)), NavIC (Navigation Indian Constellation (India)), etc.
  • the satellite signal receiver 100 is a device that receives satellite signals from positioning satellites 500 and performs positioning.
  • This satellite signal receiver 100 includes an antenna 101 , a high frequency circuit 110 , an observation section 120 , a positioning section 130 , a state acquisition section 140 , a power estimation section 150 , a CPU 160 and a power supply section 170 .
  • the high frequency circuit 110 receives a satellite signal from the positioning satellite 500 via the antenna 101 as a radio frequency signal and converts it into a digital signal.
  • the observation unit 120 captures and tracks the positioning satellite 500 based on the received satellite signal.
  • the positioning unit 130 measures the position of the satellite signal receiver 100 based on the received satellite signals.
  • the measurement result generated by this positioning unit 130 is output as positioning data.
  • the output format (format) in this case is assumed to comply with the NMEA0183 standard, for example.
  • the state acquisition unit 140 acquires the reception state in each control block of the satellite signal receiver 100 .
  • the power estimation unit 150 estimates power consumption in the satellite signal receiver 100 based on the reception state acquired by the state acquisition unit 140 .
  • the estimation result generated by this power estimation section 150 is output as estimation data.
  • As an output format (format) in this case for example, it is assumed that a unique sentence using the NMEA0183 standard used for positioning data is adopted. Moreover, it is not limited to this, and a unique output format may be adopted.
  • a CPU (Central Processing Unit) 160 controls the operation of each part of the satellite signal receiver 100 .
  • the power supply unit 170 supplies power to each unit of the satellite signal receiver 100 .
  • the host computer 200 performs predetermined processing on the positioning data and estimation data output from the satellite signal receiver 100 .
  • predetermined processing For example, it is assumed that the contents of positioning data and estimation data are displayed on a display as a graphical user interface (GUI).
  • GUI graphical user interface
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of control blocks of the satellite signal receiver 100 according to the first embodiment of the present technology.
  • the observation unit 120 described above includes a digital front end 121 , a satellite acquisition unit 122 , and a tracking/satellite data extraction unit 123 .
  • the digital front end 121 performs predetermined signal processing on the satellite signal received by the high frequency circuit 110 and converted into a digital signal.
  • the satellite acquisition unit 122 acquires the positioning satellite 500 based on the satellite signal output from the digital front end 121.
  • the tracking/satellite data extraction unit 123 tracks the positioning satellite 500 based on the satellite signal output from the digital front end 121 and extracts satellite data.
  • the tracking/satellite data extraction unit 123 is provided with a plurality of tracking/satellite data extraction units 123, the number of which corresponds to the number of satellite signal channels.
  • power estimation is performed by dividing the satellite signal receiver 100 into a plurality of blocks as follows. First, let the high frequency circuit 110 and the digital front end 121 be a front end control block 191 . Also, the satellite acquisition unit 122 is assumed to be a satellite acquisition control block 192 . Also, the plurality of tracking/satellite data extraction units 123 are assumed to be a satellite tracking control block 193 . Also, the positioning unit 130 is assumed to be a positioning control block 194 .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the power estimation unit 150 according to the first embodiment of the present technology.
  • the power estimating unit 150 includes a counting unit 151 and a current consumption information holding unit 152 .
  • the current consumption information holding unit 152 holds current consumption information for each control block of the satellite signal receiver 100 .
  • the current consumption information is a group of data obtained by estimating in advance the correspondence between the reception state and the current consumption, as will be described later.
  • the totaling unit 151 refers to the current consumption information held in the current consumption information holding unit 152 and totals the current consumption based on the reception state during operation. In this aggregation, based on a fixed current such as a leak current in the satellite signal receiver 100, by adding the current consumption estimated in advance in each table of the current consumption information, the current consumption as a whole is calculated. Tally.
  • this totaling unit 151 estimates power consumption based on the totaled current consumption, and outputs data of the estimated power consumption.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of frequency bands of satellite signals in the first embodiment of the present technology.
  • the left column in the figure shows the name of the positioning satellite system.
  • SBAS Setellite-Based Augmentation System
  • the satellite signal frequency bands of the positioning satellite system are mainly divided into L1 band, L2 band and L5 band.
  • the right column in the figure shows satellite signals corresponding to the positioning satellite system for each frequency band.
  • a user of the satellite signal receiver 100 selects a satellite signal that he/she wants to use for positioning.
  • a frequency band is then determined according to the selected satellite signal. If at least one signal within a frequency band is selected, reception processing in front-end control block 191 for that frequency band is enabled.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the front-end control block 191 according to the first embodiment of the present technology.
  • the front-end control block 191 is configured to operate independently for each frequency band.
  • An analog signal processing unit that performs analog signal processing on high-frequency signals is divided into an L1 band analog signal processing unit 111-1, an L2 band analog signal processing unit 111-2, and an L5 band analog signal processing unit 111-3.
  • the analog-to-digital conversion unit that converts an analog signal into a digital signal is divided into an L1 band analog-to-digital conversion unit 112-1, an L2 band analog-to-digital conversion unit 112-2, and an L5 band analog-to-digital conversion unit 112-3.
  • the digital signal processing section that performs digital signal processing is divided into an L1 band digital signal processing section 1211-1, an L2 band digital signal processing section 1211-2, and an L5 band digital signal processing section 1211-3.
  • the L1 band analog signal processing unit 111-1 when performing reception processing for the L1 band, the L1 band analog signal processing unit 111-1, the L1 band analog-to-digital conversion unit 112-1, and the L1 band digital signal processing unit 1211-1 operate. Further, when L2 band reception processing is performed, the L2 band analog signal processing unit 111-2, the L2 band analog-to-digital conversion unit 112-2, and the L2 band digital signal processing unit 1211-2 operate. Further, when performing reception processing for the L5 band, the L5 band analog signal processing section 111-3, the L5 band analog-to-digital conversion section 112-3, and the L5 band digital signal processing section 1211-3 operate.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a reference table corresponding to operations of the front-end control block 191 according to the first embodiment of the present technology.
  • the aggregating unit 151 refers to the previously estimated current consumption information held in the current consumption information holding unit 152 and aggregates the current consumption based on the reception state during operation.
  • the front-end control block refers to the table shown in the figure for each frequency band. That is, the table is not referred to for frequency bands in which reception processing is not performed, and current consumption is not added.
  • the L1 band ADC sampling frequency table, the L1 band clock frequency table, and the L1 noise removal filter table are referred to.
  • the L2 band ADC sampling frequency table, the L2 band clock frequency table, and the L2 noise removal filter table are referred to.
  • the L5 band ADC sampling frequency table, the L5 band clock frequency table, and the L5 noise removal filter table are referred to.
  • the L1 band ADC sampling frequency table is a table that holds, for each sampling frequency, the current consumption that increases or decreases due to ADC (analog-to-digital conversion) for L1 band reception processing.
  • the L1 band clock frequency table is a table that holds, for each clock frequency, current consumption that increases or decreases due to reception processing in the L1 band.
  • the L1 noise removal filter table is a table that holds consumption current that increases or decreases due to reception processing in the L1 band according to whether or not the noise removal filter is operating. Note that the reference tables for other reception processes for the L2 band and L5 band have the same contents, and detailed description thereof will be omitted.
  • All the consumption currents obtained in this way for the front-end control blocks are summed up and totaled in the totalization unit 151 as the consumption current required for the front-end control blocks.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a lookup table corresponding to the operation of the satellite acquisition control block 192 according to the first embodiment of the present technology.
  • the simultaneous acquisition satellite number table, the clock frequency table, and the acquisition parameter table are referred to.
  • the number of simultaneously captured satellites table is a table that holds the current consumption that increases or decreases according to the number of satellites that are captured simultaneously.
  • the clock frequency table is a table that holds the current consumption that increases or decreases due to the satellite acquisition operation according to the clock frequency.
  • the acquisition parameter table is a table that holds the current consumption that increases or decreases due to the satellite acquisition operation according to the integration length for each satellite signal.
  • All the consumption currents obtained in this way for the satellite acquisition control block are added up and totaled in the totalization unit 151 as the consumption current required for the satellite acquisition control block.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a reference table corresponding to the operation of the satellite tracking control block 193 according to the first embodiment of the present technology.
  • the table shown in the same figure is referred to for each channel in which the satellite tracking operation is performed. That is, the table is not referred to for channels that do not operate, and the consumption current is not added.
  • the i-th channel For the satellite tracking channel (hereinafter referred to as the "i-th channel"), the i-th channel synchronization parameter table, the i-th channel decoding state table, and the i-th channel clock frequency table are referred to.
  • the i-th channel synchronization parameter table is a table that holds current consumption that increases or decreases due to each of carrier phase synchronization, carrier frequency synchronization, or high-sensitivity tracking as a synchronization operation for each satellite signal in the i-th channel.
  • the i-th channel decoding state table is a table that holds current consumption that increases or decreases depending on whether decoding is performed for each satellite signal on the i-th channel, when there is no decoding, when LDCP decoding is performed, and when Viterbi decoding is performed.
  • the i-th channel clock frequency table is a table that holds the current consumption that increases or decreases due to satellite tracking on the i-th channel according to the clock frequency.
  • All the consumption currents obtained in this way for the satellite tracking control block are summed up in the summing unit 151 as the consumption current required for the satellite tracking control block.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a reference table corresponding to the operation of the positioning control block 194 according to the first embodiment of the present technology.
  • the positioning control block refers to the positioning satellite count table when performing positioning operations. That is, when the positioning operation is not performed, the table is not referred to and the current consumption is not added.
  • the positioning satellite number table is a table that holds the current consumption, which increases or decreases depending on the positioning operation, according to the number of satellites used for positioning.
  • the current consumption obtained in this way for the positioning control block is totaled by the totaling unit 151 as the current consumption required for the positioning control block.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a reference table corresponding to operations of other blocks in the first embodiment of the present technology
  • current consumption may also occur in the CPU 160, the power supply unit 170, and the like.
  • a CPU frequency table and a power supply voltage table are referenced.
  • the CPU frequency table is a table that holds current consumption that increases or decreases depending on the operating frequency of the CPU 160 according to the frequency of the CPU 160 .
  • the power supply voltage table is a table that holds the consumption current that increases or decreases depending on the voltage in the power supply section 170 according to the level of the voltage of the power supply section 170 .
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of power consumption estimation timing according to the first embodiment of the present technology.
  • each control block operates asynchronously with each other. Therefore, when estimating the power consumption, an estimation cycle is assumed, and the totaling unit 151 acquires from the current consumption information holding unit 152 and totals the current consumption required for the operation occurring within the estimation cycle. At this time, for example, the operation of the front-end control is not updated within the estimated cycle in FIG. Estimate power based on
  • the operation ends when the commanded processing is completed, so the start and end of a certain control are paired. That is, satellite acquisition control and decoding control operate for a certain period of time. Termination can be detected by polling or the switch by an interrupt. Also, since these processes operate on instructions with a certain parameter set, the power value for the instruction is estimated in advance, and the power value is added after the start, and the end is not considered. may For controls other than these, the operation always continues. Therefore, the motion parameters are updated at the timing of the arrow.
  • the summing unit 151 sums up the added current consumption based on a fixed current such as a leak current, estimates the power consumption based on the summed current consumption, and outputs the data of the estimated power consumption. conduct.
  • the current consumption per processing time in a plurality of control blocks is stored in advance, the time required for processing in the plurality of control blocks is measured, and the actual current consumption per processing time is calculated.
  • Power consumption may be estimated by totaling the current consumption by multiplying the time required for .
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a table structure for current consumption estimation according to the first embodiment of the present technology.
  • the current consumption information holding unit 152 has a reference table corresponding to each control block.
  • the reference table is a table obtained by measuring in advance the power consumption that increases or decreases according to the reception state, and holds a plurality of records each pairing the reception state and the corresponding power consumption.
  • the consumption current is x
  • the reception state is set to B
  • the consumption current is y
  • the reception state is set to C
  • the consumption current increases or decreases. It holds the fact that the current consumption is z.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a table structure for current consumption estimation in the first embodiment of the present technology.
  • the reception state changes from setting C to setting A, as indicated by a in the figure.
  • the current obtained by adding z to the fixed current is estimated as the current consumption during that period.
  • the current obtained by adding x to the fixed current is estimated as the current consumption for that period.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a table structure of a simultaneously captured satellite number table according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a table structure of a clock frequency table according to the first embodiment of the present technology;
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a table structure of a capture parameter table according to the first embodiment of the present technology;
  • the aggregation unit 151 aggregates current consumption by referring to these tables held in the current consumption information holding unit 152 .
  • FIG. 17 is a diagram showing an estimation example of current consumption in the satellite acquisition operation according to the first embodiment of the present technology.
  • the capture operation was performed between times t1 and t2 and between times t3 and t4.
  • the number of satellites captured simultaneously is 10 ( ⁇ 10)
  • the clock frequency is medium speed ( ⁇ 2)
  • the acquisition parameter is a GPS L1C/A signal with a medium integration length. ( ⁇ 2). That is, in this period, in addition to the fixed current, ⁇ 10, ⁇ 2, and ⁇ 2 are added as current consumption for the satellite acquisition operation.
  • the number of satellites captured at the same time was 1 ( ⁇ 1)
  • the clock frequency was medium speed ( ⁇ 2)
  • the capture parameter was the L5 signal of the GPS
  • the long integration length was used. ( ⁇ 6). That is, in this period, in addition to the fixed current, ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 6 are added as current consumption for the satellite acquisition operation.
  • the counting unit 151 estimates the current consumption by referring to the table held in the current consumption information holding unit 152 according to the reception state.
  • the satellite acquisition operation by the satellite acquisition control block has been described here as an example, addition is also performed in the same manner for operations in other control blocks. After the addition of all consumption currents for the estimation period is completed, power consumption is estimated based on the consumption currents.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure example of the satellite signal receiver 100 according to the first embodiment of the present technology.
  • the high-frequency circuit 110 receives the satellite signal, the observation unit 120 captures and tracks the satellite, and the positioning unit 130 performs positioning based on the satellite signal (step S911). Based on this series of reception processes, the reception state within the estimation period is acquired by the state acquisition unit 140 (step S912).
  • the power estimating unit 150 counts the current consumption by referring to the table as described above (step S913). Then, the power consumption is estimated by the power estimation unit 150 based on the collected current consumption (step S914).
  • step S915: Yes When ending the power estimation operation (step S915: Yes), this process ends.
  • step S915: No it waits until the next estimation timing arrives (step S916: No).
  • step S916: Yes When the next estimation timing arrives (step S916: Yes), the steps after step S911 are repeated.
  • the power consumption by the control block is measured in advance and held in the current consumption information holding unit 152, and the counting unit 151 collects the current consumption information according to the reception state.
  • the storage unit 152 is referred to and the current consumption is totaled. Thereby, the power consumption of the satellite signal receiver 100 can be estimated according to the performance of the reception state.
  • Second Embodiment> the power consumption is estimated in the power estimator 150 of the satellite signal receiver 100 .
  • the host computer 200 outside the satellite signal receiver 100 estimates power consumption.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of a positioning satellite system according to the second embodiment of the present technology.
  • host computer 200 includes power estimator 250 .
  • the power estimator 250 estimates power consumption in the satellite signal receiver 100 based on the reception state acquired by the state acquirer 140 of the satellite signal receiver 100 .
  • the power estimator 250 like the power estimator 150, includes a tallying unit and a consumption current information holding unit (not shown). Therefore, even if the satellite signal receiver 100 does not have a function of estimating its own power consumption, the power can be estimated in the host computer 200 .
  • the power consumption of the satellite signal receiver 100 can be calculated according to the actual reception state by totaling the current consumption according to the reception state in the host computer 200. can be estimated.
  • the processing procedure described in the above embodiment may be regarded as a method having a series of procedures, and a program for causing a computer to execute the series of procedures or a recording medium for storing the program You can catch it.
  • this recording medium for example, CD (Compact Disc), MD (MiniDisc), DVD (Digital Versatile Disc), memory card, Blu-ray disc (Blu-ray (registered trademark) Disc), etc. can be used.
  • the present technology can also have the following configuration.
  • a consumption information holding unit that holds consumption information obtained by estimating a first consumption in advance for each of a plurality of control blocks in a satellite signal receiver that receives satellite signals from satellites and generates position information; a consumption estimating unit for estimating a second consumption in the predetermined period based on the consumption information according to the operating state of each of the plurality of control blocks within the predetermined period.
  • estimation device the plurality of control blocks includes a front-end control block for receiving and processing the satellite signals;
  • the consumption information includes, for each frequency band of the satellite signal, the level of the analog-to-digital conversion sampling frequency, the level of the clock frequency, or the first consumption corresponding to whether or not the noise filter is operated. ).
  • the plurality of control blocks includes a satellite acquisition control block for acquiring the satellite signal; (1) wherein the consumption information includes the number of satellites related to the satellite signals to be acquired at the same time, the height of the clock frequency, or the first consumption corresponding to parameters for acquiring the satellite signals; Or the satellite signal receiver consumption estimation device according to (2).
  • the plurality of control blocks includes a satellite tracking control block for tracking the satellite signal; any one of (1) to (3) above, wherein the consumption information includes a synchronization parameter for each satellite signal, a decoding state for each satellite signal, or the first consumption amount for each channel according to the height of a clock frequency; 2.
  • a satellite signal receiver consumption estimation device 1.
  • the plurality of control blocks includes a positioning control block for determining the position of the satellite signal receiver based on the satellite signals;
  • the satellite signal according to any one of (1) to (4), wherein the consumption information includes the first consumption corresponding to the number of satellites used to determine the position of the satellite signal receiver.
  • the satellite signal receiver consumption estimation apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the second consumption is power consumption estimated during operation.
  • the consumption information includes the first consumption amount per processing time in the plurality of control blocks;
  • the consumption estimation device according to any one of (1) to (6), wherein the consumption estimation unit estimates the second consumption based on the time required for processing in the plurality of control blocks.
  • a front-end control block for receiving and processing satellite signals from satellites; a satellite acquisition control block for acquiring the satellite signals; a satellite tracking control block for tracking the satellite signal; a positioning control block for determining a position of a satellite signal receiver based on said satellite signals; Consumption information holding consumption information that pre-estimates a first consumption for each of a plurality of control blocks including the front-end control block, the satellite acquisition control block, the satellite tracking control block, and the positioning control block. a holding part; a consumption estimating unit that estimates a second consumption in the predetermined period based on the consumption information according to the operating state of each of the plurality of control blocks during the predetermined period.
  • satellite signal receiver 101 antenna 110 high frequency circuit 111-1 L1 band analog signal processing unit 111-2 L2 band analog signal processing unit 111-3 L5 band analog signal processing unit 112-1 L1 band analog-to-digital conversion unit 112-2 L2 Band analog-to-digital conversion unit 112-3 L5 band analog-to-digital conversion unit 120 Observation unit 121 Digital front end 1211-1 L1 band digital signal processing unit 1211-2 L2 band digital signal processing unit 1211-3 L5 band digital signal processing unit 122 Satellite Acquisition unit 123 Tracking/satellite data extraction unit 130 Positioning unit 140 State acquisition unit 150 Power estimation unit 151 Aggregation unit 152 Consumption current information holding unit 160 CPU 170 power supply unit 191 front end control block 192 satellite acquisition control block 193 satellite tracking control block 194 positioning control block 200 host computer 250 power estimation unit 500 positioning satellite

Landscapes

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Abstract

衛星信号受信機における消費量を推定する。　衛星信号受信機は、衛星からの衛星信号を受信して信号処理を施すためのフロントエンド制御ブロック、衛星信号を捕捉するための衛星捕捉制御ブロック、衛星信号を追尾するための衛星追尾制御ブロック、および、衛星信号に基づいて衛星信号受信機の位置を測定するための測位制御ブロックを含む複数の制御ブロックを備える。消費情報保持部は、複数の制御ブロックの各々について第１の消費量を事前に見積もった消費情報を保持する。消費量推定部は、複数の制御ブロックの各々の所定期間内の動作状態に応じて消費情報に基づいて所定期間における第２の消費量を推定する。

Description

衛星信号受信機およびその消費量推定装置
　本技術は、衛星からの衛星信号を受信して位置情報を生成する衛星信号受信機に関する。詳しくは、衛星信号受信機の動作時の消費量を推定する衛星信号受信機およびその消費量推定装置に関する。
　測位衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）は、測位衛星からの衛星信号を受信して、地上における位置を計測するシステムである。測位衛星システムを利用して測位を行う地上側の受信装置を、以下では衛星信号受信機と称する。このような衛星信号受信機として、これまで様々な装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
国際公開第０３－１０４８３９号公報
　衛星信号受信機において性能を向上させるためには多くの機能ブロックを動作させる必要があり、これに伴い消費電力が多くなる。そのため、モバイル機器に適用した場合にはバッテリの消耗が激しくなるという問題がある。また、受信環境によって消費電力がダイナミックに変動するという性質がある。さらに、他の種類の受信機と異なり、受信できるか否かの２択ではなく、ある程度の精度により位置を測定できることが重要である。したがって、衛星信号受信機の動作環境においてどの程度の電力を消費しているかを知ることが求められている。
　本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、衛星信号受信機における電力等の消費量を推定することを目的とする。
　本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、衛星からの衛星信号を受信して位置情報を生成する衛星信号受信機における複数の制御ブロックの各々について第１の消費量を事前に見積もった消費情報を保持する消費情報保持部と、上記複数の制御ブロックの各々の所定期間内の動作状態に応じて上記消費情報に基づいて上記所定期間における第２の消費量を推定する消費量推定部とを具備する衛星信号受信機およびその消費量推定装置である。これにより、衛星信号受信機の動作状態に応じて所定期間における第２の消費量を推定するという作用をもたらす。
　また、この第１の側面において、上記複数の制御ブロックは、上記衛星信号を受信して信号処理を施すためのフロントエンド制御ブロックを含み、上記消費情報は、上記衛星信号の周波数帯毎にアナログデジタル変換サンプリング周波数の高さ、クロック周波数の高さ、または、ノイズフィルタの動作の有無に応じた上記第１の消費量を含むようにしてもよい。
　また、この第１の側面において、上記複数の制御ブロックは、上記衛星信号を捕捉するための衛星捕捉制御ブロックを含み、上記消費情報は、同時に捕捉する上記衛星信号に係る上記衛星の数、クロック周波数の高さ、または、上記衛星信号を捕捉するためのパラメータに応じた上記第１の消費量を含むようにしてもよい。
　また、この第１の側面において、上記複数の制御ブロックは、上記衛星信号を追尾するための衛星追尾制御ブロックを含み、上記消費情報は、上記衛星信号毎の同期パラメータ、上記衛星信号毎の復号状態またはクロック周波数の高さに応じたチャンネル毎の上記第１の消費量を含むようにしてもよい。
　また、この第１の側面において、上記複数の制御ブロックは、上記衛星信号に基づいて上記衛星信号受信機の位置を測定するための測位制御ブロックを含み、上記消費情報は、上記衛星信号受信機の位置を測定するために使用する上記衛星の数に応じた上記第１の消費量を含むようにしてもよい。
　また、この第１の側面において、例えば、上記第１の消費量は事前に見積もられる消費電流であり、上記第２の消費量は動作時に推定される消費電力である。
　また、この第１の側面において、上記消費情報は、上記複数の制御ブロックにおける処理時間当たりの上記第１の消費量を含み、上記消費量推定部は、上記複数の制御ブロックにおいて処理に要した時間に基づいて上記第２の消費量を推定するようにしてもよい。
本技術の第１の実施の形態における測位衛星システムの構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における衛星信号受信機１００の制御ブロックの例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における電力推定部１５０の構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における衛星信号の周波数バンドの例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるフロントエンド制御ブロック１９１の構成例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるフロントエンド制御ブロック１９１の動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における衛星捕捉制御ブロック１９２の動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における衛星追尾制御ブロック１９３の動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における測位制御ブロック１９４の動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるその他のブロックの動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における消費電力推定タイミングの一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における消費電流推定のためのテーブル構造の一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における消費電流推定のためのテーブル構造の一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における同時捕捉衛星数テーブルのテーブル構造の一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態におけるクロック周波数テーブルのテーブル構造の一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における捕捉パラメータテーブルのテーブル構造の一例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における衛星捕捉動作の消費電流の推定例を示す図である。 本技術の第１の実施の形態における衛星信号受信機１００の処理手順例を示す流れ図である。 本技術の第２の実施の形態における測位衛星システムの構成例を示す図である。
　以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
　１．第１の実施の形態（衛星信号受信機において電力推定する例）
　２．第２の実施の形態（ホストコンピュータにおいて電力推定する例）
　＜１．第１の実施の形態＞
　［測位衛星システム］
　図１は、本技術の第１の実施の形態における測位衛星システムの構成例を示す図である。この測位衛星システムは、測位衛星５００、衛星信号受信機１００、および、ホストコンピュータ２００を含んで構成される。
　測位衛星５００は、地上における衛星信号受信機１００の位置を測定するための衛星信号を送信する人工衛星である。このような測位衛星５００としては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System（米国））、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System（ロシア））、Ｇａｌｉｌｅｏ（欧州連合）、ＢｅｉＤｏｕ（中国）、ＱＺＳＳ（Quasi-Zenith Satellite System：みちびき（日本））、ＮａｖＩＣ（Navigation Indian Constellation（インド））等が利用されている。
　衛星信号受信機１００は、測位衛星５００からの衛星信号を受信して測位を行う装置である。この衛星信号受信機１００は、アンテナ１０１と、高周波回路１１０と、観測部１２０と、測位部１３０と、状態取得部１４０と、電力推定部１５０と、ＣＰＵ１６０と、電源部１７０とを備える。
　高周波回路１１０は、アンテナ１０１を介して測位衛星５００からの衛星信号を高周波（Radio Frequency）信号として受信して、デジタル信号に変換するものである。
　観測部１２０は、受信した衛星信号に基づいて測位衛星５００を捕捉して、追尾するものである。
　測位部１３０は、受信した衛星信号に基づいて衛星信号受信機１００の位置を測定するものである。この測位部１３０によって生成された測定結果は、測位データとして出力される。この場合の出力フォーマット（形式）としては、例えば、ＮＭＥＡ０１８３規格に準拠することが想定される。
　状態取得部１４０は、衛星信号受信機１００の各制御ブロックにおける受信状態を取得するものである。
　電力推定部１５０は、状態取得部１４０よって取得された受信状態に基づいて、衛星信号受信機１００における消費電力を推定するものである。この電力推定部１５０によって生成された推定結果は、推定データとして出力される。この場合の出力フォーマット（形式）としては、例えば、測位データに用いられるＮＭＥＡ０１８３規格を利用した独自センテンスを採用することが想定される。また、これに限られず、独自の出力フォーマットを採用してもよい。
　ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６０は、衛星信号受信機１００の各部の動作を制御するものである。電源部１７０は、衛星信号受信機１００の各部に電源を供給するものである。
　ホストコンピュータ２００は、衛星信号受信機１００から出力された測位データおよび推定データに対して所定の処理を行うものである。例えば、グラフィカル・ユーザ・インターフェイス（ＧＵＩ）としてディスプレイ上に測位データおよび推定データの内容を表示すること等が想定される。
　［制御ブロック］
　図２は、本技術の第１の実施の形態における衛星信号受信機１００の制御ブロックの例を示す図である。
　上述の観測部１２０は、デジタルフロントエンド１２１と、衛星捕捉部１２２と、トラッキング・衛星データ抽出部１２３とを備える。
　デジタルフロントエンド１２１は、高周波回路１１０において受信されてデジタル信号に変換された衛星信号に対して所定の信号処理を施すものである。
　衛星捕捉部１２２は、デジタルフロントエンド１２１から出力された衛星信号に基づいて測位衛星５００を捕捉するものである。
　トラッキング・衛星データ抽出部１２３は、デジタルフロントエンド１２１から出力された衛星信号に基づいて測位衛星５００を追尾して、衛星データを抽出するものである。このトラッキング・衛星データ抽出部１２３は、衛星信号のチャンネル数に応じた数の、複数のトラッキング・衛星データ抽出部１２３が設けられる。
　この実施の形態では、衛星信号受信機１００を以下のように複数のブロックに分けて電力推定を行う。まず、高周波回路１１０およびデジタルフロントエンド１２１をフロントエンド制御ブロック１９１とする。また、衛星捕捉部１２２を衛星捕捉制御ブロック１９２とする。また、複数のトラッキング・衛星データ抽出部１２３を衛星追尾制御ブロック１９３とする。また、測位部１３０を測位制御ブロック１９４とする。
　［電力推定部］
　図３は、本技術の第１の実施の形態における電力推定部１５０の構成例を示す図である。この電力推定部１５０は、集計部１５１と、消費電流情報保持部１５２とを備える。
　消費電流情報保持部１５２は、衛星信号受信機１００の制御ブロック毎の消費電流情報を保持するものである。消費電流情報は、後述するように、受信状態と消費電流との対応関係を事前に見積もったデータ群である。
　集計部１５１は、消費電流情報保持部１５２に保持された消費電流情報を参照して、動作中の受信状態に基づいて消費電流を集計するものである。この集計においては、衛星信号受信機１００におけるリーク電流等の固定電流をベースとして、消費電流情報の各テーブルの事前に見積もられた消費電流を加算していくことにより、全体としての消費電流を集計する。
　また、この集計部１５１は、集計された消費電流に基づいて消費電力を推定して、その推定された消費電力のデータ出力を行う。
　［衛星信号の周波数バンド］
　図４は、本技術の第１の実施の形態における衛星信号の周波数バンドの例を示す図である。
　同図における左欄には、測位衛星システムの名称が示されている。ここには、上述のＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳ、ＮａｖＩＣに加えて、周波数バンドの重なるＳＢＡＳ（Satellite-Based Augmentation System：衛星航法補強システム）についても示されている。
　測位衛星システムの衛星信号の周波数バンドは、主としてＬ１バンド、Ｌ２バンドおよびＬ５バンドに大別される。同図における右欄は、測位衛星システムに対応する衛星信号が周波数バンド毎に示されている。
　衛星信号受信機１００のユーザは、測位に使用したい衛星信号を選択する。そして、選択された衛星信号に応じて周波数バンドが決定する。周波数バンド内の信号が１つでも選択された場合、その周波数バンドに対するフロントエンド制御ブロック１９１における受信処理が有効になる。
　［フロントエンド制御ブロック］
　図５は、本技術の第１の実施の形態におけるフロントエンド制御ブロック１９１の構成例を示す図である。
　フロントエンド制御ブロック１９１は、周波数バンド毎に独立して動作が行われるように構成される。高周波信号のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部は、Ｌ１バンドアナログ信号処理部１１１－１と、Ｌ２バンドアナログ信号処理部１１１－２と、Ｌ５バンドアナログ信号処理部１１１－３とに分かれる。また、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部は、Ｌ１バンドアナログデジタル変換部１１２－１と、Ｌ２バンドアナログデジタル変換部１１２－２と、Ｌ５バンドアナログデジタル変換部１１２－３とに分かれる。また、デジタル信号処理を行うデジタル信号処理部は、Ｌ１バンドデジタル信号処理部１２１１－１と、Ｌ２バンドデジタル信号処理部１２１１－２と、Ｌ５バンドデジタル信号処理部１２１１－３とに分かれる。
　すなわち、Ｌ１バンドの受信処理を行う場合には、Ｌ１バンドアナログ信号処理部１１１－１と、Ｌ１バンドアナログデジタル変換部１１２－１と、Ｌ１バンドデジタル信号処理部１２１１－１とが動作する。また、Ｌ２バンドの受信処理を行う場合には、Ｌ２バンドアナログ信号処理部１１１－２と、Ｌ２バンドアナログデジタル変換部１１２－２と、Ｌ２バンドデジタル信号処理部１２１１－２とが動作する。また、Ｌ５バンドの受信処理を行う場合には、Ｌ５バンドアナログ信号処理部１１１－３と、Ｌ５バンドアナログデジタル変換部１１２－３と、Ｌ５バンドデジタル信号処理部１２１１－３とが動作する。
　図６は、本技術の第１の実施の形態におけるフロントエンド制御ブロック１９１の動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。
　上述のように、集計部１５１は、消費電流情報保持部１５２に保持された、事前に見積もられた消費電流情報を参照して、動作中の受信状態に基づいて消費電流を集計する。この消費電流情報として、フロントエンド制御ブロックについては同図に示すテーブルを周波数バンド毎に参照する。すなわち、受信処理を行わない周波数バンドについてはテーブルは参照されず、消費電流は加算されない。Ｌ１バンドの受信処理を行う場合には、Ｌ１バンドＡＤＣサンプリング周波数テーブルと、Ｌ１バンドクロック周波数テーブルと、Ｌ１ノイズ除去フィルタテーブルとが参照される。また、Ｌ２バンドの受信処理を行う場合には、Ｌ２バンドＡＤＣサンプリング周波数テーブルと、Ｌ２バンドクロック周波数テーブルと、Ｌ２ノイズ除去フィルタテーブルとが参照される。Ｌ５バンドの受信処理を行う場合には、Ｌ５バンドＡＤＣサンプリング周波数テーブルと、Ｌ５バンドクロック周波数テーブルと、Ｌ５ノイズ除去フィルタテーブルとが参照される。
　Ｌ１バンドＡＤＣサンプリング周波数テーブルは、Ｌ１バンドの受信処理のためのＡＤＣ（アナログデジタル変換）により増減する消費電流を、サンプリング周波数の速度毎に保持するテーブルである。Ｌ１バンドクロック周波数テーブルは、Ｌ１バンドの受信処理により増減する消費電流を、クロック周波数毎に保持するテーブルである。Ｌ１ノイズ除去フィルタテーブルは、Ｌ１バンドの受信処理により増減する消費電流を、ノイズ除去フィルタの動作の有無に応じて保持するテーブルである。なお、他のＬ２バンドおよびＬ５バンドの受信処理のための参照テーブルについても同様の内容であるため、詳細な説明を省略する。
　フロントエンド制御ブロックについてこのようにして得られた消費電流が全て加算されて、フロントエンド制御ブロックに要する消費電流として集計部１５１において集計される。
　［衛星捕捉制御ブロック］
　図７は、本技術の第１の実施の形態における衛星捕捉制御ブロック１９２の動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。
　衛星捕捉制御ブロックについては、衛星捕捉動作を行う場合に、同図に示すテーブルを参照する。すなわち、衛星捕捉動作を行なわない場合にはテーブルは参照されず、消費電流は加算されない。衛星捕捉動作を行う場合には、同時捕捉衛星数テーブルと、クロック周波数テーブルと、捕捉パラメータテーブルとが参照される。
　同時捕捉衛星数テーブルは、衛星捕捉動作により増減する消費電流を、同時に捕捉する衛星の数に応じて保持するテーブルである。クロック周波数テーブルは、衛星捕捉動作により増減する消費電流を、クロック周波数に応じて保持するテーブルである。捕捉パラメータテーブルは、衛星捕捉動作により増減する消費電流を、衛星信号毎の積分長に応じて保持するテーブルである。
　衛星捕捉制御ブロックについてこのようにして得られた消費電流が全て加算されて、衛星捕捉制御ブロックに要する消費電流として集計部１５１において集計される。
　［衛星追尾制御ブロック］
　図８は、本技術の第１の実施の形態における衛星追尾制御ブロック１９３の動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。
　衛星追尾制御ブロックについては、衛星追尾動作を行う場合に、動作を行うチャンネル毎に同図に示すテーブルを参照する。すなわち、動作を行なわないチャンネルについてはテーブルは参照されず、消費電流は加算されない。衛星追尾動作を行うチャンネル（以下、「第ｉチャンネル」と称する。）については、第ｉチャンネル同期パラメータテーブルと、第ｉチャンネル復号状態テーブルと、第ｉチャンネルクロック周波数テーブルとが参照される。
　第ｉチャンネル同期パラメータテーブルは、第ｉチャンネルにおける衛星信号毎の同期動作として、キャリア位相同期、キャリア周波数同期、または、高感度追尾のそれぞれにより増減する消費電流を保持するテーブルである。第ｉチャンネル復号状態テーブルは、第ｉチャンネルにおける衛星信号毎の復号動作として、復号がない場合、ＬＤＣＰ復号を行う場合、ビタビ復号を行う場合のそれぞれにより増減する消費電流を保持するテーブルである。第ｉチャンネルクロック周波数テーブルは、第ｉチャンネルにおける衛星追尾により増減する消費電流を、クロック周波数に応じて保持するテーブルである。
　衛星追尾制御ブロックについてこのようにして得られた消費電流が全て加算されて、衛星追尾制御ブロックに要する消費電流として集計部１５１において集計される。
　［測位制御ブロック］
　図９は、本技術の第１の実施の形態における測位制御ブロック１９４の動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。
　測位制御ブロックについては、測位動作を行う場合に、測位衛星数テーブルを参照する。すなわち、測位動作を行なわない場合にはテーブルは参照されず、消費電流は加算されない。
　測位衛星数テーブルは、測位動作により増減する消費電流を、測位に使用する衛星の数に応じて保持するテーブルである。
　測位制御ブロックについてこのようにして得られた消費電流が、測位制御ブロックに要する消費電流として集計部１５１において集計される。
　［その他のブロック］
　図１０は、本技術の第１の実施の形態におけるその他のブロックの動作に対応する参照テーブルの例を示す図である。
　上述の制御ブロックの他にもＣＰＵ１６０や電源部１７０等においても消費電流が発生し得る。例えば、ＣＰＵ周波数テーブルや電源電圧テーブルが参照される。
　ＣＰＵ周波数テーブルは、ＣＰＵ１６０において動作周波数によって増減する消費電流をＣＰＵ１６０の周波数に応じて保持するテーブルである。電源電圧テーブルは、電源部１７０において電圧によって増減する消費電流を電源部１７０の電圧の高さに応じて保持するテーブルである。
　このようにして得られた消費電流が全て加算されて、その他のブロックにおける消費電流として集計部１５１において集計される。
　［消費電力推定タイミング］
　図１１は、本技術の第１の実施の形態における消費電力推定タイミングの一例を示す図である。
　衛星信号受信機１００においては、制御ブロックの各々は互いに非同期に動作する。そのため、消費電力を推定する際には、推定周期を想定して、その推定周期内に発生した動作に要した消費電流を集計部１５１が消費電流情報保持部１５２から取得して集計する。このとき、例えば、同図においてフロントエンド制御については推定周期内に動作が更新されていないが、直前の矢印のタイミングで更新された状態を維持して動作しているとみなして、その状態に基づいて電力を推定する。
　なお、衛星捕捉制御や復号制御については、命令された処理が完了すると動作終了となるため、ある制御の開始と終了が対となっている。すなわち、衛星捕捉制御や復号制御はある一定期間動作するものである。終了はポーリングか、または割込みによってスイッチを検知することができる。また、これらの処理は、あるパラメタセットが付与された命令に対して動くため、その命令に対する電力値を予め見積もっておいて、開始後にその電力値を加算して、終了については考慮しないようにしてもよい。これら以外の制御については、動作は常に継続する。したがって、矢印のタイミングで動作パラメタが更新される。
　集計部１５１では、リーク電流等の固定電流をベースとして、加算された消費電流を集計して、集計された消費電流に基づいて消費電力を推定して、その推定された消費電力のデータ出力を行う。
　また、他の手法として、複数の制御ブロックにおける処理時間当たりの消費電流を事前に保持しておいて、複数の制御ブロックにおいて処理に要した時間を計測して、処理時間当たりの消費電流に実際に要した時間を乗じることにより消費電流を集計して、消費電力を推定してもよい。
　［消費電流推定］
　図１２は、本技術の第１の実施の形態における消費電流推定のためのテーブル構造の一例を示す図である。
　上述のように、消費電流情報保持部１５２は、制御ブロック毎に対応する参照テーブルを備える。ここでは基本的な動作を説明するために、テーブル構造と消費電流の推定との関係について示す。参照テーブルは、受信状態に応じて増減する消費電力を予め計測してテーブル化したものであり、受信状態とその消費電力とを対にしたレコードを複数レコード保持する。この例では、受信状態が設定Ａの場合には増減する消費電流がｘであり、受信状態が設定Ｂの場合には増減する消費電流がｙであり、受信状態が設定Ｃの場合には増減する消費電流がｚである旨を保持している。
　図１３は、本技術の第１の実施の形態における消費電流推定のためのテーブル構造の一例を示す図である。
　この例では、同図におけるａに示すように、受信状態が設定Ｃから設定Ａに変化した場合を想定する。この場合、同図におけるｂに示すように、設定Ｃの期間においては固定電流にｚを加算した電流がその期間の消費電流として推定される。そして、設定Ａの期間においては固定電流にｘを加算した電流がその期間の消費電流として推定される。
　［具体例］
　以下では、具体例として、衛星捕捉動作の消費電流の推定例について説明する。
　図１４は、本技術の第１の実施の形態における同時捕捉衛星数テーブルのテーブル構造の一例を示す図である。図１５は、本技術の第１の実施の形態におけるクロック周波数テーブルのテーブル構造の一例を示す図である。図１６は、本技術の第１の実施の形態における捕捉パラメータテーブルのテーブル構造の一例を示す図である。
　集計部１５１は、消費電流情報保持部１５２に保持されるこれらのテーブルを参照して消費電流を集計する。
　図１７は、本技術の第１の実施の形態における衛星捕捉動作の消費電流の推定例を示す図である。
　この例では、時刻ｔ１からｔ２の間と時刻ｔ３からｔ４の間に捕捉動作が行われたことを想定している。時刻ｔ１からｔ２の間は、同時に捕捉された衛星数が１０台で（α１０）、クロック周波数が中速（β２）、捕捉パラメータとしてはＧＰＳのＬ１Ｃ／Ａ信号により積分長が中程度の長さ（γ２）であったものとしている。すなわち、この期間については、固定電流に加えて、衛星捕捉動作の消費電流としてα１０とβ２とγ２とが加算される。
　また、時刻ｔ３からｔ４の間は、同時に捕捉された衛星数が１台で（α１）、クロック周波数が中速（β２）、捕捉パラメータとしてはＧＰＳのＬ５信号により長い積分長を用いて捕捉された（γ６）ものとしている。すなわち、この期間については、固定電流に加えて、衛星捕捉動作の消費電流としてα１とβ２とγ６とが加算される。
　それ以外の期間については、衛星捕捉動作が行われなかったため、衛星捕捉動作に起因する消費電流は加算されない。
　このように、集計部１５１においては、受信状態に応じて消費電流情報保持部１５２に保持されるテーブルを参照して消費電流の推定が行われる。ここでは衛星捕捉制御ブロックによる衛星捕捉動作を例として説明したが、他の制御ブロックにおける動作についても同様にさらに加算が行われる。推定期間について全ての消費電流の加算が終了した後、消費電流に基づいて消費電力の推定が行われる。
　［処理手順］
　図１８は、本技術の第１の実施の形態における衛星信号受信機１００の処理手順例を示す流れ図である。
　衛星信号受信機１００においては、高周波回路１１０において衛星信号が受信され、観測部１２０において衛星が補足されて追尾され、測位部１３０において衛星信号に基づいて測位が行われる（ステップＳ９１１）。これら一連の受信処理に基づいて、状態取得部１４０において推定期間内の受信状態が取得される（ステップＳ９１２）。
　次に、状態取得部１４０において取得された受信状態に基づいて、上述のようなテーブル参照により電力推定部１５０において消費電流の集計が行われる（ステップＳ９１３）。そして、集計された消費電流に基づいて、電力推定部１５０において消費電力の推定が行われる（ステップＳ９１４）。
　電力推定の動作を終了する場合には（ステップＳ９１５：Ｙｅｓ）、この処理を終了する。電力推定の動作を継続する場合には（ステップＳ９１５：Ｎｏ）、次の推定タイミングが到来するまで待機する（ステップＳ９１６：Ｎｏ）。次の推定タイミングが到来すると（ステップＳ９１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ９１１以降を繰り返す。
　このように、本技術の第１の実施の形態では、制御ブロックによる消費電力を予め計測して消費電流情報保持部１５２に保持しておいて、受信状態に応じて集計部１５１が消費電流情報保持部１５２を参照して消費電流を集計する。これにより、受信状態の実績に応じて衛星信号受信機１００の消費電力を推定することができる。
　＜２．第２の実施の形態＞
　上述の第１の実施の形態では、衛星信号受信機１００の電力推定部１５０において消費電力の推定を行っていた。これに対し、この第２の実施の形態では、衛星信号受信機１００の外部のホストコンピュータ２００において消費電力の推定を行う。
　［測位衛星システム］
　図１９は、本技術の第２の実施の形態における測位衛星システムの構成例を示す図である。
　この第２の実施の形態における測位衛星システムでは、ホストコンピュータ２００が電力推定部２５０を備える。電力推定部２５０は、衛星信号受信機１００の状態取得部１４０によって取得された受信状態に基づいて、衛星信号受信機１００における消費電力を推定するものである。この電力推定部２５０は、電力推定部１５０と同様に、図示しない集計部および消費電流情報保持部を備える。したがって、衛星信号受信機１００が自身の消費電力を推定する機能を有しない場合であっても、ホストコンピュータ２００において電力の推定を行うことができる。
　なお、電力推定部２５０に係る構成以外は、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
　このように、本技術の第２の実施の形態によれば、ホストコンピュータ２００において受信状態に応じて消費電流を集計することにより、受信状態の実績に応じて衛星信号受信機１００の消費電力を推定することができる。
　なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
　また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray（登録商標）Disc）等を用いることができる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）衛星からの衛星信号を受信して位置情報を生成する衛星信号受信機における複数の制御ブロックの各々について第１の消費量を事前に見積もった消費情報を保持する消費情報保持部と、
　前記複数の制御ブロックの各々の所定期間内の動作状態に応じて前記消費情報に基づいて前記所定期間における第２の消費量を推定する消費量推定部と
を具備する衛星信号受信機の消費量推定装置。
（２）前記複数の制御ブロックは、前記衛星信号を受信して信号処理を施すためのフロントエンド制御ブロックを含み、
　前記消費情報は、前記衛星信号の周波数帯毎にアナログデジタル変換サンプリング周波数の高さ、クロック周波数の高さ、または、ノイズフィルタの動作の有無に応じた前記第１の消費量を含む
前記（１）に記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
（３）前記複数の制御ブロックは、前記衛星信号を捕捉するための衛星捕捉制御ブロックを含み、
　前記消費情報は、同時に捕捉する前記衛星信号に係る前記衛星の数、クロック周波数の高さ、または、前記衛星信号を捕捉するためのパラメータに応じた前記第１の消費量を含む
前記（１）または（２）に記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
（４）前記複数の制御ブロックは、前記衛星信号を追尾するための衛星追尾制御ブロックを含み、
　前記消費情報は、前記衛星信号毎の同期パラメータ、前記衛星信号毎の復号状態またはクロック周波数の高さに応じたチャンネル毎の前記第１の消費量を含む
前記（１）から（３）のいずれかに記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
（５）前記複数の制御ブロックは、前記衛星信号に基づいて前記衛星信号受信機の位置を測定するための測位制御ブロックを含み、
　前記消費情報は、前記衛星信号受信機の位置を測定するために使用する前記衛星の数に応じた前記第１の消費量を含む
前記（１）から（４）のいずれかに記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
（６）前記第１の消費量は、事前に見積もられる消費電流であり、
　前記第２の消費量は、動作時に推定される消費電力である
前記（１）から（５）のいずれかに記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
（７）前記消費情報は、前記複数の制御ブロックにおける処理時間当たりの前記第１の消費量を含み、
　前記消費量推定部は、前記複数の制御ブロックにおいて処理に要した時間に基づいて前記第２の消費量を推定する
前記（１）から（６）のいずれかに記載の消費量推定装置。
（８）衛星からの衛星信号を受信して信号処理を施すためのフロントエンド制御ブロックと、
　前記衛星信号を捕捉するための衛星捕捉制御ブロックと、
　前記衛星信号を追尾するための衛星追尾制御ブロックと、
　前記衛星信号に基づいて衛星信号受信機の位置を測定するための測位制御ブロックと、
　前記フロントエンド制御ブロック、前記衛星捕捉制御ブロック、前記衛星追尾制御ブロック、および、前記測位制御ブロックを含む複数の制御ブロックの各々について第１の消費量を事前に見積もった消費情報を保持する消費情報保持部と、
　前記複数の制御ブロックの各々の所定期間内の動作状態に応じて前記消費情報に基づいて前記所定期間における第２の消費量を推定する消費量推定部と
を具備する衛星信号受信機。
　１００　衛星信号受信機
　１０１　アンテナ
　１１０　高周波回路
　１１１－１　Ｌ１バンドアナログ信号処理部
　１１１－２　Ｌ２バンドアナログ信号処理部
　１１１－３　Ｌ５バンドアナログ信号処理部
　１１２－１　Ｌ１バンドアナログデジタル変換部
　１１２－２　Ｌ２バンドアナログデジタル変換部
　１１２－３　Ｌ５バンドアナログデジタル変換部
　１２０　観測部
　１２１　デジタルフロントエンド
　１２１１－１　Ｌ１バンドデジタル信号処理部
　１２１１－２　Ｌ２バンドデジタル信号処理部
　１２１１－３　Ｌ５バンドデジタル信号処理部
　１２２　衛星捕捉部
　１２３　トラッキング・衛星データ抽出部
　１３０　測位部
　１４０　状態取得部
　１５０　電力推定部
　１５１　集計部
　１５２　消費電流情報保持部
　１６０　ＣＰＵ
　１７０　電源部
　１９１　フロントエンド制御ブロック
　１９２　衛星捕捉制御ブロック
　１９３　衛星追尾制御ブロック
　１９４　測位制御ブロック
　２００　ホストコンピュータ
　２５０　電力推定部
　５００　測位衛星

Claims (8)

  1. 　衛星からの衛星信号を受信して位置情報を生成する衛星信号受信機における複数の制御ブロックの各々について第１の消費量を事前に見積もった消費情報を保持する消費情報保持部と、
    　前記複数の制御ブロックの各々の所定期間内の動作状態に応じて前記消費情報に基づいて前記所定期間における第２の消費量を推定する消費量推定部と
    を具備する衛星信号受信機の消費量推定装置。
  2. 　前記複数の制御ブロックは、前記衛星信号を受信して信号処理を施すためのフロントエンド制御ブロックを含み、
    　前記消費情報は、前記衛星信号の周波数帯毎にアナログデジタル変換サンプリング周波数の高さ、クロック周波数の高さ、または、ノイズフィルタの動作の有無に応じた前記第１の消費量を含む
    請求項１記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
  3. 　前記複数の制御ブロックは、前記衛星信号を捕捉するための衛星捕捉制御ブロックを含み、
    　前記消費情報は、同時に捕捉する前記衛星信号に係る前記衛星の数、クロック周波数の高さ、または、前記衛星信号を捕捉するためのパラメータに応じた前記第１の消費量を含む
    請求項１記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
  4. 　前記複数の制御ブロックは、前記衛星信号を追尾するための衛星追尾制御ブロックを含み、
    　前記消費情報は、前記衛星信号毎の同期パラメータ、前記衛星信号毎の復号状態またはクロック周波数の高さに応じたチャンネル毎の前記第１の消費量を含む
    請求項１記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
  5. 　前記複数の制御ブロックは、前記衛星信号に基づいて前記衛星信号受信機の位置を測定するための測位制御ブロックを含み、
    　前記消費情報は、前記衛星信号受信機の位置を測定するために使用する前記衛星の数に応じた前記第１の消費量を含む
    請求項１記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
  6. 　前記第１の消費量は、事前に見積もられる消費電流であり、
    　前記第２の消費量は、動作時に推定される消費電力である
    請求項１記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
  7. 　前記消費情報は、前記複数の制御ブロックにおける処理時間当たりの前記第１の消費量を含み、
    　前記消費量推定部は、前記複数の制御ブロックにおいて処理に要した時間に基づいて前記第２の消費量を推定する
    請求項１記載の衛星信号受信機の消費量推定装置。
  8. 　衛星からの衛星信号を受信して信号処理を施すためのフロントエンド制御ブロックと、
    　前記衛星信号を捕捉するための衛星捕捉制御ブロックと、
    　前記衛星信号を追尾するための衛星追尾制御ブロックと、
    　前記衛星信号に基づいて衛星信号受信機の位置を測定するための測位制御ブロックと、
    　前記フロントエンド制御ブロック、前記衛星捕捉制御ブロック、前記衛星追尾制御ブロック、および、前記測位制御ブロックを含む複数の制御ブロックの各々について第１の消費量を事前に見積もった消費情報を保持する消費情報保持部と、
    　前記複数の制御ブロックの各々の所定期間内の動作状態に応じて前記消費情報に基づいて前記所定期間における第２の消費量を推定する消費量推定部と
    を具備する衛星信号受信機。
PCT/JP2022/043935 2022-01-25 2022-11-29 衛星信号受信機およびその消費量推定装置 WO2023145239A1 (ja)

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