マルチキャリア信号からのデータ抽出方法及び装置、その方法の使用方法、その方法を用いるグローバルナビゲーション衛星システム受信器、及び機械可読記憶装置
【課題】本発明は、相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法を提供する。
【解決手段】少なくとも３個のデータ信号が受信され、各々キャリア周波数を有する搬送波を含み、データを搬送するように変調される。最低キャリア周波数はｆＬであり、最高キャリア周波数はｆＨである。第１周波数ＬＯ１を有する第１局部信号が生成される。データを搬送する第１混合信号を生成する。第１混合信号は、第１集合のデータを搬送する第１の信号を生成するために、帯域幅ＢＷＦ(ここで、ＢＷＦ＜(ｆＨ-ｆＬ))の通過帯域を有するフィルタリング手段でフィルタリングされる。第２周波数ＬＯ２を有する第２局部信号が生成される。ＬＯ２はＬＯ１と異なる。データを搬送する第２混合信号を生成するために第２局部信号と混合される。２個の混合信号は、第２集合のデータを搬送する第２の信号を生成するためにフィルタリングされる。
【解決手段】少なくとも３個のデータ信号が受信され、各々キャリア周波数を有する搬送波を含み、データを搬送するように変調される。最低キャリア周波数はｆＬであり、最高キャリア周波数はｆＨである。第１周波数ＬＯ１を有する第１局部信号が生成される。データを搬送する第１混合信号を生成する。第１混合信号は、第１集合のデータを搬送する第１の信号を生成するために、帯域幅ＢＷＦ(ここで、ＢＷＦ＜(ｆＨ-ｆＬ))の通過帯域を有するフィルタリング手段でフィルタリングされる。第２周波数ＬＯ２を有する第２局部信号が生成される。ＬＯ２はＬＯ１と異なる。データを搬送する第２混合信号を生成するために第２局部信号と混合される。２個の混合信号は、第２集合のデータを搬送する第２の信号を生成するためにフィルタリングされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からのデータ抽出に関するもので、特に各衛星から伝送されるグローバルナビゲーション衛星システム(GLObal Navigation Satellite System：以下、“ＧＬＯＮＡＳＳ”と称する）ナビゲーション信号からデータを抽出することに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の相互に異なるキャリア周波数を有する信号からデータを抽出することが要求される複数のアプリケーションが存在する。このようなアプリケーションの一つに、各々衛星又は宇宙船(Space Vehicle：ＳＶ)から伝送される複数のナビゲーション信号からデータを抽出するＧＬＯＮＡＳＳ受信器がある。各ナビゲーション信号は、各データを搬送し、固有の該当キャリア周波数を有する。
【０００３】
データの抽出前に、受信信号帯域を占める受信データ信号は、所定の周波数での(又は所定の周波数を中心とする狭い周波数帯域を占める)局部発振(Local Oscillator：ＬＯ)信号と混合(mixing)される。この混合により、異なる周波数帯域、すなわち中間周波数(Intermediate Frequency：ＩＦ)帯域で複数の受信信号から元のデータすべてを搬送するＩＦ信号が生成される。このＩＦ帯域は、受信信号帯域と同一の帯域幅を有するが、初期無線周波数(Radio Frequency：ＲＦ)帯域に比べて、より低い周波数に位置するように設定することができる。周波数混合は、入力無線周波数及び局部発振周波数に関連した複数の周波数成分を生成する。一般に、データ抽出に使用されるＩＦ帯域は、“異なる”周波数に対応するミキサ出力の帯域である。特に、受信データ帯域の特定ＲＦ成分ＲＦ１は、ＩＦ帯域の該当ＩＦ成分ＩＦ１を有する。ここで、ＩＦ１＝ＲＦ１-ＬＯ１であり、ＬＯ１は局部発振信号の周波数である。
【０００４】
このミキサ出力でＩＦ帯域を占めるＩＦ信号からデータを抽出するために、多様な技術が採択されることができる。
【０００５】
その技術の一つは、フィルタリングされた信号が元の受信ＲＦ信号に含まれたすべてのデータを搬送するように、十分に広い通過帯域を有する広帯域フィルタを通じてミキサ出力を通過させるものである。この広帯域フィルタリングされた信号は、この信号に含まれたすべてのデータを抽出するために、十分に高速でサンプリングされることができる。この技術の長所は、一つの局部発振周波数のみが生成される必要があるということである。しかしながら、この技術は、高いサンプリングレート(sampling rate)が必要であるという短所がある。一般に、広帯域フィルタリングされた信号からすべてのデータを抽出するためには、サンプリングは、広帯域フィルタリングされた信号の帯域幅の少なくとも２倍の速度で行われる必要がある。これは、所定のアプリケーションにおいては、実現しにくく、あるいは実現が不可能であり得る。例えば、この技術をＧＬＯＮＡＳＳナビゲーション信号からデータを抽出するために使用する場合には、１３ＭＨｚのサンプリングレートが要求される。
【０００６】
データ抽出のための他の技術は、局部発振周波数を受信データ信号の各キャリア周波数のうち一つのための複数の値の間でスイッチングするものである。相対的に狭帯域のフィルタは、任意の時点でフィルタリングされた信号が受信信号のうちいずれか一つのデータのみを伝送するように、ミキサ出力のフィルタリングに使用される。特に、局部発振出力周波数は第１の値に設定され、それによって、狭帯域フィルタ出力は、第１のキャリア周波数で受信信号のデータのみを伝送する。この局部発振信号は、狭帯域フィルタ出力が第２のキャリア周波数を有する受信信号のデータのみを伝送するように、第２の周波数にスイッチングされる。各々の狭帯域フィルタリング信号に対して、以後の各データは、相対的に低速のサンプリングによって抽出されることができる。このような低速は、以前に説明された技術で広帯域フィルタの帯域幅の２倍でなく、狭帯域フィルタの帯域幅の２倍となり得る。この技術は、減少したサンプリングレートが使用できるという長所を有する。しかしながら、この技術の短所は、局部発振出力周波数が複数の異なる値を通じてスイッチングされなければならないということである。スイッチングされる度に、出力周波数が安定化するのに時間がかかるので、データ抽出プロセス全体を遅延させる。そのため、ＧＬＯＮＡＳＳ受信器のアプリケーションにおいては、位置決定により長い時間を必要とする問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５２５８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決するための、異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような目的を達成するために、本発明の第１の側面によれば、相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法が提供される。上記方法は、少なくとも３個のデータ信号が受信され、各データ信号は、各々のキャリア周波数を有する搬送波を含み、該当データを搬送するように変調される。最低キャリア周波数はｆＬであり、最高キャリア周波数はｆＨである。第１の周波数ＬＯ１を有する第１の局部信号が生成される。少なくとも３個のデータ信号それぞれのデータを搬送する第１の混合信号を生成する。第１の混合信号は、少なくとも３個のデータ信号の第１の集合のデータを搬送する第１のフィルタリングされる信号を生成するために、帯域幅ＢＷＦ(ここで、ＢＷＦ＜(ｆＨ-ｆＬ))の通過帯域を有するフィルタリング手段でフィルタリングされる。第１のフィルタリングされた信号は、第１の集合のデータ信号のデータを抽出するために処理される。第２の周波数ＬＯ２を有する第２の局部信号が生成される。ＬＯ２はＬＯ１と異なる。少なくとも３個のデータ信号は、それぞれのデータを搬送する第２の混合信号を生成するために、第２の局部信号と混合される。２個の混合信号は、少なくとも３個のデータ信号の第２の集合のデータを搬送する第２のフィルタリングされた信号を生成するために、フィルタリング手段でフィルタリングされる。第２の集合は、第１の集合と異なる。第２のフィルタリングされた信号は、第２の集合のデータ信号のデータを抽出するために処理される。
【００１０】
すなわち、本発明を実現する方法において、フィルタリング手段の帯域幅は、全体受信信号の帯域幅より狭く設定されるが(データ抽出処理を容易にするために、例えば従来技術に比べてより低いサンプリング速度が使用されることができる)、少なくとも２個のデータを搬送することによって、すべての受信データ信号からデータを抽出するために局部信号周波数がスイッチングされるのに、必要な時間を短縮させる。
【００１１】
本発明の第１の側面による方法が、第１及び第２の局部信号を生成することを述べているが、これは特定実施形態で相互に異なる周波数の追加局部信号が生成できることを排除しないことがわかることである。例えば、特定の実施形態で、３個の相互に異なる局部信号の周波数が全体受信信号帯域幅をカバーするために使用されることができ、各局部信号周波数の使用は受信データ信号の該当集合からのデータ抽出を引き起こす。但し、これは、例に過ぎず、他の実施形態がより多い数の相互に異なる発振信号周波数を使用することがわかる。しかしながら、特定の実施形態で２個の局部信号周波数が採択され、フィルタリング手段が受信信号帯域幅の少なくとも半分を含むように十分に大きくして実質的に２ステップのデータ抽出ですべての受信信号からのデータが獲得されることがわかる。
【００１２】
特定の実施形態で、第１及び第２のフィルタリングされた信号の処理は、第１及び第２のフィルタリングされた信号を各々サンプリングレートＲ(≧２ＢＷＦ）でサンプリングすることを含む。
【００１３】
これは、実質的に、第１及び第２のフィルタリングされた信号で搬送されるすべてのデータが抽出されることを保証する。明白に、不必要に高い速度でサンプリングしない理由があり、特定の実施形態でサンプリングレートＲはＲ＝２ＢＷＦの関係、もしくは２ＢＷＦ〜３ＢＷＦ又は２ＢＷＦ〜２.５ＢＷＦの範囲を満たすように選択されることができる。
【００１４】
特定の実施形態において、ＢＷＦは、受信データ信号の帯域幅の半分と同一に設定される(すなわち、受信信号のすべてのデータが搬送される周波数帯域幅の半分)。特定の実施形態で、このような受信信号帯域幅は、実質的にｆＨ-ｆＬ、すなわち最高及び最低キャリア周波数の差と同一に取られることができる。
【００１５】
特定の実施形態において、ＢＷＦ≧(ｆＨ-ｆＬ)/２の関係が成立する。フィルタ帯域幅を公称受信信号帯域幅の半分より多少大きくする利点は、第１及び第２のフィルタリングされた信号に含まれたデータの間にある程度のオーバーラップがあり、フィルタリング手段の通過帯域エッジ(edge)に近く位置した信号からより容易にデータを抽出可能にする。
【００１６】
特定の実施形態において、少なくとも３個のデータ信号は、ｎ個の該当キャリア周波数ｆ１〜ｆｎを有するｎ個のデータ信号を含み、ここでｎ≧３、ｆＬ＝ｆ１、ｆＨ＝ｆｎの関係が成立し、ｎ個のキャリア周波数は同一に離隔されており、隣接したキャリア周波数間の周波数差が定数Ｄであり、ｆｎ＝ｆ１＋(ｎ-１)Ｄの関係が成立する。
【００１７】
これは、一般的にＧＬＯＮＡＳＳ状況に該当することがわかり、ここで、ＧＬＯＮＡＳＳ受信器は周波数スペクトルで同一に離隔されているそれぞれのキャリア周波数を有する相互に異なる衛星信号からデータを受信及び抽出することが要求される。
【００１８】
本発明の第２の側面によれば、相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法が提供される。上記方法は、少なくとも３個のデータ信号が受信され、各データ信号は、各々のキャリア周波数を有する搬送波を含み、該当データを搬送するように変調される。最低キャリア周波数はｆＬであり、最高キャリア周波数はｆＨである。第１の周波数ＬＯ１を有する第１の局部信号が生成される。少なくとも３個のデータ信号それぞれのデータを搬送する第１の混合信号を生成する。第１の混合信号は、少なくとも３個のデータ信号の第１の集合のデータを搬送する第１のフィルタリングされた信号を生成するために、第１の中心周波数ＣＦ１を中心とする第１の帯域幅ＢＷＦ１(但し、ＢＷＦ１＜(ｆＨ-ｆＬ))の第１の通過帯域を有するフィルタリング手段でフィルタリングされる。第１のフィルタリングされた信号は、第１の集合のデータ信号のデータを抽出するために処理される。
【００１９】
第１の混合信号は、少なくとも３個のデータ信号の第２の集合のデータを搬送する第２のフィルタリングされた信号を生成するために、第２の中心周波数ＣＦ２を中心とする第２の帯域幅ＢＷＦ２(但し、ＢＷＦ２＜(ｆＨ-ｆＬ))の第２の通過帯域を有するフィルタリング手段でフィルタリングされる。第２のフィルタリングされた信号は、第２の集合のデータ信号のデータを抽出するために処理される。
【００２０】
すなわち、中間周波数帯域の相互に異なる部分を共通フィルタリング手段の通過帯域内に位置させるために相互に異なる局部信号周波数が使用される第１の側面と対照的に、本発明の第２の側面では、信号データを搬送する中間周波数帯域の相互に異なる部分を選択的に通過させるために単一局部信号周波数が使用されて相互に異なるフィルタリングが採択される。
【００２１】
特定の実施形態において、第１及び第２のフィルタリングされた信号の処理は、第１及び第２のフィルタリングされた信号を増幅し、この増幅された第１及び第２のフィルタリングされた信号をサンプリングすることを含む。すなわち、本発明の請求範囲でフィルタリングされた信号をサンプリングすることを言及するが、これは、サンプリングがフィルタリングされた信号に直接遂行されること、すなわち信号がフィルタリング手段から出力された直後に遂行されることを必ず必要とすると解析されないことがわかる。その代り、上記のような表現は、フィルタリングされた信号がサンプリングの遂行以前に一つ以上の追加処理ステップを経るか否かに関係なく、フィルタリングされた信号に含まれたデータを抽出するために一定の方式でフィルタリングされた信号に直接的又は間接的にサンプリングが遂行されることを意味すると解析されるべきである。
【００２２】
本発明の他の側面は、各々該当宇宙船から伝送される複数のグローバルナビゲーション衛星システム(Global Navigation Satellite System：ＧＮＳＳ）データ信号からデータを抽出するために、本発明の第１又は第２の側面による方法を提供する。
【００２３】
また、本発明の他の側面によれば、場所又は位置を決定する方法が提供される。上記方法は、各々該当宇宙船から伝送される複数のＧＮＳＳデータ信号からデータを受信及び抽出するために本発明の第１又は第２の側面による方法を使用するステップと、場所又は位置(例えば、信号が受信されるハンドセットのような装置の場所又は位置)を決定するために第１及び第２の集合のデータ信号から抽出されるデータを処理するステップとを具備する。
【００２４】
本発明のもう一つの側面によれば、本発明の任意の側面による方法を実現するように構成されるＧＮＳＳ受信器(例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ受信器)が提供される。
【００２５】
さらに、本発明の他の側面によれば、本発明の任意の側面による方法を実現するように構成される指示(すなわち、命令）を含むコンピュータプログラムが提供される。
【００２６】
なお、本発明の他の側面によれば、定義されたコンピュータプログラムを格納するための機械(例えば、コンピュータ）で読み取り可能な記憶装置が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、ＩＦ出力のサンプリングに要求されるサンプリングレートを低下させる、すなわちベースバンドからの低いサンプリングレートを必要とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ＧＬＯＮＡＳＳシステムにおける信号の周波数スペクトルを概略的に示す図である。
【図２】ＧＬＯＮＡＳＳ受信器を概略的に示す図である。
【図３】データを抽出するための装置を示す図である。
【図４】データを抽出するための装置を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による、データを抽出するための装置を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態によるデータ抽出技術における受信信号帯域幅と中間周波数帯域幅を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によるデータ抽出技術における受信信号帯域幅と中間周波数帯域幅を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による、フィルタ通過帯域に関連した受信データ及び中間周波数帯域を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による、フィルタ通過帯域に関連した受信データ及び中間周波数帯域を示す図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、フィルタ通過帯域、及び中間周波数帯域の位置を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、フィルタ通過帯域、及び中間周波数帯域の位置を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、フィルタ通過帯域、及び中間周波数帯域の位置を示す図である。
【図９】本発明の実施形態による、フィルタリング手段の通過帯域及び中間周波数帯域の相対的位置を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、該当中間周波数帯域、及び２個の異なる通過帯域を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、該当中間周波数帯域、及び２個の異なる通過帯域を示す図である。
【図１０Ｃ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、該当中間周波数帯域、及び２個の異なる通過帯域を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態による装置を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による他の装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
添付した図において、同一の構成要素又は機能的に類似した構成要素に対しては同一の参照符号及び参照番号を付ける。下記の説明において、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明をすることにより本発明の要旨が不明確になると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
本発明の特定実施形態は、処理される(例えば、単一処理ステップで)ＩＦ帯域幅を減少させ、ＩＦデータサンプリングレートを低下させることを目標とする。
【００３２】
本発明の実施形態は一般に広帯域受信器に適用され、本発明の特定実施形態はＧＬＯＮＡＳＳ受信器に適用される。
【００３３】
現在のＧＬＯＮＡＳＳ受信器において、約８ＭＨｚのＩＦ帯域幅は、受信された衛星信号のすべてのデータを搬送する。これらデータすべてを抽出するための帯域幅のサンプリングには、ナイキスト(Nyquist)のサンプリング定理によって１６ＭＨｚより大きいサンプリングレートを要求する。このような高いサンプリングレートは、特にモバイルアプリケーション(例えば、モバイルフォン、携帯電話、及び個人用携帯情報端末(Personal Digital Assistant：ＰＤＡ)のような携帯通信装置及び携帯ＧＮＳＳ受信器/ハンドセット)のための一部商業的に利用可能なベースバンド(すなわち、ベースバンドプロセッサ）の能力を超えることがあるという問題がある。
【００３４】
本発明の実施形態を詳細に説明する以前に、ＧＬＯＮＡＳＳスペクトル及びＧＬＯＮＡＳＳ受信器に関連した背景をもう少し開示する。しかしながら、ＧＬＯＮＡＳＳシステムは、本発明の実施形態が適用される一つのアプリケーションのみを示す。また、本発明の実施形態は、非常に多様なマルチキャリアシステムからのデータ抽出に適用されることができる。
【００３５】
ＧＬＯＮＡＳＳシステムを参照すると、２ＭＨｚの帯域幅を有する単一スプレッドキャリアからなるＧＰＳスペクトルとは異なり、ＧＬＯＮＡＳＳスペクトルは多重キャリアで構成され、各衛星には識別のための該当キャリアが割り当てられる。このスペクトルは、図１に示すように設定される。
【００３６】
したがって、各衛星又はＳＶから伝送されるナビゲーション信号は、該当キャリア周波数を有する各搬送波を含み、各データを搬送するために変調されるデータ信号である。図１を参照すると、第１のチャンネルはキャリア周波数ｆｃ１を使用し、第２のチャンネルはキャリア周波数ｆｃ２を使用する。各チャンネルのキャリア周波数ｆｃｎは下記のように与えられる。
【００３７】
ｆｃｎ＝１６０２＋ｎ・(０.５６２５)ＭＨｚ
(ここで、整数ｎは商業的利用のために−７〜＋６の範囲内にある。)
【００３８】
また、このキャリア周波数ｆｃｎは下記のようにも得られ、整数ｎは１〜１４の範囲内にある。
【００３９】
ｆｃｎ＝１５９７.５０００＋ｎ・(０.５６２５)ＭＨｚ
【００４０】
上記の式において、第１のキャリア周波数は１５９８.０６２５ＭＨｚであり、最後のキャリア周波数は１６０５.３７５ＭＨｚとなる。正反対側構成(antipodal configuration)(直径方向の反対側に位置する衛星は同一の周波数チャンネルを共有できる)において、周波数チャンネルに２４個の衛星が割り当てられる。すなわち、７.３１２５ＭＨｚのスペクトルは、２４個の衛星のコンステレーションをカバーする。受信器が上記コンステレーションの任意の衛星からデータを確認するためには、受信器前端(front end）は、上記の数式によって識別される衛星キャリアに同調(tunning)されなければならない。
【００４１】
このようなタイプの信号スペクトルにおいて、受信器のデザインは複雑になる可能性がある。要求される処理能力によっては、ベースバンドのすべてのチャンネル(すなわち、すべての衛星）を同時に監視することが非常に難しい。しかし、これらチャンネルが所定の順序で監視される場合にはより容易になる。
【００４２】
典型的なＧＬＯＮＡＳＳ受信器は、図２を参照して説明される。
【００４３】
典型的なＲＦ受信器前端は、アンテナ、低雑音増幅器(Low Noise Amplifier：ＬＮＡ)、フィルタ、ミキサ(mixer)、及びＩＦステージを有する。コスト的な理由で、要求されるＩＦフィルタの数を減少させるために、ただ一つの混合ステージを必要とする直接変換(ゼロＩＦ)タイプの受信器又は低いＩＦ受信器を使用することが最善である。図２は、典型的なＧＬＯＮＡＳＳ受信器１０００を示す。
【００４４】
点線部分１００内の受信器１０００は、通常単一集積装置として利用可能であるので、外部アンテナ、ＬＮＡ、ＲＦ弾性表面波(Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ)及び温度補償型水晶発振器(Temperature-Compensated Crystal Oscillator:ＴＣＸＯ)が受信器全体の前端に追加される。
【００４５】
典型的なＧＬＯＮＡＳＳ受信器１０００(又は、典型的な受信器構成として言及される)は、宇宙船(ＳＶ)から複数のデータ信号を受信するためのアンテナ１を含む。外部ＬＮＡ２は、受信信号を増幅するように構成され、前端又は外部フィルタ３(ＲＦ ＳＡＷフィルタなど)は増幅された受信信号のフィルタリングに使用される。フィルタリング及び増幅された信号は、以後、受信信号をさらに増幅してミキサ６(又は周波数ミキサ)に提供する内部ＬＮＡ４に搬送される。周波数合成器５は、局部発振信号ＬＯ５６を生成し、この信号を追加入力としてミキサ６に提供するように構成される。局部発振信号ＬＯ５６は、単一周波数のみを含み、あるいは特定の局部発振周波数を中心とする非常に狭い帯域幅を有することができる。すなわち、ミキサ６は、局部発振信号ＬＯ５６を、受信された(増幅及びフィルタリングされた)データ信号４６と混合してミキサ出力信号６７(又は中間周波数信号)を生成する。この信号は、元の受信データ信号からのすべてのデータを搬送するが、この受信信号帯域よりは中間周波数帯域に属する。実際に、ミキサ６は、受信データを搬送する周波数帯域をシフトさせる。ミキサ出力信号６７は、フィルタ７(又はＩＦフィルタとして説明される)を通過する。このフィルタ７は、受信データを搬送しない周波数をフィルタリングして除去するように設定された通過帯域を有する。その後、フィルタリングされた信号７８は、ＩＦ増幅器８によって増幅され、増幅された信号８９はＡ/Ｄ変換器(Analogue-to-Digital convertor)形態のサンプリング手段９に提供される。このＡ/Ｄ変換器９は、周波数合成器５から基準クロック信号５９を受信する。Ａ/Ｄ変換器９は、適切な速度で増幅された信号８９をサンプリングしてデータを抽出して、制御手段又は制御部として言及されるベースバンドプロセッサ１０に提供する。また、Ａ/Ｄ変換器９は、クロック信号及び同期信号をプロセッサ１０に提供する。このプロセッサ１０は、３ワイヤバス１０５によって制御信号を周波数合成器５に提供する。水晶発振器５１は、安定した基準周波数を周波数合成器５に提供し、周波数合成器は、接続１０５を通じてプロセッサ１０からの制御信号によって決定される周波数で、局部発振信号５６を生成できる。
【００４６】
図２は典型的なＧＬＯＮＡＳＳ受信器構造を示しているが、この装置は、例えばプロセッサ１０に適したプログラミングによって、本発明を実現するように、そして本発明を実現するデータ抽出方法を実施するように構成されている。
【００４７】
ＧＬＯＮＡＳＳシステムは、ＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access)装置であり、各衛星には識別のための周波数チャンネルが割り当てられる。これに対して、ＧＰＳシステムは、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)システムであり、すべての衛星は同一の周波数(Ｌ１，１５７５.４２ＭＨｚ）で伝送し、各衛星には識別のためのコードが割り当てられる。ＧＰＳのために、局部発振器は、固定された周波数を有し、局部発振周波数は要求される中間周波数(すなわち、固定されたＬＯ及び固定されたＩＦ)に依存する。
【００４８】
ＧＬＯＮＡＳＳにおいて、衛星からデータを受信するために、受信器は、衛星に同調しなければならない。各衛星が固有の割り当てられた周波数を有するため、受信器は、広範囲のキャリア周波数を有する信号からデータを抽出する必要がある。衛星との同調は、下記の２つの方法で行うことができる。
【００４９】
ａ)広帯域ＩＦ周波数を必要とする固定されたＬＯ周波数
ｂ)狭帯域ＩＦを必要とする可変ＬＯ周波数(１チャンネルずつサンプリング)
【００５０】
図３は、固定されたＬＯ/広帯域ＩＦの概念を示す。
【００５１】
図３のミキサ６に提供される複数のデータ信号４６は、ＲＦ帯域ＲＦ１のデータｄ１を搬送する第１のデータ信号、ＲＦ帯域ＲＦ２のデータｄ２を搬送する第２のデータ信号などを含む。フィルタ７は、入力ＲＦ信号ＲＦ１、ＲＦ２に対応する中間周波数信号すべてを通過させる程度の十分に大きな帯域幅を有するように設定される。例えば、中間周波数信号ＩＦ１は、受信信号ＲＦ１などに対応する。すなわち、フィルタ７からの出力(フィルタリングされた信号)７８は、受信信号のすべてのデータ(すなわち、ｄ１，ｄ２，…，ｄｍ)を搬送し、フィルタリングされた信号７８のこのようなデータは受信信号の全体帯域幅と実質的に同一の幅を有するＩＦ帯域に搬送される。フィルタリングされた信号７８からデータｄ１，ｄ２などを抽出するために必要なＡ/Ｄ変換器９は、ＩＦ帯域幅の少なくとも２倍速度でサンプリングすることが必要である。
【００５２】
この第１の“広帯域”接近法は、局部発振器が周波数ホップをする必要がないという利点を有する。そのため、局部発振器/ＰＬＬ(Phase Locked Loop）のセッティング時間での遅延がない。この接近法は、すべての認識可能な衛星からの信号を同時に使用可能であるという長所もある。しかしながら、この接近法は、すべての認識可能な衛星をカバーするために高いサンプリングレートを必要とするという短所がある。
【００５３】
この第１の接近法を図るためには、ＩＦフィルタ帯域幅(ＢＷ)は、６.１８７５ＭＨｚより大きくなければならない。ナイキストによるベースバンドから要求されるサンプリングレートは、ＩＦ帯域幅(通常、１３ＭＨｚ）の少なくとも２倍である。これは、一部のベースバンドに対する制限となり得る。
【００５４】
図４は、データを抽出するための他の接近法を示す。局部発振器は、特定時間で処理される衛星周波数チャンネルにマッチングするために周波数ホッピングをする。このような方法で、１.１ＭＨｚの固定された狭帯域ＩＦが使用され、２.２ＭＨｚ(通常、２.５ＭＨｚ)より大きいサンプリングレートが要求される。
【００５５】
帯域ＲＦ１を占める第１のデータ信号からデータｄ１を抽出するために、周波数合成器又は局部発振器は、第１の局部発振信号ＬＯ１を生成するように設定される。ＬＯ１は、データ信号と混合され、狭帯域フィルタ７は、データｄ１を含む中間周波数スペクトルの該当部分だけを通過させる。データｄ２を抽出するために、局部発振器出力は、信号ＬＯ２を提供するようにスイッチングされる。一般に、任意の時点で狭帯域フィルタ７によって通過される中間周波数スペクトルの一部は、周波数ＬＯｎの局部発振信号を生成することによって決定される入力信号のうち、ｎ番目の信号に対応するデータｄｎを含む。
【００５６】
この方法は、監視される衛星の周波数とのマッチングのために局部発振器が連続的に周波数を変更することを必要とする短所を有する。これは、ＬＯ周波数が変更される度に遅延を発生させる。また、ＬＯ周波数が非常に正確でない間は、ＰＬＬロック(lock)時間及びセッティング時間でも遅延が生じ得る。期待されるＬＯ周波数の範囲は、６.１８７５ＭＨｚである。
【００５７】
この方法は、ＩＦ周波数が狭くてより低いサンプリングレート(通常、２.５ＭＨｚ)が要求されるので、ベースバンドプロセッサでより少ない負荷となる。この技術を使用することで、一度に一つの衛星チャンネルのみがサンプリングされる。
【００５８】
本発明の実施形態において、サンプリングレートはＩＦ帯域幅の２倍より大きくなければならないので、サンプリングレートを減少させるために必要なＩＦ帯域幅を減少させることが有用である。ＩＦ帯域幅の条件は、本発明の特定実施形態で減少されることができる。したがって、この減少は、ＩＦフィルタ帯域幅ＢＷＦを減少させ(言わば、半分に)、以後ＬＯ周波数を変更することによって２回のキャリアスキャンを遂行することによってなされる。
【００５９】
図５は、本発明の実施形態により、データ抽出方法を遂行するように適用される受信装置を示す。この構成において、周波数合成器又は局部発振器は、２個の値、ＬＯ１とＬＯ２との間で局部発振信号周波数をスイッチング(又は選択)するように設定される。ミキサ６は、それぞれのＲＦ帯域ＲＦ１，ＲＦ２などを有する複数のデータ信号を受信し、これら各々は該当量のデータｄ１，ｄ２などを伝送する。第１の局部発振周波数ＬＯ１は、データｄ１及びｄ２を搬送する信号６７で中間周波数帯域の部分がＩＦフィルタ７の通過帯域を通過するように設定される。しかしながら、このフィルタ７の通過帯域は、受信信号の残りの部分を搬送するＩＦ成分が通過しないように十分に狭い。すなわち、局部発振周波数がＬＯ１である場合に、フィルタ７からのフィルタリングされた信号７８は、データｄ１及びｄ２のみを含む。フィルタリングされた信号７８は、適したサンプリング手段(例えば、Ａ/Ｄ変換器)に搬送される前に増幅器８によって増幅される。以後、適切なサンプリングレートが、データｄ１及びｄ２を抽出するために選択されることができる。局部発振周波数は、ＬＯ２にスイッチングされ、データｄｍ及びｄ(ｍ-１）を搬送する中間周波数成分がフィルタ７の通過帯域を通るように構成される。その後、フィルタ出力７８は、相互に異なる複数の受信信号からこのようなデータを抽出するためにサンプリングされる。本発明の実施形態において、２個の局部発振周波数間のスイッチング(すなわち、これらのうちの一つを選択)によって受信された信号のデータすべてが抽出できるように、ｍは４となり得る。本発明の他の実施形態において、ｍが４より大きい場合、例えば、一度に２個の受信信号のデータのみをサンプリングすることによってデータすべてを抽出するためには、より多い数の局部発振周波数が使用されうる。代わりに、あるいは追加的に、出力７８が一度に２より多い受信信号又はチャンネルを伝送するために、より広い通過帯域のフィルタ７が使用されうる。
【００６０】
図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図９は、受信無線周波数帯域、中間周波数帯域、及び中間周波数フィルタ帯域間の関係をより詳細に示す。
【００６１】
図６Ａは受信信号及び局部発振信号の周波数スペクトルを示し、図６Ｂは中間周波数信号の周波数スペクトルを示す。
【００６２】
図６Ａは、本発明の特定実施形態の受信信号帯域を示す。信号帯域は、中心キャリア周波数ｆＣを中心とし、ＢＷＣと同一のキャリア又は受信信号帯域を有する。一般に、受信信号帯域の下端は、データ信号によって使用される最低キャリア周波数である周波数ｆＬに対応し、帯域の上端は、一般に受信されたデータ信号によって使用される最高キャリア周波数である周波数ｆＨに対応する。図６Ｂを参照すると、局部発振信号又は周波数ＬＯが生成され、中間周波数ＩＦ(ここで、ＩＦ＝ｆＣ-ＬＯ)を中心として帯域幅ＢＷ１(ＢＷＣと同一）を有する、受信データ信号すべてを搬送する中間周波数帯域が生成される。
【００６３】
したがって、図６Ａ及び図６Ｂは、普通の広帯域ＩＦのケースを示す。図７Ａ及び図７Ｂは、減少したＩＦケース(半分のＩＦ帯域幅)を示す。減少したＩＦにおいて、ＩＦ帯域幅は３．０９３７５ＭＨｚであり、対応するサンプリングは６.１８７５ＭＨｚより高い(通常、７ＭＨｚ)。ＩＦサンプリングスキャンは、２つの方法で遂行される。ＧＬＯＮＡＳＳスペクトルの所望する部分がＩＦフィルタ応答の中心に位置するように局部発振器の周波数を変更したり、その中心が所望のＧＬＯＮＡＳＳ信号スペクトルの中心に位置するようにＩＦフィルタの中心周波数を変更したりする。この場合の信号スペクトルはＩＦドメイン内にある。
【００６４】
図７Ａは、受信信号及び局部発振信号の周波数スペクトルを示す。図７Ｂは、中間周波数信号の周波数スペクトルを示す。
【００６５】
図７Ａ及び図７Ｂから、ＩＦ信号の帯域幅の半分と同一の帯域幅ＢＷＦのＩＦフィルタに対して、ＩＦ信号スペクトルの中心がＩＦフィルタの中心周波数ＣＦ１に位置するようにＬＯを選択することによって、ＩＦ信号スペクトルの一部が損失されることがわかる。このような場合に、ＩＦ信号スペクトルの１/４がフィルタ応答特性(又はスペクトル）の両側で各々損失される。図７Ｂを参照すると、全体ＩＦ信号スペクトルの１/４に該当する各部分は、ＩＦフィルタ応答の外側に配置され、斜線(hatched)領域で表示されている。これは、第１のスキャンでＩＦ信号スペクトルの下側半分がＩＦフィルタ応答の内側に位置するようにＬＯ周波数を変更し、その後にＩＦスペクトルの上側半分がＩＦフィルタ応答の内側に位置するようにＬＯを変更することによって解決できる。
【００６６】
図８Ａ乃至図８Ｃは、本発明の実施形態により、上記のような調整がどのように遂行されるかを示す。ＰＢは、周波数ＣＦ１を中心とするフィルタ７の通過帯域(又は応答特性）を示す。図８Ａは、受信信号及び局部発振信号の周波数スペクトルを示す。図８Ｂ及び図８Ｃは、中間周波数信号及びフィルタ応答の周波数スペクトルを示す。
【００６７】
図８Ｂに示すように、この調整は、ダウン変換される場合に、信号スペクトルの下側半分の中心周波数ＳＦ１がＩＦフィルタの中心周波数ＣＦ１に現れるようにＬＯ周波数が計算される条件のみで保証可能である。図８Ｂを参照すれば、信号スペクトルの下側半分はＩＦフィルタの応答と重なり(superpose)、信号スペクトルの上側半分は点線で表示されている。また、図８Ｃに示すように、スペクトルの上側半分の中心周波数ＳＦ２がＩＦフィルタの中心周波数ＣＦ１に現れるようにＬＯが計算される。図８Ｂにおいて、信号スペクトルの上側半分はＩＦフィルタの応答と重なり(superpose)、信号スペクトルの下側半分は点線で表示される。図８Ａ乃至図８Ｃに示すように、２個の中心周波数はＳＦ１及びＳＦ２で表記される。
【００６８】
下方のＬＯ注入ミキサに対して、ＩＦは下記に示すように計算できる。
【００６９】
CF1＝IF＝RF-LO
CF1＝IF＝SF1-LO1
CF1＝IF＝SF２-LO２
SF1＝fC-1/4 sig BW (下側半分)
SF２＝fC+1/4 sig BW (上側半分)
CF1＝IF＝(fC-1/4 sig BW)-LO1 (スペクトルの下側半分)
CF1＝IF＝(fC+1/4 sig BW)-LO2 (スペクトルの上側半分)
【００７０】
該当ＬＯ周波数は、下記のように得られる。
【００７１】
LO1＝(fC-1/4 sig BW)-IF
LO２＝(fC+1/4 sig BW)-IF
【００７２】
ＬＯの細かい位置決定によって、信号スペクトルの全体が、ＬＯをＬＯ１とＬＯ２との間で交替することによってカバーできる。ＧＬＯＮＡＳＳスペクトルの中心に位置したチャンネルは、ＩＦフィルタのエッジ効果(edge effect)によって破損される危険がある。これは、フィルタ応答が、第１チャンネルから最後のチャンネルの範囲を超えるように、ＩＦフィルタを１チャンネルだけ延長させることによって解決しうる。これは、図９に示すように、中間チャンネルが両側スキャンによってスキャンされる結果であり、ここでＤは、隣接したチャンネル間、すなわち受信データ信号の隣接したキャリア周波数間の周波数差を表す。図９は、本発明の実施形態における、中間周波数信号及びフィルタ応答の周波数スペクトルを示す。図９では、信号スペクトルの下側半分及び一つの追加チャンネルに該当する部分がＩＦフィルタ応答特性と重なり、信号スペクトルの上側半分と一つの追加チャンネルが点線で表示されている。
【００７３】
固定されたＩＦフィルタ構成と局部発振周波数スイッチングの使用代案として、本発明の特定実施形態では、ＩＦ周波数帯域の相互に異なる部分からデータを選択的に処理及び抽出するために、局部発振周波数を一定に(すなわち、定数に)維持し、ミキサ出力のフィルタリングを変更するという技術を採択する。各部分は、少なくとも２個の受信データ信号のデータを含む。このような本発明の一実施形態において、半分のＩＦ帯域幅フィルタが使用され、ＬＯ周波数は固定され、ＩＦフィルタの中心周波数はＧＬＯＮＡＳＳ ＩＦスペクトルをカバーするようにスイッチングされる。図１０Ａは受信信号及び局部発振信号の周波数スペクトルを、図１０Ｂは中間周波数信号の周波数スペクトルを、図１０Ｃは上記フィルタ応答及び中間周波数信号の周波数スペクトルを、それぞれ示す。図１０Ａ乃至図１０Ｃからわかるように、信号帯域幅の全体をカバーするために、第１のスキャンでは、ＳＦ１がＩＦフィルタの第１の中心周波数ＣＦ１に位置し、第２のスキャンでは、ＳＦ２がＩＦフィルタの第２の中心周波数ＣＦ２に位置するように、ＩＦスペクトルは、位置されなければならない。このような場合に、ＩＦ周波数スペクトルを移動させる代わりに、ＩＦフィルタリング手段の中心周波数が、全体ＧＬＯＮＡＳＳスペクトルに対する基準を満足させるようにスイッチングされる。図１０Ａ乃至図１０Ｃにおいて、ＰＢ１は周波数ＣＦ１を中心とするフィルタの通過帯域(又は第１のフィルタ応答）を表し、ＰＢ２は周波数ＣＦ２を中心とするフィルタの通過帯域(又は第２のフィルタ応答）を表す。また、ＰＢ１は実線で、ＰＢ２は点線で、各々表示され、中間周波数信号の周波数スペクトルは、第１及び第２のフィルタ応答の組み合わせと重なっている。
【００７４】
このＩＦフィルタリング手段に対して要求される２つのＩＦ中心周波数は、下記の式から得られる。
【００７５】
CF1＝IF1＝IFc-1/4 sig BW(ＩＦスペクトルの下側半分)
CF2＝IF2＝IFc+1/4 sig BW(ＩＦスペクトルの上側半分)
IFC＝fC-LO
CF1＝IF1＝(fC-LO)-1/4 sig BW
CF2＝IF2＝(fC-LO)+1/4 sig BW
【００７６】
スイッチングされるＬＯを用いる本発明の実施形態において、ＩＦフィルタのエッジ効果を避けるために、ＩＦ帯域幅ＢＷＦを１チャンネルだけ延長させてもよく、これは中間チャンネルが２回スキャンされる結果をもたらす。ｎ回に分割されるＩＦ信号に対して、ＩＦスペクトルのｎ回のスキャンがこのＩＦスペクトルをカバーするために必要である。一般のＩＦフィルタ帯域幅は、１，２，３，又は４ＭＨｚである。
【００７７】
図１１を参照すると、本発明の他の実施形態による装置を示す。ミキサ６は、複数の受信データ信号を含む信号４６を受信するように構成される。これら各々は、該当キャリア周波数ｆ１〜ｆ４に中心をおいたそれぞれのＲＦ帯域幅の該当量のデータｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を伝送する。局部発振器５は、周波数ＬＯ１を中心とする狭い周波数帯域を有する局部発振信号５６を生成するように構成される。ミキサ６は、受信データ信号４６と局部発振信号５６を混合して、該当量のデータを搬送し、かつ各々該当中間周波数ＩＦａ，ＩＦｂなどを中心とする中間周波数信号を含む出力信号６７を生成する。中間周波数範囲のすべてのデータを搬送するミキサ出力信号６７は、制御可能なスイッチ(又はルーティングスイッチ)７３に供給される。このスイッチ７３は、中間周波数信号を第１のフィルタ７１又は第２のフィルタ７２に誘導(又はスイッチング)されるように制御手段７４からの信号によって制御される。本発明の実施形態において、このようなフィルタは、同一の帯域幅を有するが、これらの通過帯域は、周波数スペクトルの異なる部分に位置している。すなわち、スイッチ７３が中間周波数信号７３１をフィルタ７１に誘導する場合に、フィルタ７１は、最初の２個の受信データ信号からのデータｄ１，ｄ２を搬送する中間周波数信号のみを通過させる(すなわち、他の２個の中間周波数信号を遮断する)。その後、フィルタ信号７１８は、増幅器８によって増幅され、データｄ１，ｄ２を抽出するためにＡ/Ｄ変換器９によってサンプリングされる。本発明の特定実施形態において、このデータは、抽出されたデータから受信装置の場所又は位置を計算するように構成されたプロセッサに提供される。第２のモードで、制御部７４は、スイッチ７３が中間周波数信号７３２を第２のフィルタ７２に誘導するように制御し、第２のフィルタ７２は、データｄ３、ｄ４を搬送する中間周波数成分のみを通過させるように設定された通過帯域を有する。また、ミキサ出力がフィルタ７２を通じてルーティングされる場合に、第２のフィルタ７２からの出力７２８は増幅されてデータｄ３，ｄ４を抽出するＡ/Ｄ変換器に提供される。
【００７８】
図１２を参照すると、図１１と類似した装置を示しているが、２個の分離されたフィルタ７１，７２及びルーティングスイッチ７３の代わりに、制御手段７４によって制御される制御可能なフィルタ７０を採択した装置を示す。制御可能なフィルタ７０は、そのフィルタリング特性を制御手段７４によって変更するように制御可能である。このような本発明の実施形態において、この調整は、周波数空間で通過帯域の位置を移動させることが可能な形態を取る。本発明の他の実施形態では、通過帯域の幅は上記と同様に制御され得る。ミキサ６には、更に複数の受信信号を含む入力信号４６が提供される。各々の信号は、該当データｄ１，ｄ２，ｄ３を伝送し、該当キャリア周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を中心とする。周波数合成器５は、単一局部発振周波数ＬＯ１を生成してミキサ６に提供するように設定される。ミキサ出力６７は、中間周波数帯域のデータｄ１，ｄ２，ｄ３すべてを搬送する中間周波数信号である。制御手段７４は、フィルタ７０が、第１のモード又は実質的にデータｄ１、ｄ２を伝送する中間周波数帯域の部分のみを通過させる状態となるように適合されている。その後、データｄ１，ｄ２は、増幅器８及びサンプラー９によって抽出される。制御部７４は、制御可能なフィルタ７０が第２のモード又はデータｄ２，ｄ３を搬送する中間周波数成分のみを通過させる状態で作動するようにスイッチングされる。以後、このデータは、適合した処理手段(すなわち、増幅器８及びサンプラー９)によって抽出される。
【００７９】
図１１に示した本発明の実施形態においては、すべての受信データは、フィルタリング特性の単一スイッチングに関連した技術によって抽出される。各フィルタは、受信データの半分を通過させることができ、ただ一つの局部発振周波数だけが生成される必要があった。同様に、図１２では、すべてのデータは、制御可能なフィルタ特性の一回の変更によって抽出される。第１及び第２のモードでの特性は、その通過帯域が重なり、データｄ２が２つのモードで各々抽出可能なように構成される。
【００８０】
したがって、本発明を実施する方法においては、前述した例は多少単純化されており、特に使用されたキャリア周波数の数において単純化されている。実際には、キャリア周波数の数はさらに多く、フィルタの帯域幅もより大きい可能性がある。
【００８１】
本発明の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせの形態で実現されることができる。このような任意のソフトウェアは、例えば、削除又は再起録が可能であるか否かに関係なく、ＲＯＭなどの記憶装置のような揮発性又は非揮発性記憶装置、又は例えば、ＲＡＭ、メモリチップ、装置又は集積回路のようなメモリ、又は例えばＣＤ、ＤＶＤ、磁気ディスク又は磁気テープなどの光学的又は磁気的に読み取り可能な媒体に格納されることができる。記憶装置及び記憶媒体は、本発明の実施形態を実現する指示を含むプログラム又はプログラムを格納するのに適合した機械可読の記憶装置の実施形態である。したがって、本発明の実施形態は、本願に説明したようなシステム又は方法を実現するためのコードを含むプログラム及びこのようなプログラムを格納する機械可読記憶装置を提供する。また、このようなプログラムは、有線又は無線接続を通じて搬送される通信信号のような任意の媒体を通じて電子的に移送され、実施形態はこれと均等なことを適切に含む。
【００８２】
本願の説明及び請求項において、“含む”、“具備する”、“有する”などの単語とこれら単語の変形は“含まれるが、これに限定されない”との意味を有し、他の部分、追加、成分、併合又はステップを排除しない。
【００８３】
本願において、単数は文脈上これと異なることを要求しない限り、複数を含むことである。特に、定められない対象が使用される場合に、文脈上異なることを必要としない限り、単数と同様に複数も考慮することと理解されなければならない。
【００８４】
本発明の特定側面、実施形態、又は例と共に説明される特徴、併合、特性、複合又はグループは、それに不適合しない限り、ここに説明された他の側面、実施形態又は例に適用できることがわかる。
【００８５】
本願の説明及び請求項において、一般的に“Ｙのための（に対する）Ｘ”(Ｙは任意のアクション、動作又はステップであり、Ｘはこのアクション、動作又はステップを遂行するための任意の手段)の表現は、これに限定されず、Ｙを遂行するように設定又は適用される手段Ｘを含む。
【００８６】
以上、本発明を具体的な実施形態に関して図示及び説明したが、添付した特許請求の範囲により規定されるような本発明の精神及び範囲を外れることなく、形式や細部の様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【符号の説明】
【００８７】
ｆＬ 最低キャリア周波数
ｆＨ 最高キャリア周波数
ｆｃｎ キャリア周波数
幅ＢＷＦ 帯域
ＬＯ 局部発振信号
ＩＦ帯域 中間周波数帯域
ＲＦ帯域 無線周波数帯域
【技術分野】
【０００１】
本発明は相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からのデータ抽出に関するもので、特に各衛星から伝送されるグローバルナビゲーション衛星システム(GLObal Navigation Satellite System：以下、“ＧＬＯＮＡＳＳ”と称する）ナビゲーション信号からデータを抽出することに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の相互に異なるキャリア周波数を有する信号からデータを抽出することが要求される複数のアプリケーションが存在する。このようなアプリケーションの一つに、各々衛星又は宇宙船(Space Vehicle：ＳＶ)から伝送される複数のナビゲーション信号からデータを抽出するＧＬＯＮＡＳＳ受信器がある。各ナビゲーション信号は、各データを搬送し、固有の該当キャリア周波数を有する。
【０００３】
データの抽出前に、受信信号帯域を占める受信データ信号は、所定の周波数での(又は所定の周波数を中心とする狭い周波数帯域を占める)局部発振(Local Oscillator：ＬＯ)信号と混合(mixing)される。この混合により、異なる周波数帯域、すなわち中間周波数(Intermediate Frequency：ＩＦ)帯域で複数の受信信号から元のデータすべてを搬送するＩＦ信号が生成される。このＩＦ帯域は、受信信号帯域と同一の帯域幅を有するが、初期無線周波数(Radio Frequency：ＲＦ)帯域に比べて、より低い周波数に位置するように設定することができる。周波数混合は、入力無線周波数及び局部発振周波数に関連した複数の周波数成分を生成する。一般に、データ抽出に使用されるＩＦ帯域は、“異なる”周波数に対応するミキサ出力の帯域である。特に、受信データ帯域の特定ＲＦ成分ＲＦ１は、ＩＦ帯域の該当ＩＦ成分ＩＦ１を有する。ここで、ＩＦ１＝ＲＦ１-ＬＯ１であり、ＬＯ１は局部発振信号の周波数である。
【０００４】
このミキサ出力でＩＦ帯域を占めるＩＦ信号からデータを抽出するために、多様な技術が採択されることができる。
【０００５】
その技術の一つは、フィルタリングされた信号が元の受信ＲＦ信号に含まれたすべてのデータを搬送するように、十分に広い通過帯域を有する広帯域フィルタを通じてミキサ出力を通過させるものである。この広帯域フィルタリングされた信号は、この信号に含まれたすべてのデータを抽出するために、十分に高速でサンプリングされることができる。この技術の長所は、一つの局部発振周波数のみが生成される必要があるということである。しかしながら、この技術は、高いサンプリングレート(sampling rate)が必要であるという短所がある。一般に、広帯域フィルタリングされた信号からすべてのデータを抽出するためには、サンプリングは、広帯域フィルタリングされた信号の帯域幅の少なくとも２倍の速度で行われる必要がある。これは、所定のアプリケーションにおいては、実現しにくく、あるいは実現が不可能であり得る。例えば、この技術をＧＬＯＮＡＳＳナビゲーション信号からデータを抽出するために使用する場合には、１３ＭＨｚのサンプリングレートが要求される。
【０００６】
データ抽出のための他の技術は、局部発振周波数を受信データ信号の各キャリア周波数のうち一つのための複数の値の間でスイッチングするものである。相対的に狭帯域のフィルタは、任意の時点でフィルタリングされた信号が受信信号のうちいずれか一つのデータのみを伝送するように、ミキサ出力のフィルタリングに使用される。特に、局部発振出力周波数は第１の値に設定され、それによって、狭帯域フィルタ出力は、第１のキャリア周波数で受信信号のデータのみを伝送する。この局部発振信号は、狭帯域フィルタ出力が第２のキャリア周波数を有する受信信号のデータのみを伝送するように、第２の周波数にスイッチングされる。各々の狭帯域フィルタリング信号に対して、以後の各データは、相対的に低速のサンプリングによって抽出されることができる。このような低速は、以前に説明された技術で広帯域フィルタの帯域幅の２倍でなく、狭帯域フィルタの帯域幅の２倍となり得る。この技術は、減少したサンプリングレートが使用できるという長所を有する。しかしながら、この技術の短所は、局部発振出力周波数が複数の異なる値を通じてスイッチングされなければならないということである。スイッチングされる度に、出力周波数が安定化するのに時間がかかるので、データ抽出プロセス全体を遅延させる。そのため、ＧＬＯＮＡＳＳ受信器のアプリケーションにおいては、位置決定により長い時間を必要とする問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５２５８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決するための、異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような目的を達成するために、本発明の第１の側面によれば、相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法が提供される。上記方法は、少なくとも３個のデータ信号が受信され、各データ信号は、各々のキャリア周波数を有する搬送波を含み、該当データを搬送するように変調される。最低キャリア周波数はｆＬであり、最高キャリア周波数はｆＨである。第１の周波数ＬＯ１を有する第１の局部信号が生成される。少なくとも３個のデータ信号それぞれのデータを搬送する第１の混合信号を生成する。第１の混合信号は、少なくとも３個のデータ信号の第１の集合のデータを搬送する第１のフィルタリングされる信号を生成するために、帯域幅ＢＷＦ(ここで、ＢＷＦ＜(ｆＨ-ｆＬ))の通過帯域を有するフィルタリング手段でフィルタリングされる。第１のフィルタリングされた信号は、第１の集合のデータ信号のデータを抽出するために処理される。第２の周波数ＬＯ２を有する第２の局部信号が生成される。ＬＯ２はＬＯ１と異なる。少なくとも３個のデータ信号は、それぞれのデータを搬送する第２の混合信号を生成するために、第２の局部信号と混合される。２個の混合信号は、少なくとも３個のデータ信号の第２の集合のデータを搬送する第２のフィルタリングされた信号を生成するために、フィルタリング手段でフィルタリングされる。第２の集合は、第１の集合と異なる。第２のフィルタリングされた信号は、第２の集合のデータ信号のデータを抽出するために処理される。
【００１０】
すなわち、本発明を実現する方法において、フィルタリング手段の帯域幅は、全体受信信号の帯域幅より狭く設定されるが(データ抽出処理を容易にするために、例えば従来技術に比べてより低いサンプリング速度が使用されることができる)、少なくとも２個のデータを搬送することによって、すべての受信データ信号からデータを抽出するために局部信号周波数がスイッチングされるのに、必要な時間を短縮させる。
【００１１】
本発明の第１の側面による方法が、第１及び第２の局部信号を生成することを述べているが、これは特定実施形態で相互に異なる周波数の追加局部信号が生成できることを排除しないことがわかることである。例えば、特定の実施形態で、３個の相互に異なる局部信号の周波数が全体受信信号帯域幅をカバーするために使用されることができ、各局部信号周波数の使用は受信データ信号の該当集合からのデータ抽出を引き起こす。但し、これは、例に過ぎず、他の実施形態がより多い数の相互に異なる発振信号周波数を使用することがわかる。しかしながら、特定の実施形態で２個の局部信号周波数が採択され、フィルタリング手段が受信信号帯域幅の少なくとも半分を含むように十分に大きくして実質的に２ステップのデータ抽出ですべての受信信号からのデータが獲得されることがわかる。
【００１２】
特定の実施形態で、第１及び第２のフィルタリングされた信号の処理は、第１及び第２のフィルタリングされた信号を各々サンプリングレートＲ(≧２ＢＷＦ）でサンプリングすることを含む。
【００１３】
これは、実質的に、第１及び第２のフィルタリングされた信号で搬送されるすべてのデータが抽出されることを保証する。明白に、不必要に高い速度でサンプリングしない理由があり、特定の実施形態でサンプリングレートＲはＲ＝２ＢＷＦの関係、もしくは２ＢＷＦ〜３ＢＷＦ又は２ＢＷＦ〜２.５ＢＷＦの範囲を満たすように選択されることができる。
【００１４】
特定の実施形態において、ＢＷＦは、受信データ信号の帯域幅の半分と同一に設定される(すなわち、受信信号のすべてのデータが搬送される周波数帯域幅の半分)。特定の実施形態で、このような受信信号帯域幅は、実質的にｆＨ-ｆＬ、すなわち最高及び最低キャリア周波数の差と同一に取られることができる。
【００１５】
特定の実施形態において、ＢＷＦ≧(ｆＨ-ｆＬ)/２の関係が成立する。フィルタ帯域幅を公称受信信号帯域幅の半分より多少大きくする利点は、第１及び第２のフィルタリングされた信号に含まれたデータの間にある程度のオーバーラップがあり、フィルタリング手段の通過帯域エッジ(edge)に近く位置した信号からより容易にデータを抽出可能にする。
【００１６】
特定の実施形態において、少なくとも３個のデータ信号は、ｎ個の該当キャリア周波数ｆ１〜ｆｎを有するｎ個のデータ信号を含み、ここでｎ≧３、ｆＬ＝ｆ１、ｆＨ＝ｆｎの関係が成立し、ｎ個のキャリア周波数は同一に離隔されており、隣接したキャリア周波数間の周波数差が定数Ｄであり、ｆｎ＝ｆ１＋(ｎ-１)Ｄの関係が成立する。
【００１７】
これは、一般的にＧＬＯＮＡＳＳ状況に該当することがわかり、ここで、ＧＬＯＮＡＳＳ受信器は周波数スペクトルで同一に離隔されているそれぞれのキャリア周波数を有する相互に異なる衛星信号からデータを受信及び抽出することが要求される。
【００１８】
本発明の第２の側面によれば、相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法が提供される。上記方法は、少なくとも３個のデータ信号が受信され、各データ信号は、各々のキャリア周波数を有する搬送波を含み、該当データを搬送するように変調される。最低キャリア周波数はｆＬであり、最高キャリア周波数はｆＨである。第１の周波数ＬＯ１を有する第１の局部信号が生成される。少なくとも３個のデータ信号それぞれのデータを搬送する第１の混合信号を生成する。第１の混合信号は、少なくとも３個のデータ信号の第１の集合のデータを搬送する第１のフィルタリングされた信号を生成するために、第１の中心周波数ＣＦ１を中心とする第１の帯域幅ＢＷＦ１(但し、ＢＷＦ１＜(ｆＨ-ｆＬ))の第１の通過帯域を有するフィルタリング手段でフィルタリングされる。第１のフィルタリングされた信号は、第１の集合のデータ信号のデータを抽出するために処理される。
【００１９】
第１の混合信号は、少なくとも３個のデータ信号の第２の集合のデータを搬送する第２のフィルタリングされた信号を生成するために、第２の中心周波数ＣＦ２を中心とする第２の帯域幅ＢＷＦ２(但し、ＢＷＦ２＜(ｆＨ-ｆＬ))の第２の通過帯域を有するフィルタリング手段でフィルタリングされる。第２のフィルタリングされた信号は、第２の集合のデータ信号のデータを抽出するために処理される。
【００２０】
すなわち、中間周波数帯域の相互に異なる部分を共通フィルタリング手段の通過帯域内に位置させるために相互に異なる局部信号周波数が使用される第１の側面と対照的に、本発明の第２の側面では、信号データを搬送する中間周波数帯域の相互に異なる部分を選択的に通過させるために単一局部信号周波数が使用されて相互に異なるフィルタリングが採択される。
【００２１】
特定の実施形態において、第１及び第２のフィルタリングされた信号の処理は、第１及び第２のフィルタリングされた信号を増幅し、この増幅された第１及び第２のフィルタリングされた信号をサンプリングすることを含む。すなわち、本発明の請求範囲でフィルタリングされた信号をサンプリングすることを言及するが、これは、サンプリングがフィルタリングされた信号に直接遂行されること、すなわち信号がフィルタリング手段から出力された直後に遂行されることを必ず必要とすると解析されないことがわかる。その代り、上記のような表現は、フィルタリングされた信号がサンプリングの遂行以前に一つ以上の追加処理ステップを経るか否かに関係なく、フィルタリングされた信号に含まれたデータを抽出するために一定の方式でフィルタリングされた信号に直接的又は間接的にサンプリングが遂行されることを意味すると解析されるべきである。
【００２２】
本発明の他の側面は、各々該当宇宙船から伝送される複数のグローバルナビゲーション衛星システム(Global Navigation Satellite System：ＧＮＳＳ）データ信号からデータを抽出するために、本発明の第１又は第２の側面による方法を提供する。
【００２３】
また、本発明の他の側面によれば、場所又は位置を決定する方法が提供される。上記方法は、各々該当宇宙船から伝送される複数のＧＮＳＳデータ信号からデータを受信及び抽出するために本発明の第１又は第２の側面による方法を使用するステップと、場所又は位置(例えば、信号が受信されるハンドセットのような装置の場所又は位置)を決定するために第１及び第２の集合のデータ信号から抽出されるデータを処理するステップとを具備する。
【００２４】
本発明のもう一つの側面によれば、本発明の任意の側面による方法を実現するように構成されるＧＮＳＳ受信器(例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ受信器)が提供される。
【００２５】
さらに、本発明の他の側面によれば、本発明の任意の側面による方法を実現するように構成される指示(すなわち、命令）を含むコンピュータプログラムが提供される。
【００２６】
なお、本発明の他の側面によれば、定義されたコンピュータプログラムを格納するための機械(例えば、コンピュータ）で読み取り可能な記憶装置が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、ＩＦ出力のサンプリングに要求されるサンプリングレートを低下させる、すなわちベースバンドからの低いサンプリングレートを必要とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ＧＬＯＮＡＳＳシステムにおける信号の周波数スペクトルを概略的に示す図である。
【図２】ＧＬＯＮＡＳＳ受信器を概略的に示す図である。
【図３】データを抽出するための装置を示す図である。
【図４】データを抽出するための装置を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による、データを抽出するための装置を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態によるデータ抽出技術における受信信号帯域幅と中間周波数帯域幅を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によるデータ抽出技術における受信信号帯域幅と中間周波数帯域幅を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による、フィルタ通過帯域に関連した受信データ及び中間周波数帯域を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による、フィルタ通過帯域に関連した受信データ及び中間周波数帯域を示す図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、フィルタ通過帯域、及び中間周波数帯域の位置を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、フィルタ通過帯域、及び中間周波数帯域の位置を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、フィルタ通過帯域、及び中間周波数帯域の位置を示す図である。
【図９】本発明の実施形態による、フィルタリング手段の通過帯域及び中間周波数帯域の相対的位置を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、該当中間周波数帯域、及び２個の異なる通過帯域を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、該当中間周波数帯域、及び２個の異なる通過帯域を示す図である。
【図１０Ｃ】本発明の実施形態による、受信信号帯域、該当中間周波数帯域、及び２個の異なる通過帯域を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態による装置を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態による他の装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
添付した図において、同一の構成要素又は機能的に類似した構成要素に対しては同一の参照符号及び参照番号を付ける。下記の説明において、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明をすることにより本発明の要旨が不明確になると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
本発明の特定実施形態は、処理される(例えば、単一処理ステップで)ＩＦ帯域幅を減少させ、ＩＦデータサンプリングレートを低下させることを目標とする。
【００３２】
本発明の実施形態は一般に広帯域受信器に適用され、本発明の特定実施形態はＧＬＯＮＡＳＳ受信器に適用される。
【００３３】
現在のＧＬＯＮＡＳＳ受信器において、約８ＭＨｚのＩＦ帯域幅は、受信された衛星信号のすべてのデータを搬送する。これらデータすべてを抽出するための帯域幅のサンプリングには、ナイキスト(Nyquist)のサンプリング定理によって１６ＭＨｚより大きいサンプリングレートを要求する。このような高いサンプリングレートは、特にモバイルアプリケーション(例えば、モバイルフォン、携帯電話、及び個人用携帯情報端末(Personal Digital Assistant：ＰＤＡ)のような携帯通信装置及び携帯ＧＮＳＳ受信器/ハンドセット)のための一部商業的に利用可能なベースバンド(すなわち、ベースバンドプロセッサ）の能力を超えることがあるという問題がある。
【００３４】
本発明の実施形態を詳細に説明する以前に、ＧＬＯＮＡＳＳスペクトル及びＧＬＯＮＡＳＳ受信器に関連した背景をもう少し開示する。しかしながら、ＧＬＯＮＡＳＳシステムは、本発明の実施形態が適用される一つのアプリケーションのみを示す。また、本発明の実施形態は、非常に多様なマルチキャリアシステムからのデータ抽出に適用されることができる。
【００３５】
ＧＬＯＮＡＳＳシステムを参照すると、２ＭＨｚの帯域幅を有する単一スプレッドキャリアからなるＧＰＳスペクトルとは異なり、ＧＬＯＮＡＳＳスペクトルは多重キャリアで構成され、各衛星には識別のための該当キャリアが割り当てられる。このスペクトルは、図１に示すように設定される。
【００３６】
したがって、各衛星又はＳＶから伝送されるナビゲーション信号は、該当キャリア周波数を有する各搬送波を含み、各データを搬送するために変調されるデータ信号である。図１を参照すると、第１のチャンネルはキャリア周波数ｆｃ１を使用し、第２のチャンネルはキャリア周波数ｆｃ２を使用する。各チャンネルのキャリア周波数ｆｃｎは下記のように与えられる。
【００３７】
ｆｃｎ＝１６０２＋ｎ・(０.５６２５)ＭＨｚ
(ここで、整数ｎは商業的利用のために−７〜＋６の範囲内にある。)
【００３８】
また、このキャリア周波数ｆｃｎは下記のようにも得られ、整数ｎは１〜１４の範囲内にある。
【００３９】
ｆｃｎ＝１５９７.５０００＋ｎ・(０.５６２５)ＭＨｚ
【００４０】
上記の式において、第１のキャリア周波数は１５９８.０６２５ＭＨｚであり、最後のキャリア周波数は１６０５.３７５ＭＨｚとなる。正反対側構成(antipodal configuration)(直径方向の反対側に位置する衛星は同一の周波数チャンネルを共有できる)において、周波数チャンネルに２４個の衛星が割り当てられる。すなわち、７.３１２５ＭＨｚのスペクトルは、２４個の衛星のコンステレーションをカバーする。受信器が上記コンステレーションの任意の衛星からデータを確認するためには、受信器前端(front end）は、上記の数式によって識別される衛星キャリアに同調(tunning)されなければならない。
【００４１】
このようなタイプの信号スペクトルにおいて、受信器のデザインは複雑になる可能性がある。要求される処理能力によっては、ベースバンドのすべてのチャンネル(すなわち、すべての衛星）を同時に監視することが非常に難しい。しかし、これらチャンネルが所定の順序で監視される場合にはより容易になる。
【００４２】
典型的なＧＬＯＮＡＳＳ受信器は、図２を参照して説明される。
【００４３】
典型的なＲＦ受信器前端は、アンテナ、低雑音増幅器(Low Noise Amplifier：ＬＮＡ)、フィルタ、ミキサ(mixer)、及びＩＦステージを有する。コスト的な理由で、要求されるＩＦフィルタの数を減少させるために、ただ一つの混合ステージを必要とする直接変換(ゼロＩＦ)タイプの受信器又は低いＩＦ受信器を使用することが最善である。図２は、典型的なＧＬＯＮＡＳＳ受信器１０００を示す。
【００４４】
点線部分１００内の受信器１０００は、通常単一集積装置として利用可能であるので、外部アンテナ、ＬＮＡ、ＲＦ弾性表面波(Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ)及び温度補償型水晶発振器(Temperature-Compensated Crystal Oscillator:ＴＣＸＯ)が受信器全体の前端に追加される。
【００４５】
典型的なＧＬＯＮＡＳＳ受信器１０００(又は、典型的な受信器構成として言及される)は、宇宙船(ＳＶ)から複数のデータ信号を受信するためのアンテナ１を含む。外部ＬＮＡ２は、受信信号を増幅するように構成され、前端又は外部フィルタ３(ＲＦ ＳＡＷフィルタなど)は増幅された受信信号のフィルタリングに使用される。フィルタリング及び増幅された信号は、以後、受信信号をさらに増幅してミキサ６(又は周波数ミキサ)に提供する内部ＬＮＡ４に搬送される。周波数合成器５は、局部発振信号ＬＯ５６を生成し、この信号を追加入力としてミキサ６に提供するように構成される。局部発振信号ＬＯ５６は、単一周波数のみを含み、あるいは特定の局部発振周波数を中心とする非常に狭い帯域幅を有することができる。すなわち、ミキサ６は、局部発振信号ＬＯ５６を、受信された(増幅及びフィルタリングされた)データ信号４６と混合してミキサ出力信号６７(又は中間周波数信号)を生成する。この信号は、元の受信データ信号からのすべてのデータを搬送するが、この受信信号帯域よりは中間周波数帯域に属する。実際に、ミキサ６は、受信データを搬送する周波数帯域をシフトさせる。ミキサ出力信号６７は、フィルタ７(又はＩＦフィルタとして説明される)を通過する。このフィルタ７は、受信データを搬送しない周波数をフィルタリングして除去するように設定された通過帯域を有する。その後、フィルタリングされた信号７８は、ＩＦ増幅器８によって増幅され、増幅された信号８９はＡ/Ｄ変換器(Analogue-to-Digital convertor)形態のサンプリング手段９に提供される。このＡ/Ｄ変換器９は、周波数合成器５から基準クロック信号５９を受信する。Ａ/Ｄ変換器９は、適切な速度で増幅された信号８９をサンプリングしてデータを抽出して、制御手段又は制御部として言及されるベースバンドプロセッサ１０に提供する。また、Ａ/Ｄ変換器９は、クロック信号及び同期信号をプロセッサ１０に提供する。このプロセッサ１０は、３ワイヤバス１０５によって制御信号を周波数合成器５に提供する。水晶発振器５１は、安定した基準周波数を周波数合成器５に提供し、周波数合成器は、接続１０５を通じてプロセッサ１０からの制御信号によって決定される周波数で、局部発振信号５６を生成できる。
【００４６】
図２は典型的なＧＬＯＮＡＳＳ受信器構造を示しているが、この装置は、例えばプロセッサ１０に適したプログラミングによって、本発明を実現するように、そして本発明を実現するデータ抽出方法を実施するように構成されている。
【００４７】
ＧＬＯＮＡＳＳシステムは、ＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access)装置であり、各衛星には識別のための周波数チャンネルが割り当てられる。これに対して、ＧＰＳシステムは、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)システムであり、すべての衛星は同一の周波数(Ｌ１，１５７５.４２ＭＨｚ）で伝送し、各衛星には識別のためのコードが割り当てられる。ＧＰＳのために、局部発振器は、固定された周波数を有し、局部発振周波数は要求される中間周波数(すなわち、固定されたＬＯ及び固定されたＩＦ)に依存する。
【００４８】
ＧＬＯＮＡＳＳにおいて、衛星からデータを受信するために、受信器は、衛星に同調しなければならない。各衛星が固有の割り当てられた周波数を有するため、受信器は、広範囲のキャリア周波数を有する信号からデータを抽出する必要がある。衛星との同調は、下記の２つの方法で行うことができる。
【００４９】
ａ)広帯域ＩＦ周波数を必要とする固定されたＬＯ周波数
ｂ)狭帯域ＩＦを必要とする可変ＬＯ周波数(１チャンネルずつサンプリング)
【００５０】
図３は、固定されたＬＯ/広帯域ＩＦの概念を示す。
【００５１】
図３のミキサ６に提供される複数のデータ信号４６は、ＲＦ帯域ＲＦ１のデータｄ１を搬送する第１のデータ信号、ＲＦ帯域ＲＦ２のデータｄ２を搬送する第２のデータ信号などを含む。フィルタ７は、入力ＲＦ信号ＲＦ１、ＲＦ２に対応する中間周波数信号すべてを通過させる程度の十分に大きな帯域幅を有するように設定される。例えば、中間周波数信号ＩＦ１は、受信信号ＲＦ１などに対応する。すなわち、フィルタ７からの出力(フィルタリングされた信号)７８は、受信信号のすべてのデータ(すなわち、ｄ１，ｄ２，…，ｄｍ)を搬送し、フィルタリングされた信号７８のこのようなデータは受信信号の全体帯域幅と実質的に同一の幅を有するＩＦ帯域に搬送される。フィルタリングされた信号７８からデータｄ１，ｄ２などを抽出するために必要なＡ/Ｄ変換器９は、ＩＦ帯域幅の少なくとも２倍速度でサンプリングすることが必要である。
【００５２】
この第１の“広帯域”接近法は、局部発振器が周波数ホップをする必要がないという利点を有する。そのため、局部発振器/ＰＬＬ(Phase Locked Loop）のセッティング時間での遅延がない。この接近法は、すべての認識可能な衛星からの信号を同時に使用可能であるという長所もある。しかしながら、この接近法は、すべての認識可能な衛星をカバーするために高いサンプリングレートを必要とするという短所がある。
【００５３】
この第１の接近法を図るためには、ＩＦフィルタ帯域幅(ＢＷ)は、６.１８７５ＭＨｚより大きくなければならない。ナイキストによるベースバンドから要求されるサンプリングレートは、ＩＦ帯域幅(通常、１３ＭＨｚ）の少なくとも２倍である。これは、一部のベースバンドに対する制限となり得る。
【００５４】
図４は、データを抽出するための他の接近法を示す。局部発振器は、特定時間で処理される衛星周波数チャンネルにマッチングするために周波数ホッピングをする。このような方法で、１.１ＭＨｚの固定された狭帯域ＩＦが使用され、２.２ＭＨｚ(通常、２.５ＭＨｚ)より大きいサンプリングレートが要求される。
【００５５】
帯域ＲＦ１を占める第１のデータ信号からデータｄ１を抽出するために、周波数合成器又は局部発振器は、第１の局部発振信号ＬＯ１を生成するように設定される。ＬＯ１は、データ信号と混合され、狭帯域フィルタ７は、データｄ１を含む中間周波数スペクトルの該当部分だけを通過させる。データｄ２を抽出するために、局部発振器出力は、信号ＬＯ２を提供するようにスイッチングされる。一般に、任意の時点で狭帯域フィルタ７によって通過される中間周波数スペクトルの一部は、周波数ＬＯｎの局部発振信号を生成することによって決定される入力信号のうち、ｎ番目の信号に対応するデータｄｎを含む。
【００５６】
この方法は、監視される衛星の周波数とのマッチングのために局部発振器が連続的に周波数を変更することを必要とする短所を有する。これは、ＬＯ周波数が変更される度に遅延を発生させる。また、ＬＯ周波数が非常に正確でない間は、ＰＬＬロック(lock)時間及びセッティング時間でも遅延が生じ得る。期待されるＬＯ周波数の範囲は、６.１８７５ＭＨｚである。
【００５７】
この方法は、ＩＦ周波数が狭くてより低いサンプリングレート(通常、２.５ＭＨｚ)が要求されるので、ベースバンドプロセッサでより少ない負荷となる。この技術を使用することで、一度に一つの衛星チャンネルのみがサンプリングされる。
【００５８】
本発明の実施形態において、サンプリングレートはＩＦ帯域幅の２倍より大きくなければならないので、サンプリングレートを減少させるために必要なＩＦ帯域幅を減少させることが有用である。ＩＦ帯域幅の条件は、本発明の特定実施形態で減少されることができる。したがって、この減少は、ＩＦフィルタ帯域幅ＢＷＦを減少させ(言わば、半分に)、以後ＬＯ周波数を変更することによって２回のキャリアスキャンを遂行することによってなされる。
【００５９】
図５は、本発明の実施形態により、データ抽出方法を遂行するように適用される受信装置を示す。この構成において、周波数合成器又は局部発振器は、２個の値、ＬＯ１とＬＯ２との間で局部発振信号周波数をスイッチング(又は選択)するように設定される。ミキサ６は、それぞれのＲＦ帯域ＲＦ１，ＲＦ２などを有する複数のデータ信号を受信し、これら各々は該当量のデータｄ１，ｄ２などを伝送する。第１の局部発振周波数ＬＯ１は、データｄ１及びｄ２を搬送する信号６７で中間周波数帯域の部分がＩＦフィルタ７の通過帯域を通過するように設定される。しかしながら、このフィルタ７の通過帯域は、受信信号の残りの部分を搬送するＩＦ成分が通過しないように十分に狭い。すなわち、局部発振周波数がＬＯ１である場合に、フィルタ７からのフィルタリングされた信号７８は、データｄ１及びｄ２のみを含む。フィルタリングされた信号７８は、適したサンプリング手段(例えば、Ａ/Ｄ変換器)に搬送される前に増幅器８によって増幅される。以後、適切なサンプリングレートが、データｄ１及びｄ２を抽出するために選択されることができる。局部発振周波数は、ＬＯ２にスイッチングされ、データｄｍ及びｄ(ｍ-１）を搬送する中間周波数成分がフィルタ７の通過帯域を通るように構成される。その後、フィルタ出力７８は、相互に異なる複数の受信信号からこのようなデータを抽出するためにサンプリングされる。本発明の実施形態において、２個の局部発振周波数間のスイッチング(すなわち、これらのうちの一つを選択)によって受信された信号のデータすべてが抽出できるように、ｍは４となり得る。本発明の他の実施形態において、ｍが４より大きい場合、例えば、一度に２個の受信信号のデータのみをサンプリングすることによってデータすべてを抽出するためには、より多い数の局部発振周波数が使用されうる。代わりに、あるいは追加的に、出力７８が一度に２より多い受信信号又はチャンネルを伝送するために、より広い通過帯域のフィルタ７が使用されうる。
【００６０】
図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図９は、受信無線周波数帯域、中間周波数帯域、及び中間周波数フィルタ帯域間の関係をより詳細に示す。
【００６１】
図６Ａは受信信号及び局部発振信号の周波数スペクトルを示し、図６Ｂは中間周波数信号の周波数スペクトルを示す。
【００６２】
図６Ａは、本発明の特定実施形態の受信信号帯域を示す。信号帯域は、中心キャリア周波数ｆＣを中心とし、ＢＷＣと同一のキャリア又は受信信号帯域を有する。一般に、受信信号帯域の下端は、データ信号によって使用される最低キャリア周波数である周波数ｆＬに対応し、帯域の上端は、一般に受信されたデータ信号によって使用される最高キャリア周波数である周波数ｆＨに対応する。図６Ｂを参照すると、局部発振信号又は周波数ＬＯが生成され、中間周波数ＩＦ(ここで、ＩＦ＝ｆＣ-ＬＯ)を中心として帯域幅ＢＷ１(ＢＷＣと同一）を有する、受信データ信号すべてを搬送する中間周波数帯域が生成される。
【００６３】
したがって、図６Ａ及び図６Ｂは、普通の広帯域ＩＦのケースを示す。図７Ａ及び図７Ｂは、減少したＩＦケース(半分のＩＦ帯域幅)を示す。減少したＩＦにおいて、ＩＦ帯域幅は３．０９３７５ＭＨｚであり、対応するサンプリングは６.１８７５ＭＨｚより高い(通常、７ＭＨｚ)。ＩＦサンプリングスキャンは、２つの方法で遂行される。ＧＬＯＮＡＳＳスペクトルの所望する部分がＩＦフィルタ応答の中心に位置するように局部発振器の周波数を変更したり、その中心が所望のＧＬＯＮＡＳＳ信号スペクトルの中心に位置するようにＩＦフィルタの中心周波数を変更したりする。この場合の信号スペクトルはＩＦドメイン内にある。
【００６４】
図７Ａは、受信信号及び局部発振信号の周波数スペクトルを示す。図７Ｂは、中間周波数信号の周波数スペクトルを示す。
【００６５】
図７Ａ及び図７Ｂから、ＩＦ信号の帯域幅の半分と同一の帯域幅ＢＷＦのＩＦフィルタに対して、ＩＦ信号スペクトルの中心がＩＦフィルタの中心周波数ＣＦ１に位置するようにＬＯを選択することによって、ＩＦ信号スペクトルの一部が損失されることがわかる。このような場合に、ＩＦ信号スペクトルの１/４がフィルタ応答特性(又はスペクトル）の両側で各々損失される。図７Ｂを参照すると、全体ＩＦ信号スペクトルの１/４に該当する各部分は、ＩＦフィルタ応答の外側に配置され、斜線(hatched)領域で表示されている。これは、第１のスキャンでＩＦ信号スペクトルの下側半分がＩＦフィルタ応答の内側に位置するようにＬＯ周波数を変更し、その後にＩＦスペクトルの上側半分がＩＦフィルタ応答の内側に位置するようにＬＯを変更することによって解決できる。
【００６６】
図８Ａ乃至図８Ｃは、本発明の実施形態により、上記のような調整がどのように遂行されるかを示す。ＰＢは、周波数ＣＦ１を中心とするフィルタ７の通過帯域(又は応答特性）を示す。図８Ａは、受信信号及び局部発振信号の周波数スペクトルを示す。図８Ｂ及び図８Ｃは、中間周波数信号及びフィルタ応答の周波数スペクトルを示す。
【００６７】
図８Ｂに示すように、この調整は、ダウン変換される場合に、信号スペクトルの下側半分の中心周波数ＳＦ１がＩＦフィルタの中心周波数ＣＦ１に現れるようにＬＯ周波数が計算される条件のみで保証可能である。図８Ｂを参照すれば、信号スペクトルの下側半分はＩＦフィルタの応答と重なり(superpose)、信号スペクトルの上側半分は点線で表示されている。また、図８Ｃに示すように、スペクトルの上側半分の中心周波数ＳＦ２がＩＦフィルタの中心周波数ＣＦ１に現れるようにＬＯが計算される。図８Ｂにおいて、信号スペクトルの上側半分はＩＦフィルタの応答と重なり(superpose)、信号スペクトルの下側半分は点線で表示される。図８Ａ乃至図８Ｃに示すように、２個の中心周波数はＳＦ１及びＳＦ２で表記される。
【００６８】
下方のＬＯ注入ミキサに対して、ＩＦは下記に示すように計算できる。
【００６９】
CF1＝IF＝RF-LO
CF1＝IF＝SF1-LO1
CF1＝IF＝SF２-LO２
SF1＝fC-1/4 sig BW (下側半分)
SF２＝fC+1/4 sig BW (上側半分)
CF1＝IF＝(fC-1/4 sig BW)-LO1 (スペクトルの下側半分)
CF1＝IF＝(fC+1/4 sig BW)-LO2 (スペクトルの上側半分)
【００７０】
該当ＬＯ周波数は、下記のように得られる。
【００７１】
LO1＝(fC-1/4 sig BW)-IF
LO２＝(fC+1/4 sig BW)-IF
【００７２】
ＬＯの細かい位置決定によって、信号スペクトルの全体が、ＬＯをＬＯ１とＬＯ２との間で交替することによってカバーできる。ＧＬＯＮＡＳＳスペクトルの中心に位置したチャンネルは、ＩＦフィルタのエッジ効果(edge effect)によって破損される危険がある。これは、フィルタ応答が、第１チャンネルから最後のチャンネルの範囲を超えるように、ＩＦフィルタを１チャンネルだけ延長させることによって解決しうる。これは、図９に示すように、中間チャンネルが両側スキャンによってスキャンされる結果であり、ここでＤは、隣接したチャンネル間、すなわち受信データ信号の隣接したキャリア周波数間の周波数差を表す。図９は、本発明の実施形態における、中間周波数信号及びフィルタ応答の周波数スペクトルを示す。図９では、信号スペクトルの下側半分及び一つの追加チャンネルに該当する部分がＩＦフィルタ応答特性と重なり、信号スペクトルの上側半分と一つの追加チャンネルが点線で表示されている。
【００７３】
固定されたＩＦフィルタ構成と局部発振周波数スイッチングの使用代案として、本発明の特定実施形態では、ＩＦ周波数帯域の相互に異なる部分からデータを選択的に処理及び抽出するために、局部発振周波数を一定に(すなわち、定数に)維持し、ミキサ出力のフィルタリングを変更するという技術を採択する。各部分は、少なくとも２個の受信データ信号のデータを含む。このような本発明の一実施形態において、半分のＩＦ帯域幅フィルタが使用され、ＬＯ周波数は固定され、ＩＦフィルタの中心周波数はＧＬＯＮＡＳＳ ＩＦスペクトルをカバーするようにスイッチングされる。図１０Ａは受信信号及び局部発振信号の周波数スペクトルを、図１０Ｂは中間周波数信号の周波数スペクトルを、図１０Ｃは上記フィルタ応答及び中間周波数信号の周波数スペクトルを、それぞれ示す。図１０Ａ乃至図１０Ｃからわかるように、信号帯域幅の全体をカバーするために、第１のスキャンでは、ＳＦ１がＩＦフィルタの第１の中心周波数ＣＦ１に位置し、第２のスキャンでは、ＳＦ２がＩＦフィルタの第２の中心周波数ＣＦ２に位置するように、ＩＦスペクトルは、位置されなければならない。このような場合に、ＩＦ周波数スペクトルを移動させる代わりに、ＩＦフィルタリング手段の中心周波数が、全体ＧＬＯＮＡＳＳスペクトルに対する基準を満足させるようにスイッチングされる。図１０Ａ乃至図１０Ｃにおいて、ＰＢ１は周波数ＣＦ１を中心とするフィルタの通過帯域(又は第１のフィルタ応答）を表し、ＰＢ２は周波数ＣＦ２を中心とするフィルタの通過帯域(又は第２のフィルタ応答）を表す。また、ＰＢ１は実線で、ＰＢ２は点線で、各々表示され、中間周波数信号の周波数スペクトルは、第１及び第２のフィルタ応答の組み合わせと重なっている。
【００７４】
このＩＦフィルタリング手段に対して要求される２つのＩＦ中心周波数は、下記の式から得られる。
【００７５】
CF1＝IF1＝IFc-1/4 sig BW(ＩＦスペクトルの下側半分)
CF2＝IF2＝IFc+1/4 sig BW(ＩＦスペクトルの上側半分)
IFC＝fC-LO
CF1＝IF1＝(fC-LO)-1/4 sig BW
CF2＝IF2＝(fC-LO)+1/4 sig BW
【００７６】
スイッチングされるＬＯを用いる本発明の実施形態において、ＩＦフィルタのエッジ効果を避けるために、ＩＦ帯域幅ＢＷＦを１チャンネルだけ延長させてもよく、これは中間チャンネルが２回スキャンされる結果をもたらす。ｎ回に分割されるＩＦ信号に対して、ＩＦスペクトルのｎ回のスキャンがこのＩＦスペクトルをカバーするために必要である。一般のＩＦフィルタ帯域幅は、１，２，３，又は４ＭＨｚである。
【００７７】
図１１を参照すると、本発明の他の実施形態による装置を示す。ミキサ６は、複数の受信データ信号を含む信号４６を受信するように構成される。これら各々は、該当キャリア周波数ｆ１〜ｆ４に中心をおいたそれぞれのＲＦ帯域幅の該当量のデータｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を伝送する。局部発振器５は、周波数ＬＯ１を中心とする狭い周波数帯域を有する局部発振信号５６を生成するように構成される。ミキサ６は、受信データ信号４６と局部発振信号５６を混合して、該当量のデータを搬送し、かつ各々該当中間周波数ＩＦａ，ＩＦｂなどを中心とする中間周波数信号を含む出力信号６７を生成する。中間周波数範囲のすべてのデータを搬送するミキサ出力信号６７は、制御可能なスイッチ(又はルーティングスイッチ)７３に供給される。このスイッチ７３は、中間周波数信号を第１のフィルタ７１又は第２のフィルタ７２に誘導(又はスイッチング)されるように制御手段７４からの信号によって制御される。本発明の実施形態において、このようなフィルタは、同一の帯域幅を有するが、これらの通過帯域は、周波数スペクトルの異なる部分に位置している。すなわち、スイッチ７３が中間周波数信号７３１をフィルタ７１に誘導する場合に、フィルタ７１は、最初の２個の受信データ信号からのデータｄ１，ｄ２を搬送する中間周波数信号のみを通過させる(すなわち、他の２個の中間周波数信号を遮断する)。その後、フィルタ信号７１８は、増幅器８によって増幅され、データｄ１，ｄ２を抽出するためにＡ/Ｄ変換器９によってサンプリングされる。本発明の特定実施形態において、このデータは、抽出されたデータから受信装置の場所又は位置を計算するように構成されたプロセッサに提供される。第２のモードで、制御部７４は、スイッチ７３が中間周波数信号７３２を第２のフィルタ７２に誘導するように制御し、第２のフィルタ７２は、データｄ３、ｄ４を搬送する中間周波数成分のみを通過させるように設定された通過帯域を有する。また、ミキサ出力がフィルタ７２を通じてルーティングされる場合に、第２のフィルタ７２からの出力７２８は増幅されてデータｄ３，ｄ４を抽出するＡ/Ｄ変換器に提供される。
【００７８】
図１２を参照すると、図１１と類似した装置を示しているが、２個の分離されたフィルタ７１，７２及びルーティングスイッチ７３の代わりに、制御手段７４によって制御される制御可能なフィルタ７０を採択した装置を示す。制御可能なフィルタ７０は、そのフィルタリング特性を制御手段７４によって変更するように制御可能である。このような本発明の実施形態において、この調整は、周波数空間で通過帯域の位置を移動させることが可能な形態を取る。本発明の他の実施形態では、通過帯域の幅は上記と同様に制御され得る。ミキサ６には、更に複数の受信信号を含む入力信号４６が提供される。各々の信号は、該当データｄ１，ｄ２，ｄ３を伝送し、該当キャリア周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を中心とする。周波数合成器５は、単一局部発振周波数ＬＯ１を生成してミキサ６に提供するように設定される。ミキサ出力６７は、中間周波数帯域のデータｄ１，ｄ２，ｄ３すべてを搬送する中間周波数信号である。制御手段７４は、フィルタ７０が、第１のモード又は実質的にデータｄ１、ｄ２を伝送する中間周波数帯域の部分のみを通過させる状態となるように適合されている。その後、データｄ１，ｄ２は、増幅器８及びサンプラー９によって抽出される。制御部７４は、制御可能なフィルタ７０が第２のモード又はデータｄ２，ｄ３を搬送する中間周波数成分のみを通過させる状態で作動するようにスイッチングされる。以後、このデータは、適合した処理手段(すなわち、増幅器８及びサンプラー９)によって抽出される。
【００７９】
図１１に示した本発明の実施形態においては、すべての受信データは、フィルタリング特性の単一スイッチングに関連した技術によって抽出される。各フィルタは、受信データの半分を通過させることができ、ただ一つの局部発振周波数だけが生成される必要があった。同様に、図１２では、すべてのデータは、制御可能なフィルタ特性の一回の変更によって抽出される。第１及び第２のモードでの特性は、その通過帯域が重なり、データｄ２が２つのモードで各々抽出可能なように構成される。
【００８０】
したがって、本発明を実施する方法においては、前述した例は多少単純化されており、特に使用されたキャリア周波数の数において単純化されている。実際には、キャリア周波数の数はさらに多く、フィルタの帯域幅もより大きい可能性がある。
【００８１】
本発明の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせの形態で実現されることができる。このような任意のソフトウェアは、例えば、削除又は再起録が可能であるか否かに関係なく、ＲＯＭなどの記憶装置のような揮発性又は非揮発性記憶装置、又は例えば、ＲＡＭ、メモリチップ、装置又は集積回路のようなメモリ、又は例えばＣＤ、ＤＶＤ、磁気ディスク又は磁気テープなどの光学的又は磁気的に読み取り可能な媒体に格納されることができる。記憶装置及び記憶媒体は、本発明の実施形態を実現する指示を含むプログラム又はプログラムを格納するのに適合した機械可読の記憶装置の実施形態である。したがって、本発明の実施形態は、本願に説明したようなシステム又は方法を実現するためのコードを含むプログラム及びこのようなプログラムを格納する機械可読記憶装置を提供する。また、このようなプログラムは、有線又は無線接続を通じて搬送される通信信号のような任意の媒体を通じて電子的に移送され、実施形態はこれと均等なことを適切に含む。
【００８２】
本願の説明及び請求項において、“含む”、“具備する”、“有する”などの単語とこれら単語の変形は“含まれるが、これに限定されない”との意味を有し、他の部分、追加、成分、併合又はステップを排除しない。
【００８３】
本願において、単数は文脈上これと異なることを要求しない限り、複数を含むことである。特に、定められない対象が使用される場合に、文脈上異なることを必要としない限り、単数と同様に複数も考慮することと理解されなければならない。
【００８４】
本発明の特定側面、実施形態、又は例と共に説明される特徴、併合、特性、複合又はグループは、それに不適合しない限り、ここに説明された他の側面、実施形態又は例に適用できることがわかる。
【００８５】
本願の説明及び請求項において、一般的に“Ｙのための（に対する）Ｘ”(Ｙは任意のアクション、動作又はステップであり、Ｘはこのアクション、動作又はステップを遂行するための任意の手段)の表現は、これに限定されず、Ｙを遂行するように設定又は適用される手段Ｘを含む。
【００８６】
以上、本発明を具体的な実施形態に関して図示及び説明したが、添付した特許請求の範囲により規定されるような本発明の精神及び範囲を外れることなく、形式や細部の様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【符号の説明】
【００８７】
ｆＬ 最低キャリア周波数
ｆＨ 最高キャリア周波数
ｆｃｎ キャリア周波数
幅ＢＷＦ 帯域
ＬＯ 局部発振信号
ＩＦ帯域 中間周波数帯域
ＲＦ帯域 無線周波数帯域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法であって、
少なくとも３個のデータ信号を受信するステップと、
前記少なくとも３個のデータ信号それぞれのデータを搬送する第１の混合信号を生成するために、前記少なくとも３個のデータ信号を第１の局部信号と混合するステップと、
前記少なくとも３個のデータ信号の第１の集合のデータを搬送する第１のフィルタリングされた信号を生成するために、前記第１の混合信号をフィルタリングするステップと、
前記第１の集合のデータ信号のデータを抽出するために前記第１のフィルタリングされた信号を処理するステップと、
前記少なくとも３個のデータ信号それぞれのデータを搬送する第２の混合信号を生成するために、前記少なくとも３個のデータ信号を第２の局部信号と混合するステップと、
前記少なくとも３個のデータ信号の第２の集合のデータを搬送する第２のフィルタリングされた信号を生成するために、前記第２の混合信号をフィルタリングするステップと、
前記第２の集合のデータ信号のデータを抽出する前記第２のフィルタリングされた信号を処理するステップと、
を具備し、
前記少なくとも３個のデータ信号は、各々のキャリア周波数を有する各搬送波を含むとともに、各々のデータを搬送するために変調されており、
前記各々のキャリア周波数は、最低キャリア周波数がｆＬで、最高キャリア周波数がｆＨであり、
前記第２の集合は前記第１の集合と異なることを特徴とする相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法。
【請求項２】
前記第１の局部信号は、第１の周波数ＬＯ１を有し、
前記第２の局部信号は、第２の周波数ＬＯ２を有し、
それぞれの前記第１及び第２の混合信号は、帯域幅ＢＷＦ(ここで、ＢＷＦ＜(ｆＨ-ｆＬ))の通過帯域を有するフィルタリング手段によってフィルタリングされ、
ＬＯ２はＬＯ１と異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の周波数ＬＯ１は、前記第１の混合信号が前記通過帯域に対応する周波数範囲の前記第１の集合のデータ信号のデータを搬送するように設定され、
前記第２の周波数ＬＯ２は、前記第２の混合信号が前記周波数範囲の前記第２の集合のデータ信号のデータを搬送するように設定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２のフィルタリングされた信号を処理するステップは、前記第１及び第２のフィルタリングされた信号を各々サンプリングレートＲ(ここで、Ｒ≧２ＢＷＦ）でサンプリングするステップをさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の局部信号の生成と第２の局部信号の生成をスイッチングするように周波数合成器又は局部発振器のうちいずれか一つを制御するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の局部信号は、同一の周波数を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の混合信号は、第１の中心周波数ＣＦ１を中心とする第１の帯域幅ＢＷＦ１(ここで、ＢＷＦ１＜(ｆＨ-ｆＬ)）を有する第１の帯域通過フィルタによってフィルタリングされ、
前記第２の混合信号は、第２の異なる中心周波数ＣＦ２を中心とする第２の帯域幅ＢＷＦ２(ここで、ＢＷＦ２＜(ｆＨ-ｆＬ)）を有する第２の帯域通過フィルタによってフィルタリングされ、
前記第２の帯域通過フィルタは、前記第１の帯域通過フィルタと異なることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の混合信号を前記第１の帯域通過フィルタと前記第２の帯域通過フィルタとの間でスイッチングしてルーティングするために、スイッチ手段を制御するステップをさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の混合信号は、各々共通の制御可能フィルタを用いてフィルタリングされ、
前記制御可能フィルタは、第１の中心周波数ＣＦ１を中心とする第１の帯域幅ＢＷＦ１(ここで、ＢＷＦ１＜(ｆＨ-ｆＬ)）を提供する第１のモードと、第２の中心周波数ＣＦ２を中心とする第２の帯域幅ＢＷＦ２(ここで、ＢＷＦ２＜(ｆＨ-ｆＬ)）を提供する第２のモードと、の間でスイッチングするように制御され、
前記方法は、前記第１のモードと第２のモードをスイッチングするように前記制御可能フィルタを制御するステップをさらに具備し、
ＣＦ２は、ＣＦ１と異なることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の帯域幅は、前記第２の帯域幅と同一であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記各データ信号は、グローバルナビゲーション衛星システムの該当宇宙船からのナビゲーション信号であり、
前記方法は、場所又は位置を決定するために前記第１及び第２の集合のデータ信号から抽出されるデータを処理するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項による方法を実現するように構成される手段を含むことを特徴とするデータ抽出装置。
【請求項１３】
前記データ信号を受信する受信アンテナと、
前記局部信号を生成するための周波数合成器と、
前記受信されたデータ信号及び前記局部信号を混合してミキサ出力信号を生成するように設定されるミキサと、
前記ミキサ出力信号をフィルタリングするように設定されるフィルタリング手段と、
前記フィルタリング手段からのフィルタリングされた信号をサンプリングするように設定されるアナログ/デジタル変換器と、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載のデータ抽出装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか１項による方法を、実行時に実現するように構成された命令を含むコンピュータプログラムを格納することを特徴とする機械可読記憶装置。
【請求項１】
相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法であって、
少なくとも３個のデータ信号を受信するステップと、
前記少なくとも３個のデータ信号それぞれのデータを搬送する第１の混合信号を生成するために、前記少なくとも３個のデータ信号を第１の局部信号と混合するステップと、
前記少なくとも３個のデータ信号の第１の集合のデータを搬送する第１のフィルタリングされた信号を生成するために、前記第１の混合信号をフィルタリングするステップと、
前記第１の集合のデータ信号のデータを抽出するために前記第１のフィルタリングされた信号を処理するステップと、
前記少なくとも３個のデータ信号それぞれのデータを搬送する第２の混合信号を生成するために、前記少なくとも３個のデータ信号を第２の局部信号と混合するステップと、
前記少なくとも３個のデータ信号の第２の集合のデータを搬送する第２のフィルタリングされた信号を生成するために、前記第２の混合信号をフィルタリングするステップと、
前記第２の集合のデータ信号のデータを抽出する前記第２のフィルタリングされた信号を処理するステップと、
を具備し、
前記少なくとも３個のデータ信号は、各々のキャリア周波数を有する各搬送波を含むとともに、各々のデータを搬送するために変調されており、
前記各々のキャリア周波数は、最低キャリア周波数がｆＬで、最高キャリア周波数がｆＨであり、
前記第２の集合は前記第１の集合と異なることを特徴とする相互に異なるキャリア周波数を有する複数のデータ信号からデータを抽出する方法。
【請求項２】
前記第１の局部信号は、第１の周波数ＬＯ１を有し、
前記第２の局部信号は、第２の周波数ＬＯ２を有し、
それぞれの前記第１及び第２の混合信号は、帯域幅ＢＷＦ(ここで、ＢＷＦ＜(ｆＨ-ｆＬ))の通過帯域を有するフィルタリング手段によってフィルタリングされ、
ＬＯ２はＬＯ１と異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の周波数ＬＯ１は、前記第１の混合信号が前記通過帯域に対応する周波数範囲の前記第１の集合のデータ信号のデータを搬送するように設定され、
前記第２の周波数ＬＯ２は、前記第２の混合信号が前記周波数範囲の前記第２の集合のデータ信号のデータを搬送するように設定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１及び第２のフィルタリングされた信号を処理するステップは、前記第１及び第２のフィルタリングされた信号を各々サンプリングレートＲ(ここで、Ｒ≧２ＢＷＦ）でサンプリングするステップをさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の局部信号の生成と第２の局部信号の生成をスイッチングするように周波数合成器又は局部発振器のうちいずれか一つを制御するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の局部信号は、同一の周波数を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の混合信号は、第１の中心周波数ＣＦ１を中心とする第１の帯域幅ＢＷＦ１(ここで、ＢＷＦ１＜(ｆＨ-ｆＬ)）を有する第１の帯域通過フィルタによってフィルタリングされ、
前記第２の混合信号は、第２の異なる中心周波数ＣＦ２を中心とする第２の帯域幅ＢＷＦ２(ここで、ＢＷＦ２＜(ｆＨ-ｆＬ)）を有する第２の帯域通過フィルタによってフィルタリングされ、
前記第２の帯域通過フィルタは、前記第１の帯域通過フィルタと異なることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の混合信号を前記第１の帯域通過フィルタと前記第２の帯域通過フィルタとの間でスイッチングしてルーティングするために、スイッチ手段を制御するステップをさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の混合信号は、各々共通の制御可能フィルタを用いてフィルタリングされ、
前記制御可能フィルタは、第１の中心周波数ＣＦ１を中心とする第１の帯域幅ＢＷＦ１(ここで、ＢＷＦ１＜(ｆＨ-ｆＬ)）を提供する第１のモードと、第２の中心周波数ＣＦ２を中心とする第２の帯域幅ＢＷＦ２(ここで、ＢＷＦ２＜(ｆＨ-ｆＬ)）を提供する第２のモードと、の間でスイッチングするように制御され、
前記方法は、前記第１のモードと第２のモードをスイッチングするように前記制御可能フィルタを制御するステップをさらに具備し、
ＣＦ２は、ＣＦ１と異なることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の帯域幅は、前記第２の帯域幅と同一であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記各データ信号は、グローバルナビゲーション衛星システムの該当宇宙船からのナビゲーション信号であり、
前記方法は、場所又は位置を決定するために前記第１及び第２の集合のデータ信号から抽出されるデータを処理するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項による方法を実現するように構成される手段を含むことを特徴とするデータ抽出装置。
【請求項１３】
前記データ信号を受信する受信アンテナと、
前記局部信号を生成するための周波数合成器と、
前記受信されたデータ信号及び前記局部信号を混合してミキサ出力信号を生成するように設定されるミキサと、
前記ミキサ出力信号をフィルタリングするように設定されるフィルタリング手段と、
前記フィルタリング手段からのフィルタリングされた信号をサンプリングするように設定されるアナログ/デジタル変換器と、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載のデータ抽出装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか１項による方法を、実行時に実現するように構成された命令を含むコンピュータプログラムを格納することを特徴とする機械可読記憶装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１７８３３８（Ｐ２０１０−１７８３３８Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４５１（Ｐ２０１０−１５４５１）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＭＳＵＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ ４４２−７４２（ＫＲ）
【Ｆターム（参考）】
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