信号プロセッサを有するナビゲーションシステム
【課題】複数の衛星信号を処理する信号プロセッサを開示する。
【解決手段】信号プロセッサは、複数の基準Ｃ／Ａ（coarse acquisition）コードと複数の第１衛星信号との間の複数の相関に従って、複数の第１衛星信号から追跡情報を同期的に取得するように動作可能な複数の取得チャンネルを含んでいる。前記信号プロセッサは、前記取得チャンネルに結合され、かつ前記取得チャンネルに対して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように動作可能な複数のコード生成器をさらに含んでいる。
【解決手段】信号プロセッサは、複数の基準Ｃ／Ａ（coarse acquisition）コードと複数の第１衛星信号との間の複数の相関に従って、複数の第１衛星信号から追跡情報を同期的に取得するように動作可能な複数の取得チャンネルを含んでいる。前記信号プロセッサは、前記取得チャンネルに結合され、かつ前記取得チャンネルに対して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように動作可能な複数のコード生成器をさらに含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星ナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、その発明の名称を「Satellite Navigation System with a Base-Band Signal Processor」と称し、２００９年１月２１日に提出された米国仮特許出願第６１／２０５，５２６号の優先権を主張し、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００３】
一般的に、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機のような衛星ナビゲーションシステムを使用することにより、様々な衛星から衛星信号を受信するとともに、衛星信号を処理することができる。衛星ナビゲーションシステムに含まれるベースバンド信号プロセッサは、使用可能な衛星信号から追跡情報を取得するとともに、追跡情報に従って対応する衛星を追跡することができる。図１は、従来のベースバンド信号プロセッサを有する衛星ナビゲーションシステム１００のブロック図を例示している。図１に示されているように、衛星ナビゲーションシステム１００は、様々な衛星からアンテナ１０２を経由して衛星信号を受信し、かつ衛星信号の周波数をＲＦから中間周波数に変換する無線周波数（ＲＦ）フロントエンド１０４を含んでいる。アナログ−デジタル変換器１０６は、予め決定されたサンプリング周波数で衛星信号をデジタル化するとともに、ベースバンド信号プロセッサ１２０内の取得モジュール１３０に対してデジタル衛星信号（ベースバンド信号とも呼ばれる）を生成することができる。取得モジュール１３０は、複数の取得チャンネルを含むことにより、ベースバンド信号から追跡情報を取得することができる。複数の追跡チャンネルを含む追跡モジュール１５０は、取得モジュール１３０から追跡情報を受信し、追跡情報に従って対応する衛星を追跡するとともに、ナビゲーション情報を出力することができる。ナビゲーションデータ計算器１０８および位置計算器１１０は、追跡モジュール１５０からのナビゲーション情報に従って衛星ナビゲーションシステム１００の位置を計算することができる。
【０００４】
ベースバンド信号プロセッサ１２０において、取得チャンネルおよび追跡チャンネルは、衛星信号で使用されるローカルキャリアコード（local carrier code）およびＣ／Ａ（coarse acquisition）コードを生成可能な単一のコード生成器１４０を共有し得る。コード生成器１４０は、ある時間において、１つだけの取得チャンネル、または１つだけの追跡チャンネルとともに動作し得る。各取得チャンネルおよび各追跡チャンネルは、動作中、コード生成器を必要とするため、取得チャンネルおよび追跡チャンネルは、同期的に動作し得ない。さらに、衛星のセットは各取得チャンネルに対して固定されるとともに、各取得チャンネルは、固定された衛星のセットからの衛星信号出力から追跡情報を取得する。同様に、各追跡チャンネルによって追跡される衛星は、固定されるとともに、衛星ナビゲーションシステム１００の動作中、調整されず、さらにシステムの効率および柔軟性を低下し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、複数の衛星信号を処理する信号プロセッサが開示される。信号プロセッサは、複数の基準（reference）Ｃ／Ａコードと複数の第１衛星信号との間の複数の相関に従って、複数の第１衛星信号から追跡情報を同期的に取得するように動作可能な複数の取得チャンネルを含んでいる。前記信号プロセッサは、前記取得チャンネルに結合され、かつ前記取得チャンネルに対して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように動作可能な複数のコード生成器をさらに含んでいる。
【０００６】
主張される本発明の主題の特徴および利点は、添付の図面（同じ参照符号は同じ部分を表している）を参照しながら、以下に続く発明の詳細な説明により明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来のベースバンド信号プロセッサを有する衛星ナビゲーションシステムを例示するブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による、ベースバンド信号プロセッサを有する衛星ナビゲーションシステムを例示するブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による、取得チャンネルを例示するブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による、ベースバンド信号プロセッサによって実行される動作を例示するフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による、取得チャンネルによって実行される動作を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施形態に関して詳細に参照する。本発明は、これらの実施形態と併せて説明されるが、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図していないことが理解される。一方、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の趣旨および範囲内に含まれ得る代替物、変更物、および等価物を包含することを意図している。
【０００９】
さらに、後述する本発明の詳細な記載において、多数の具体的な詳細を説明することにより、本発明についての完全な理解を提供する。しかし、本発明がこれらの具体的な詳細なしで実施され得ることは当業者に理解される。他の例において、周知の方法、手続き、コンポーネント、および回路は、本発明の態様を不必要に曖昧にしないよう詳細に記載しない。
【００１０】
一実施形態において、本発明は、ベースバンド信号プロセッサを有する衛星ナビゲーションシステムを提供する。そのような一実施形態では、ベースバンド信号プロセッサにおいて、使用可能な取得チャンネルが選択されることにより、受信した衛星信号から追跡情報を取得することができる。使用可能な追跡チャンネルが選択されることにより、取得チャンネルからの追跡情報出力に基づいて対応する衛星を追跡することができる。使用可能なコード生成器が選択されることにより、選択された取得チャンネルおよび追跡チャンネルに対して、ローカルキャリアコードおよび基準Ｃ／Ａコードを生成することができる。
【００１１】
各衛星は、ナビゲーションメッセージを特有なＣ／Ａコードに変調することができる。Ｃ／Ａコードは、標準的な擬似ランダムノイズコードであることが可能である。衛星は、ナビゲーションメッセージを有するＣ／Ａコードをローカルキャリアコードに変調することができる。ナビゲーションメッセージおよびＣ／Ａコードを伝播するローカルキャリアコードは、衛星信号としてみなすことができる。衛星は、衛星信号を地球に送信することができる。衛星は、同じローカルキャリアコードを使用することにより、ナビゲーションメッセージを伝播する。衛星信号の周波数は、ローカルキャリアコードの周波数と同じである。したがって、複数の衛星信号は、１つの衛星信号に自動的にマージすることができる。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態による、信号プロセッサ、たとえばベースバンド信号プロセッサ２２０を有するナビゲーションシステム２００のブロック図を例示している。一実施形態において、ナビゲーションシステム２００は、衛星ナビゲーションシステムである。ベースバンド信号プロセッサ２２０は、取得モジュール２３０、コード生成器プール２４０、追跡モジュール２５０、および構成器２６０を含むことができる。取得モジュール２３０は、複数の取得（ＡＣＱ）チャンネルを含んでいる。追跡モジュール２５０は、複数の追跡チャンネルを含んでいる。
【００１３】
無線周波数（ＲＦ）フロントエンド２０４は、衛星信号を受信するとともに、衛星信号の周波数をRFから中間周波数（ＩＦ）に変換することができる。アナログ−デジタル変換器２０６は、予め決定されたサンプリング周波数で衛星信号をデジタル化するとともに、ベースバンド信号プロセッサ２２０に対して、デジタル衛星信号（ベースバンド信号と呼ばれる）を生成することができる。
【００１４】
構成器２６０は、取得モジュール２３０内の使用可能な取得（ＡＣＱ）チャンネルのセットを選択することにより、ベースバンド信号を受信することができる。さらに、構成器２６０は、衛星のセットを選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。選択された各ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関に従って、ベースバンド信号に含まれる衛星信号から追跡情報を取得することができる。構成器２６０は、コード生成器プール２４０内の複数の使用可能なコード生成器をさらに選択することができる。選択された各コード生成器は、選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。
【００１５】
ＡＣＱチャンネルが動作を開始した場合、ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関するローカルキャリアコードおよび基準Ｃ／Ａコードを生成するように、対応するコード生成器に指示することができる。基準Ｃ／Ａコードは、初期位相（initial phase）を有している。ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算することによって、割り当てられた衛星からの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかを判定することができる
【００１６】
より具体的には、ＡＣＱチャンネルが、コード生成器から基準Ｃ／Ａコードを受信した場合、ＡＣＱチャンネルは、基準Ｃ／Ａコードの初期位相を複数の予め決定された値で複数回シフトするとともに、予め決定された値だけ初期位相からシフトされた位相を有する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算することができる。
【００１７】
複数の相関のうち最大値が予め決定された閾値よりも高い場合、衛星からの衛星信号出力は、ベースバンド信号に含まれていると判定することができる。ＡＣＱチャンネルは、基準Ｃ／Ａコードに従って、衛星信号から追跡情報を取得することができる。追跡情報は、限定するわけはないが、識別（identification）、ドップラー周波数シフト情報、およびＣ／Ａコード位相シフト情報を含むことができる。
【００１８】
ＡＣＱチャンネルが衛星信号からの追跡情報を得た場合、構成器２６０は、追跡モジュール２５０内の使用可能な追跡チャンネルのセットを選択することによって、ＡＣＱチャンネルから追跡情報を受信することができる。一実施形態において、１つの追跡チャンネルは、ＡＣＱチャンネルから衛星信号に関する追跡情報を受信するとともに、追跡情報に従って対応する衛星を追跡するように構成することができる。別の実施形態において、安定性の向上のために、複数の追跡チャンネルは、同じ衛星信号に関する追跡情報を受信するとともに、追跡情報に従って同じ衛星を追跡することができる。構成器２６０はさらに、コード生成器プール２４０内の複数の使用可能なコード生成器を選択するとともに、選択された各コード生成器を各追跡チャンネルに割り当てることができる。
【００１９】
追跡チャンネルが衛星信号に関する追跡情報を受信した場合、追跡チャンネルは、追跡情報からドップラー周波数シフト情報およびＣ／Ａコード位相シフト情報を取得することができる。コード生成器は、ドップラー周波数シフト情報およびＣ／Ａコード位相シフト情報に従って、Ｃ／Ａコードおよびローカルキャリアコードを生成することができる。追跡チャンネルは、追跡情報、Ｃ／Ａコード、およびローカルキャリアコードに従って、対応する衛星を追跡するとともに、ナビゲーション情報を得ることができる。
【００２０】
さらに、ＡＣＱ／追跡チャンネルがその動作を終了した場合、対応するコード生成器は、他のＡＣＱ／追跡チャンネルに対して使用可能となる。
【００２１】
衛星ナビゲーションシステム２００は、ナビゲーションプロセッサ２０８をさらに含むことにより、追跡チャンネルからのナビゲーション情報出力に従って、衛星ナビゲーションシステム２００の位置を計算することができる。
【００２２】
好ましくは、独立したコード生成器は、選択された各ＡＣＱチャンネルおよび追跡チャンネルに割り当てられているため、選択されたＡＣＱチャンネルおよび追跡チャンネルは、同時に動作することができる。さらに、選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てられた衛星は、固定されず、かつ現在の状態に基づいて調整することができる。したがって、ベースバンド信号プロセッサ２２０は、効率および柔軟性の向上を実現することができる。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態による、取得（ＡＣＱ）チャンネル３００、たとえば図２の取得モジュール２３０内のＡＣＱチャンネルのうち１つのＡＣＱチャンネルのブロック図を例示している。図３は、図２と併せて説明される。
【００２４】
一実施形態において、ＡＣＱチャンネル３００は、予め決定された数の相関コア３３１０〜３３１Ｎを含むことにより、初期位相から連続してシフトされた位相を有する入力Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算する。一実施形態において、Ｃ／Ａコードは、周期的な信号であるとともに、Ｃ／Ａコードの１周期は、１０２３個の小片（chip）を含むことができる。Ｃ／Ａコードの初期位相は、１周期の開始であることが可能である。ＡＣＱチャンネル３００は、複数の位相シフタ３３５１〜３３５Ｎをさらに含むことにより、予め決定された値だけ入力Ｃ／Ａコードの位相をシフトする。
【００２５】
ＡＣＱチャンネル３００がベースバンド信号を受信した場合、ＡＣＱチャンネル３００は、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関に従って、ベースバンド信号に含まれた複数の衛星信号から追跡情報を取得する。
【００２６】
割り当てられた各衛星に関して、ＡＣＱチャンネル３００は、初期位相を有する、衛星の基準Ｃ／Ａコードを生成し、かつローカルキャリアコードを生成するように、コード生成器プール２４０内のコード生成器の１つである対応するコード生成器に指示することができる。ローカルキャリアコードは、各相関コアに入力することができる。さらに、初期位相を有する基準Ｃ／Ａコードは、相関コア３３１０および位相シフタ３３５１に入力することができる。
【００２７】
一実施形態において、第一位相シフタ３３５１は、Ｃ／Ａコードの初期位相を第１所定値Ｐ１だけシフトするとともに、初期位相に対してＰ１の位相シフトを有するＣ／Ａコードを相関コア３３１１に出力することができる。第２位相シフタ３３５２は、第１位相シフタ３３５１からのＣ／Ａコードの位相を、第２所定値Ｐ２だけシフトするとともに、初期位相に対して（Ｐ１＋Ｐ２）の位相シフトを有するＣ／Ａコードを相関コア３３１２に出力することができる。同様に、位相シフタ３３５Ｋ（２＜Ｋ≦Ｎ）は、以前の位相シフタ３３５（Ｋ−１）からのＣ／Ａコードの位相を、Ｋ番目の所定値ＰＫだけシフトするとともに、初期位相に対して（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋ＰＫ）の位相シフトを有するＣ／Ａコードを対応する相関コア３３１Ｋに出力することができる。
【００２８】
たとえば、第１位相シフタ３３５１は、Ｃ／Ａコードの初期位相を１／Ｍの小片によりシフトするとともに、初期位相に対して１／Ｍの小片の位相シフトを有するＣ／Ａコードを相関コア３３１１に出力することができる。第２位相シフタ３３５２は、第１位相シフタ３３５１からのＣ／Ａコード出力の位相を１／Ｍの小片によりシフトするとともに、初期位相に対して２／Ｍの小片の位相シフトを有するＣ／Ａコードを相関コア３３１２に出力する。同様に、位相シフタ３３５Ｋ（２＜Ｋ≦Ｎ）は、以前の位相シフタ３３５(Ｋ−１)からのＣ／Ａコード出力の位相を１／Ｍの小片によりシフトするとともに、初期位相に対してＫ／Ｍの小片の位相シフトを有するＣ／Ａコードを対応する相関コア３３１Ｋに出力することができる。
【００２９】
したがって、各相関コア３３１Ｋ（０＜Ｋ≦Ｎ）は、ベースバンド信号、対応するＣ／Ａコード、およびローカルキャリアコードを乗算することによって、（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋ＰＫ）の位相シフトを有する対応するＣ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算するとともに、相関結果を得ることができる。
【００３０】
保存ユニット３３７は、相関コア３３１０〜３３１Ｎの相関結果を保存するために使用することができる。一実施形態において、検索ユニット３３９は、保存ユニット３３７から相関結果をフェッチするとともに、複数の相関結果から最大の相関結果を選択することができる。最大の相関結果が予め決定された閾値を超過した場合、衛星からの対応する衛星信号出力はベースバンド信号に含まれていると判定することができる。次に、ＡＣＱチャンネル３００は、一実施形態において、最大の相関結果に従って、衛星信号に関する識別、ドップラー周波数シフト情報、およびＣ／Ａコード位相シフト情報を含む追跡情報を得ることができる。最大の相関結果が予め決定された閾値を超過しなかった場合、対応する衛星はベースバンド信号に含まれていないと判定することができる。
【００３１】
割り当てられた衛星のうち１つからの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかを判定した後、ＡＣＱチャンネル３００は、割り当てられた衛星のうち次の１つからの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかの判定を継続する。割り当てられた衛星の全てからの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかを判定した後、ＡＣＱチャンネル３００は、さらなる処理のために、ベースバンド信号に含まれる衛星信号から追跡情報を取得するとともに、追跡モジュール２５０に出力する。
【００３２】
図４は、本発明の一実施形態による、ベースバンド信号プロセッサ、たとえば図２のベースバンド信号プロセッサ２２０によって実行される動作のフローチャート４００を例示している。図４は、図２と併せて説明される。
【００３３】
ベースバンド信号がベースバンド信号プロセッサ２２０に入力された場合、ブロック４０２で、構成器２６０は、取得モジュール２３０内の使用可能な取得(ＡＣＱ)チャンネルのセットを選択することにより、ベースバンド信号を受信することができる。ブロック４０４で、構成器２６０は、１つ以上の衛星を各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。ブロック４０６で、構成器２６０は、コード生成器プール２４０内の複数の使用可能なコード生成器を選択するとともに、選択された各コード生成器を選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。選択されたコード生成器は、選択されたＡＣＱチャンネルに対して、初期位相を有する、割り当てられた衛星の基準Ｃ／Ａコードを生成することができる。
【００３４】
ブロック４０８で、各ＡＣＱチャンネルは、基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算することができる。ブロック４１０で、選択された各ＡＣＱチャンネルは、計算された相関に従って、割り当てられた衛星からの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかを判定することができる。ブロック４１２で、ＡＣＱチャンネルは、ベースバンド信号に含まれている衛星信号から追跡情報を取得する。追跡情報は、限定するわけではないが、衛星信号に関する識別、ドップラー周波数シフト情報、およびＣ／Ａコードの位相シフト情報を含むことができる。
【００３５】
ブロック４１４で、構成器２６０は、追跡モジュール２５０内の複数の使用可能な追跡チャンネルを選択することによって、ＡＣＱチャンネルによって取得された衛星信号から取得された追跡情報に従って、対応する衛星を追跡することができる。一実施形態において、１つの追跡チャンネルは、１つの衛星信号から取得された追跡情報に従って、１つの衛星を追跡することができる。別の実施形態において、安定性の向上のために、複数の追跡チャンネルは、同じ衛星信号から取得された追跡情報に従って同じ衛星を追跡することができる。ブロック４１６で、コード生成器プール２４０内の使用可能なコード生成器が選択されることによって、対応する衛星を追跡するために使用可能な追跡チャンネルに対して、衛星信号から取得された追跡情報に従って基準Ｃ／Ａコードを生成することができる。
【００３６】
図５は、本発明の一実施形態による、ＡＣＱチャンネル、たとえば図３のＡＣＱチャンネル３００によって実行される動作のフローチャート５００を例示している。図５は、図３と併せて説明される。ベースバンド信号がＡＣＱチャンネル３００に入力された場合、ＡＣＱチャンネル３００は、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関に従って、ベースバンド信号に含まれる複数の衛星信号からの追跡情報の取得を開始することができる。
【００３７】
ブロック５０２で、ＡＣＱチャンネル３００は、割り当てられた複数の衛星から１つの衛星を選択することができる。ブロック５０４で、コード生成器は、初期位相を有する、選択された衛星の基準Ｃ／Ａコードを生成することができる。ブロック５０６で、基準Ｃ／Ａコードの初期位相は、複数の予め決定された値だけシフトすることができる。初期位相から予め決定された値だけシフトされた位相を有するＣ／Ａコードは、相関コア３３１０〜３３１Ｎに入力することができる。一実施形態において、基準Ｃ／Ａコードの初期位相は、各相関コア３３１Ｋ（０＜Ｋ≦ｎ）に対してＫ／Ｍの小片によりシフトすることができるとともに、Ｋ／Ｍの小片の位相シフトを有するＣ／Ａコードは、対応する相関コア３３１Ｋに入力することができる。
【００３８】
ブロック５０８で、各相関コアは、予め決定された値のうち対応する１つの値だけ初期位相からシフトされた位相を有する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関値を計算することができる。
【００３９】
ブロック５１０で、相関コア３３１０〜３３１Ｎによって計算された相関値のうちの最大値を選択することができる。一実施形態において、相関コア３３１０〜３３１Ｎは、計算された相関値を保存ユニット３３７に送信することができる。検索ユニット３３９は、保存ユニット３３７から相関値をフェッチするとともに、フェッチされた値から最大値を選択することができる。ブロック５１２で、最大値(ＶＭＡＸ)が、予め決定された閾値(ＶＰＲＥ)を超過した場合、ブロック５１４で、選択された衛星からの衛星信号出力は、ベースバンド信号に含まれていると判定される。ブロック５１６で、ＡＣＱチャンネル３００は、限定するわけではないが、衛星信号に関する識別、ドップラー周波数シフト情報、およびＣ／Ａコードの位相シフト情報を含む追跡情報を取得することができる。ブロック５１２で、最大値(ＶＭＡＸ)が予め決定された閾値(ＶＰＲＥ)を超過しなかった場合、ブロック５１８で、選択された衛星からの衛星信号出力は、ベースバンド信号に含まれていないと判定される。ブロック５２０で、割り当てられた衛星の全てが選択された場合、ブロック５２２で、ＡＣＱチャンネル３００は、さらなる動作のため、衛星信号から取得された追跡情報を出力することができる。そうでない場合、フローチャート５００はブロック５０２に戻ることによって、割り当てられた衛星から次の衛星を選択する。
【００４０】
したがって、本発明による実施形態は、ベースバンド信号プロセッサ２２０を有するナビゲーションシステムを提供する。ベースバンド信号プロセッサ２２０において、複数の取得（ＡＣＱ）チャンネルおよび複数の追跡チャンネルは、複数のコード生成器を共用することができる。ベースバンド信号プロセッサ２２０が複数の衛星信号を含むベースバンド信号を受信した場合、使用可能なＡＣＱチャンネルのセットが選択されることによって、ベースバンド信号を受信することができる。さらに、１つ以上の衛星は、選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。それに加えて、コード生成器プール内の使用可能なコード生成器を選択するとともに、選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードを生成するように、コード生成器に指示することができる。選択された各ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関に従って、ベースバンド信号に含まれる衛星信号から追跡情報を取得することができる。ＡＣＱチャンネルが衛星信号から追跡情報取得した場合、追跡モジュール内の使用可能な追跡チャンネルが選択が選択されることによって、ＡＣＱチャンネルから追跡情報を受信するとともに、追跡情報に従って対応する衛星を追跡することができる。
【００４１】
好ましくは、独立したコード生成器が、選択された各ＡＣＱチャンネルおよび追跡チャンネルに割り当てられるため、選択されたＡＣＱチャンネルおよび追跡チャンネルは、 同時に動作することができる。さらに、選択された各ACQチャンネルに割り当てられた衛星は固定されず、かつ現在の状態に基づいて調整することができる。したがって、ベースバンド信号プロセッサ２２０は、効率および柔軟性の向上を実現することができる。
【００４２】
本明細書において実施形態を記載したが、それらは、本発明を利用する複数の実施形態の一部に過ぎず、かつ限定ではなく例示の目的で説明される。当業者にとっては自明な他の多くの実施形態が、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲から実質的に逸脱せずに成され得ることが可能であることは明らかである。さらに、本発明のエレメントは、単数のものとして記載または主張され得るが、単数であることの限定が明白に記載されていない限り、複数のものが意図されている。
【符号の説明】
【００４３】
２００ ナビゲーションシステム
２０４ 無線周波数フロントエンド
２０６ アナログ−デジタル変換器
２０８ ナビゲーションプロセッサ
２２０ ベースバンド信号プロセッサ
２３０ 取得モジュール
２４０ コード生成器プール
２５０ 追跡モジュール
２６０ 構成器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星ナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、その発明の名称を「Satellite Navigation System with a Base-Band Signal Processor」と称し、２００９年１月２１日に提出された米国仮特許出願第６１／２０５，５２６号の優先権を主張し、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００３】
一般的に、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機のような衛星ナビゲーションシステムを使用することにより、様々な衛星から衛星信号を受信するとともに、衛星信号を処理することができる。衛星ナビゲーションシステムに含まれるベースバンド信号プロセッサは、使用可能な衛星信号から追跡情報を取得するとともに、追跡情報に従って対応する衛星を追跡することができる。図１は、従来のベースバンド信号プロセッサを有する衛星ナビゲーションシステム１００のブロック図を例示している。図１に示されているように、衛星ナビゲーションシステム１００は、様々な衛星からアンテナ１０２を経由して衛星信号を受信し、かつ衛星信号の周波数をＲＦから中間周波数に変換する無線周波数（ＲＦ）フロントエンド１０４を含んでいる。アナログ−デジタル変換器１０６は、予め決定されたサンプリング周波数で衛星信号をデジタル化するとともに、ベースバンド信号プロセッサ１２０内の取得モジュール１３０に対してデジタル衛星信号（ベースバンド信号とも呼ばれる）を生成することができる。取得モジュール１３０は、複数の取得チャンネルを含むことにより、ベースバンド信号から追跡情報を取得することができる。複数の追跡チャンネルを含む追跡モジュール１５０は、取得モジュール１３０から追跡情報を受信し、追跡情報に従って対応する衛星を追跡するとともに、ナビゲーション情報を出力することができる。ナビゲーションデータ計算器１０８および位置計算器１１０は、追跡モジュール１５０からのナビゲーション情報に従って衛星ナビゲーションシステム１００の位置を計算することができる。
【０００４】
ベースバンド信号プロセッサ１２０において、取得チャンネルおよび追跡チャンネルは、衛星信号で使用されるローカルキャリアコード（local carrier code）およびＣ／Ａ（coarse acquisition）コードを生成可能な単一のコード生成器１４０を共有し得る。コード生成器１４０は、ある時間において、１つだけの取得チャンネル、または１つだけの追跡チャンネルとともに動作し得る。各取得チャンネルおよび各追跡チャンネルは、動作中、コード生成器を必要とするため、取得チャンネルおよび追跡チャンネルは、同期的に動作し得ない。さらに、衛星のセットは各取得チャンネルに対して固定されるとともに、各取得チャンネルは、固定された衛星のセットからの衛星信号出力から追跡情報を取得する。同様に、各追跡チャンネルによって追跡される衛星は、固定されるとともに、衛星ナビゲーションシステム１００の動作中、調整されず、さらにシステムの効率および柔軟性を低下し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、複数の衛星信号を処理する信号プロセッサが開示される。信号プロセッサは、複数の基準（reference）Ｃ／Ａコードと複数の第１衛星信号との間の複数の相関に従って、複数の第１衛星信号から追跡情報を同期的に取得するように動作可能な複数の取得チャンネルを含んでいる。前記信号プロセッサは、前記取得チャンネルに結合され、かつ前記取得チャンネルに対して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように動作可能な複数のコード生成器をさらに含んでいる。
【０００６】
主張される本発明の主題の特徴および利点は、添付の図面（同じ参照符号は同じ部分を表している）を参照しながら、以下に続く発明の詳細な説明により明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来のベースバンド信号プロセッサを有する衛星ナビゲーションシステムを例示するブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による、ベースバンド信号プロセッサを有する衛星ナビゲーションシステムを例示するブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による、取得チャンネルを例示するブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による、ベースバンド信号プロセッサによって実行される動作を例示するフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による、取得チャンネルによって実行される動作を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施形態に関して詳細に参照する。本発明は、これらの実施形態と併せて説明されるが、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図していないことが理解される。一方、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の趣旨および範囲内に含まれ得る代替物、変更物、および等価物を包含することを意図している。
【０００９】
さらに、後述する本発明の詳細な記載において、多数の具体的な詳細を説明することにより、本発明についての完全な理解を提供する。しかし、本発明がこれらの具体的な詳細なしで実施され得ることは当業者に理解される。他の例において、周知の方法、手続き、コンポーネント、および回路は、本発明の態様を不必要に曖昧にしないよう詳細に記載しない。
【００１０】
一実施形態において、本発明は、ベースバンド信号プロセッサを有する衛星ナビゲーションシステムを提供する。そのような一実施形態では、ベースバンド信号プロセッサにおいて、使用可能な取得チャンネルが選択されることにより、受信した衛星信号から追跡情報を取得することができる。使用可能な追跡チャンネルが選択されることにより、取得チャンネルからの追跡情報出力に基づいて対応する衛星を追跡することができる。使用可能なコード生成器が選択されることにより、選択された取得チャンネルおよび追跡チャンネルに対して、ローカルキャリアコードおよび基準Ｃ／Ａコードを生成することができる。
【００１１】
各衛星は、ナビゲーションメッセージを特有なＣ／Ａコードに変調することができる。Ｃ／Ａコードは、標準的な擬似ランダムノイズコードであることが可能である。衛星は、ナビゲーションメッセージを有するＣ／Ａコードをローカルキャリアコードに変調することができる。ナビゲーションメッセージおよびＣ／Ａコードを伝播するローカルキャリアコードは、衛星信号としてみなすことができる。衛星は、衛星信号を地球に送信することができる。衛星は、同じローカルキャリアコードを使用することにより、ナビゲーションメッセージを伝播する。衛星信号の周波数は、ローカルキャリアコードの周波数と同じである。したがって、複数の衛星信号は、１つの衛星信号に自動的にマージすることができる。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態による、信号プロセッサ、たとえばベースバンド信号プロセッサ２２０を有するナビゲーションシステム２００のブロック図を例示している。一実施形態において、ナビゲーションシステム２００は、衛星ナビゲーションシステムである。ベースバンド信号プロセッサ２２０は、取得モジュール２３０、コード生成器プール２４０、追跡モジュール２５０、および構成器２６０を含むことができる。取得モジュール２３０は、複数の取得（ＡＣＱ）チャンネルを含んでいる。追跡モジュール２５０は、複数の追跡チャンネルを含んでいる。
【００１３】
無線周波数（ＲＦ）フロントエンド２０４は、衛星信号を受信するとともに、衛星信号の周波数をRFから中間周波数（ＩＦ）に変換することができる。アナログ−デジタル変換器２０６は、予め決定されたサンプリング周波数で衛星信号をデジタル化するとともに、ベースバンド信号プロセッサ２２０に対して、デジタル衛星信号（ベースバンド信号と呼ばれる）を生成することができる。
【００１４】
構成器２６０は、取得モジュール２３０内の使用可能な取得（ＡＣＱ）チャンネルのセットを選択することにより、ベースバンド信号を受信することができる。さらに、構成器２６０は、衛星のセットを選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。選択された各ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関に従って、ベースバンド信号に含まれる衛星信号から追跡情報を取得することができる。構成器２６０は、コード生成器プール２４０内の複数の使用可能なコード生成器をさらに選択することができる。選択された各コード生成器は、選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。
【００１５】
ＡＣＱチャンネルが動作を開始した場合、ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関するローカルキャリアコードおよび基準Ｃ／Ａコードを生成するように、対応するコード生成器に指示することができる。基準Ｃ／Ａコードは、初期位相（initial phase）を有している。ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算することによって、割り当てられた衛星からの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかを判定することができる
【００１６】
より具体的には、ＡＣＱチャンネルが、コード生成器から基準Ｃ／Ａコードを受信した場合、ＡＣＱチャンネルは、基準Ｃ／Ａコードの初期位相を複数の予め決定された値で複数回シフトするとともに、予め決定された値だけ初期位相からシフトされた位相を有する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算することができる。
【００１７】
複数の相関のうち最大値が予め決定された閾値よりも高い場合、衛星からの衛星信号出力は、ベースバンド信号に含まれていると判定することができる。ＡＣＱチャンネルは、基準Ｃ／Ａコードに従って、衛星信号から追跡情報を取得することができる。追跡情報は、限定するわけはないが、識別（identification）、ドップラー周波数シフト情報、およびＣ／Ａコード位相シフト情報を含むことができる。
【００１８】
ＡＣＱチャンネルが衛星信号からの追跡情報を得た場合、構成器２６０は、追跡モジュール２５０内の使用可能な追跡チャンネルのセットを選択することによって、ＡＣＱチャンネルから追跡情報を受信することができる。一実施形態において、１つの追跡チャンネルは、ＡＣＱチャンネルから衛星信号に関する追跡情報を受信するとともに、追跡情報に従って対応する衛星を追跡するように構成することができる。別の実施形態において、安定性の向上のために、複数の追跡チャンネルは、同じ衛星信号に関する追跡情報を受信するとともに、追跡情報に従って同じ衛星を追跡することができる。構成器２６０はさらに、コード生成器プール２４０内の複数の使用可能なコード生成器を選択するとともに、選択された各コード生成器を各追跡チャンネルに割り当てることができる。
【００１９】
追跡チャンネルが衛星信号に関する追跡情報を受信した場合、追跡チャンネルは、追跡情報からドップラー周波数シフト情報およびＣ／Ａコード位相シフト情報を取得することができる。コード生成器は、ドップラー周波数シフト情報およびＣ／Ａコード位相シフト情報に従って、Ｃ／Ａコードおよびローカルキャリアコードを生成することができる。追跡チャンネルは、追跡情報、Ｃ／Ａコード、およびローカルキャリアコードに従って、対応する衛星を追跡するとともに、ナビゲーション情報を得ることができる。
【００２０】
さらに、ＡＣＱ／追跡チャンネルがその動作を終了した場合、対応するコード生成器は、他のＡＣＱ／追跡チャンネルに対して使用可能となる。
【００２１】
衛星ナビゲーションシステム２００は、ナビゲーションプロセッサ２０８をさらに含むことにより、追跡チャンネルからのナビゲーション情報出力に従って、衛星ナビゲーションシステム２００の位置を計算することができる。
【００２２】
好ましくは、独立したコード生成器は、選択された各ＡＣＱチャンネルおよび追跡チャンネルに割り当てられているため、選択されたＡＣＱチャンネルおよび追跡チャンネルは、同時に動作することができる。さらに、選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てられた衛星は、固定されず、かつ現在の状態に基づいて調整することができる。したがって、ベースバンド信号プロセッサ２２０は、効率および柔軟性の向上を実現することができる。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態による、取得（ＡＣＱ）チャンネル３００、たとえば図２の取得モジュール２３０内のＡＣＱチャンネルのうち１つのＡＣＱチャンネルのブロック図を例示している。図３は、図２と併せて説明される。
【００２４】
一実施形態において、ＡＣＱチャンネル３００は、予め決定された数の相関コア３３１０〜３３１Ｎを含むことにより、初期位相から連続してシフトされた位相を有する入力Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算する。一実施形態において、Ｃ／Ａコードは、周期的な信号であるとともに、Ｃ／Ａコードの１周期は、１０２３個の小片（chip）を含むことができる。Ｃ／Ａコードの初期位相は、１周期の開始であることが可能である。ＡＣＱチャンネル３００は、複数の位相シフタ３３５１〜３３５Ｎをさらに含むことにより、予め決定された値だけ入力Ｃ／Ａコードの位相をシフトする。
【００２５】
ＡＣＱチャンネル３００がベースバンド信号を受信した場合、ＡＣＱチャンネル３００は、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関に従って、ベースバンド信号に含まれた複数の衛星信号から追跡情報を取得する。
【００２６】
割り当てられた各衛星に関して、ＡＣＱチャンネル３００は、初期位相を有する、衛星の基準Ｃ／Ａコードを生成し、かつローカルキャリアコードを生成するように、コード生成器プール２４０内のコード生成器の１つである対応するコード生成器に指示することができる。ローカルキャリアコードは、各相関コアに入力することができる。さらに、初期位相を有する基準Ｃ／Ａコードは、相関コア３３１０および位相シフタ３３５１に入力することができる。
【００２７】
一実施形態において、第一位相シフタ３３５１は、Ｃ／Ａコードの初期位相を第１所定値Ｐ１だけシフトするとともに、初期位相に対してＰ１の位相シフトを有するＣ／Ａコードを相関コア３３１１に出力することができる。第２位相シフタ３３５２は、第１位相シフタ３３５１からのＣ／Ａコードの位相を、第２所定値Ｐ２だけシフトするとともに、初期位相に対して（Ｐ１＋Ｐ２）の位相シフトを有するＣ／Ａコードを相関コア３３１２に出力することができる。同様に、位相シフタ３３５Ｋ（２＜Ｋ≦Ｎ）は、以前の位相シフタ３３５（Ｋ−１）からのＣ／Ａコードの位相を、Ｋ番目の所定値ＰＫだけシフトするとともに、初期位相に対して（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋ＰＫ）の位相シフトを有するＣ／Ａコードを対応する相関コア３３１Ｋに出力することができる。
【００２８】
たとえば、第１位相シフタ３３５１は、Ｃ／Ａコードの初期位相を１／Ｍの小片によりシフトするとともに、初期位相に対して１／Ｍの小片の位相シフトを有するＣ／Ａコードを相関コア３３１１に出力することができる。第２位相シフタ３３５２は、第１位相シフタ３３５１からのＣ／Ａコード出力の位相を１／Ｍの小片によりシフトするとともに、初期位相に対して２／Ｍの小片の位相シフトを有するＣ／Ａコードを相関コア３３１２に出力する。同様に、位相シフタ３３５Ｋ（２＜Ｋ≦Ｎ）は、以前の位相シフタ３３５(Ｋ−１)からのＣ／Ａコード出力の位相を１／Ｍの小片によりシフトするとともに、初期位相に対してＫ／Ｍの小片の位相シフトを有するＣ／Ａコードを対応する相関コア３３１Ｋに出力することができる。
【００２９】
したがって、各相関コア３３１Ｋ（０＜Ｋ≦Ｎ）は、ベースバンド信号、対応するＣ／Ａコード、およびローカルキャリアコードを乗算することによって、（Ｐ１＋Ｐ２＋・・・＋ＰＫ）の位相シフトを有する対応するＣ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算するとともに、相関結果を得ることができる。
【００３０】
保存ユニット３３７は、相関コア３３１０〜３３１Ｎの相関結果を保存するために使用することができる。一実施形態において、検索ユニット３３９は、保存ユニット３３７から相関結果をフェッチするとともに、複数の相関結果から最大の相関結果を選択することができる。最大の相関結果が予め決定された閾値を超過した場合、衛星からの対応する衛星信号出力はベースバンド信号に含まれていると判定することができる。次に、ＡＣＱチャンネル３００は、一実施形態において、最大の相関結果に従って、衛星信号に関する識別、ドップラー周波数シフト情報、およびＣ／Ａコード位相シフト情報を含む追跡情報を得ることができる。最大の相関結果が予め決定された閾値を超過しなかった場合、対応する衛星はベースバンド信号に含まれていないと判定することができる。
【００３１】
割り当てられた衛星のうち１つからの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかを判定した後、ＡＣＱチャンネル３００は、割り当てられた衛星のうち次の１つからの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかの判定を継続する。割り当てられた衛星の全てからの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかを判定した後、ＡＣＱチャンネル３００は、さらなる処理のために、ベースバンド信号に含まれる衛星信号から追跡情報を取得するとともに、追跡モジュール２５０に出力する。
【００３２】
図４は、本発明の一実施形態による、ベースバンド信号プロセッサ、たとえば図２のベースバンド信号プロセッサ２２０によって実行される動作のフローチャート４００を例示している。図４は、図２と併せて説明される。
【００３３】
ベースバンド信号がベースバンド信号プロセッサ２２０に入力された場合、ブロック４０２で、構成器２６０は、取得モジュール２３０内の使用可能な取得(ＡＣＱ)チャンネルのセットを選択することにより、ベースバンド信号を受信することができる。ブロック４０４で、構成器２６０は、１つ以上の衛星を各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。ブロック４０６で、構成器２６０は、コード生成器プール２４０内の複数の使用可能なコード生成器を選択するとともに、選択された各コード生成器を選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。選択されたコード生成器は、選択されたＡＣＱチャンネルに対して、初期位相を有する、割り当てられた衛星の基準Ｃ／Ａコードを生成することができる。
【００３４】
ブロック４０８で、各ＡＣＱチャンネルは、基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関を計算することができる。ブロック４１０で、選択された各ＡＣＱチャンネルは、計算された相関に従って、割り当てられた衛星からの衛星信号出力がベースバンド信号に含まれているかどうかを判定することができる。ブロック４１２で、ＡＣＱチャンネルは、ベースバンド信号に含まれている衛星信号から追跡情報を取得する。追跡情報は、限定するわけではないが、衛星信号に関する識別、ドップラー周波数シフト情報、およびＣ／Ａコードの位相シフト情報を含むことができる。
【００３５】
ブロック４１４で、構成器２６０は、追跡モジュール２５０内の複数の使用可能な追跡チャンネルを選択することによって、ＡＣＱチャンネルによって取得された衛星信号から取得された追跡情報に従って、対応する衛星を追跡することができる。一実施形態において、１つの追跡チャンネルは、１つの衛星信号から取得された追跡情報に従って、１つの衛星を追跡することができる。別の実施形態において、安定性の向上のために、複数の追跡チャンネルは、同じ衛星信号から取得された追跡情報に従って同じ衛星を追跡することができる。ブロック４１６で、コード生成器プール２４０内の使用可能なコード生成器が選択されることによって、対応する衛星を追跡するために使用可能な追跡チャンネルに対して、衛星信号から取得された追跡情報に従って基準Ｃ／Ａコードを生成することができる。
【００３６】
図５は、本発明の一実施形態による、ＡＣＱチャンネル、たとえば図３のＡＣＱチャンネル３００によって実行される動作のフローチャート５００を例示している。図５は、図３と併せて説明される。ベースバンド信号がＡＣＱチャンネル３００に入力された場合、ＡＣＱチャンネル３００は、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関に従って、ベースバンド信号に含まれる複数の衛星信号からの追跡情報の取得を開始することができる。
【００３７】
ブロック５０２で、ＡＣＱチャンネル３００は、割り当てられた複数の衛星から１つの衛星を選択することができる。ブロック５０４で、コード生成器は、初期位相を有する、選択された衛星の基準Ｃ／Ａコードを生成することができる。ブロック５０６で、基準Ｃ／Ａコードの初期位相は、複数の予め決定された値だけシフトすることができる。初期位相から予め決定された値だけシフトされた位相を有するＣ／Ａコードは、相関コア３３１０〜３３１Ｎに入力することができる。一実施形態において、基準Ｃ／Ａコードの初期位相は、各相関コア３３１Ｋ（０＜Ｋ≦ｎ）に対してＫ／Ｍの小片によりシフトすることができるとともに、Ｋ／Ｍの小片の位相シフトを有するＣ／Ａコードは、対応する相関コア３３１Ｋに入力することができる。
【００３８】
ブロック５０８で、各相関コアは、予め決定された値のうち対応する１つの値だけ初期位相からシフトされた位相を有する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関値を計算することができる。
【００３９】
ブロック５１０で、相関コア３３１０〜３３１Ｎによって計算された相関値のうちの最大値を選択することができる。一実施形態において、相関コア３３１０〜３３１Ｎは、計算された相関値を保存ユニット３３７に送信することができる。検索ユニット３３９は、保存ユニット３３７から相関値をフェッチするとともに、フェッチされた値から最大値を選択することができる。ブロック５１２で、最大値(ＶＭＡＸ)が、予め決定された閾値(ＶＰＲＥ)を超過した場合、ブロック５１４で、選択された衛星からの衛星信号出力は、ベースバンド信号に含まれていると判定される。ブロック５１６で、ＡＣＱチャンネル３００は、限定するわけではないが、衛星信号に関する識別、ドップラー周波数シフト情報、およびＣ／Ａコードの位相シフト情報を含む追跡情報を取得することができる。ブロック５１２で、最大値(ＶＭＡＸ)が予め決定された閾値(ＶＰＲＥ)を超過しなかった場合、ブロック５１８で、選択された衛星からの衛星信号出力は、ベースバンド信号に含まれていないと判定される。ブロック５２０で、割り当てられた衛星の全てが選択された場合、ブロック５２２で、ＡＣＱチャンネル３００は、さらなる動作のため、衛星信号から取得された追跡情報を出力することができる。そうでない場合、フローチャート５００はブロック５０２に戻ることによって、割り当てられた衛星から次の衛星を選択する。
【００４０】
したがって、本発明による実施形態は、ベースバンド信号プロセッサ２２０を有するナビゲーションシステムを提供する。ベースバンド信号プロセッサ２２０において、複数の取得（ＡＣＱ）チャンネルおよび複数の追跡チャンネルは、複数のコード生成器を共用することができる。ベースバンド信号プロセッサ２２０が複数の衛星信号を含むベースバンド信号を受信した場合、使用可能なＡＣＱチャンネルのセットが選択されることによって、ベースバンド信号を受信することができる。さらに、１つ以上の衛星は、選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。それに加えて、コード生成器プール内の使用可能なコード生成器を選択するとともに、選択された各ＡＣＱチャンネルに割り当てることができる。ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードを生成するように、コード生成器に指示することができる。選択された各ＡＣＱチャンネルは、割り当てられた衛星に関する基準Ｃ／Ａコードとベースバンド信号との間の相関に従って、ベースバンド信号に含まれる衛星信号から追跡情報を取得することができる。ＡＣＱチャンネルが衛星信号から追跡情報取得した場合、追跡モジュール内の使用可能な追跡チャンネルが選択が選択されることによって、ＡＣＱチャンネルから追跡情報を受信するとともに、追跡情報に従って対応する衛星を追跡することができる。
【００４１】
好ましくは、独立したコード生成器が、選択された各ＡＣＱチャンネルおよび追跡チャンネルに割り当てられるため、選択されたＡＣＱチャンネルおよび追跡チャンネルは、 同時に動作することができる。さらに、選択された各ACQチャンネルに割り当てられた衛星は固定されず、かつ現在の状態に基づいて調整することができる。したがって、ベースバンド信号プロセッサ２２０は、効率および柔軟性の向上を実現することができる。
【００４２】
本明細書において実施形態を記載したが、それらは、本発明を利用する複数の実施形態の一部に過ぎず、かつ限定ではなく例示の目的で説明される。当業者にとっては自明な他の多くの実施形態が、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲から実質的に逸脱せずに成され得ることが可能であることは明らかである。さらに、本発明のエレメントは、単数のものとして記載または主張され得るが、単数であることの限定が明白に記載されていない限り、複数のものが意図されている。
【符号の説明】
【００４３】
２００ ナビゲーションシステム
２０４ 無線周波数フロントエンド
２０６ アナログ−デジタル変換器
２０８ ナビゲーションプロセッサ
２２０ ベースバンド信号プロセッサ
２３０ 取得モジュール
２４０ コード生成器プール
２５０ 追跡モジュール
２６０ 構成器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基準Ｃ／Ａコードと複数の第１衛星信号との間の複数の相関に従って、前記複数の第１衛星信号から追跡情報を同期的に取得するように動作可能な複数の取得チャンネルと、
前記取得チャンネルに結合され、かつ前記取得チャンネルに対して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように動作可能な複数の第１コード生成器と
を具備することを特徴とする信号プロセッサ。
【請求項２】
前記各取得チャンネルは、前記相関に従って複数の第２衛星信号が前記複数の第１衛星信号に含まれているかどうかを判定するとともに、
前記各取得チャンネルは、前記複数の第２衛星信号のインスタンスから追跡情報をさらに取得することを特徴とする請求項１に記載の信号プロセッサ。
【請求項３】
前記取得チャンネルに結合され、かつ複数の衛星を前記各取得チャンネルに割り当てるように動作可能な構成器をさらに具備し、
前記取得チャンネルは、前記割り当てられた衛星に関する前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように、前記複数の第１コード生成器に指示することを特徴とする請求項１に記載の信号プロセッサ。
【請求項４】
前記各取得チャンネルは、複数の位相シフタを具備し、
前記各位相シフタは、前記基準Ｃ／Ａコードのうち１つの基準Ｃ／Ａコードの初期位相を予め決定された値でシフトするように動作可能であり、
前記各取得チャンネルは、前記位相シフタに結合された前記複数の相関コアを具備し、
前記各相関コアは、前記相関のインスタンスを計算するように動作可能であり、
前記各相関は、前記位相シフタのうち対応する１つによってシフトされた位相を有する前記基準Ｃ／Ａコードのうちの１つと前記衛星信号との間の相関であることを特徴とする請求項１に記載の信号プロセッサ。
【請求項５】
前記取得チャンネルに結合され、かつ前記複数の第一衛星信号から取得された前記追跡情報に従って、対応する衛星を同期的に追跡するように動作可能な複数の追跡チャンネルをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の信号プロセッサ。
【請求項６】
前記追跡チャンネルに結合され、かつ前記追跡チャンネルに対して、前記追跡情報に基づき、ある位相を有する前記対応する衛星のＣ／Ａコードを生成するように動作可能な複数の第２コード生成器をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の信号プロセッサ。
【請求項７】
複数の基準Ｃ／Ａコードと複数の第一衛星信号との間の複数の相関に従って、複数の取得チャンネルを使用して前記複数の第一衛星信号から追跡情報を同期的に取得するステップと、
前記取得チャンネルに対し、複数の第１コード生成器を使用して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記各取得チャンネルにより、前記相関に従って、複数の第２衛星信号が前記複数の第１衛星信号に含まれているかどうかを判定するステップと、
前記各取得チャンネルにより、前記複数の第２衛星信号のインスタンスから追跡情報を取得するステップと
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】
複数の衛星を前記各取得チャンネルに割り当てるステップと、
前記割り当てられた衛星に関する前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように、前記複数の第１コード生成器に指示するステップと
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１０】
前記基準Ｃ／Ａコードのうち１つの基準Ｃ／Ａコードの初期位相を複数の予め決定された値だけシフトするステップと、
前記相関のインスタンスを計算するステップと
を具備し、
前記各相関は、前記初期位相から前記予め決定された値のうち対応する１つの値だけシフトされた位相を有する前記基準Ｃ／Ａコードのうちの１つと前記衛星信号との間の相関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】
前記複数の第１衛星信号から取得された前記追跡情報に従い、複数の追跡チャンネルを使用して対応する衛星を同期的に追跡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１２】
前記追跡チャンネルに対して、前記追跡情報に基づき、複数の第２コード生成器を使用して、ある位相を有する前記対応する衛星のＣ／Ａコードを生成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１１に記載の方法。
【請求項１３】
全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機であって、
信号プロセッサを具備し、
前記信号プロセッサは、
複数の基準Ｃ／Ａコードと複数の第１衛星信号との間の相関に従って、前記複数の第１衛星信号から追跡情報を同期的に取得するように動作可能な複数の取得チャンネルと、
複数のコード生成器と、
前記生成器および前記取得チャンネルに結合された構成器と
を具備し、
前記構成器は、前記取得チャンネルに対して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するために、前記複数のコード生成器から使用可能なコード生成器の第１セットを選択するように動作可能であることを特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項１４】
前記各取得チャンネルは、前記相関に従って、複数の第２衛星信号が前記複数の第１衛星信号に含まれているかどうかを判定するとともに、
前記各取得チャンネルは、前記複数の第２衛星信号のインスタンスから追跡情報をさらに取得することを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１５】
前記構成器は、複数の衛星を前記各取得チャンネルに割り当てるとともに、
前記取得チャンネルは、前記割り当てられた衛星に関する前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように、前記コード生成器の第１セットに指示することを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１６】
前記取得チャンネルが前記複数の第１衛星信号から前記追跡情報を取得する動作を終了した場合、前記コード生成器の第１セットは使用可能になることを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１７】
前記各取得チャンネルは、複数の位相シフタを具備し、
前記各位相シフタは、予め決定された値で前記基準Ｃ／Ａコードのうち１つの基準Ｃ／Ａコードの初期位相をシフトするように動作可能であり、
前記各取得チャンネルは、前記位相シフタに結合された複数の相関コアを具備し、
前記各相関コアは、前記相関のインスタンスを計算するように動作可能であるとともに、
前記各相関は、前記位相シフタのうち対応する１つの位相シフタによってシフトされた位相を有する前記基準Ｃ／Ａコードのうちの１つと前記衛星信号との間の相関であることを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１８】
前記信号プロセッサは、複数の追跡チャンネルをさらに具備し、
前記複数の追跡チャンネルは、前記取得チャンネルに結合され、かつ前記複数の第１衛星信号から取得された前記追跡情報に従って、対応する衛星を同期的に追跡するように動作可能であることを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１９】
前記構成器は、前記追跡チャンネルに対して、前記追跡情報に基づき、ある位相を有する前記対応する衛星のＣ／Ａコードを生成するために、前記複数のコード生成器から使用可能なコード生成器の第２セットを選択することを特徴とする請求項１８に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項２０】
前記追跡チャンネルが前記対応する衛星を追跡する動作を終了した場合、前記コード生成器の第２セットは使用可能になることを特徴とする請求項１９に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１】
複数の基準Ｃ／Ａコードと複数の第１衛星信号との間の複数の相関に従って、前記複数の第１衛星信号から追跡情報を同期的に取得するように動作可能な複数の取得チャンネルと、
前記取得チャンネルに結合され、かつ前記取得チャンネルに対して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように動作可能な複数の第１コード生成器と
を具備することを特徴とする信号プロセッサ。
【請求項２】
前記各取得チャンネルは、前記相関に従って複数の第２衛星信号が前記複数の第１衛星信号に含まれているかどうかを判定するとともに、
前記各取得チャンネルは、前記複数の第２衛星信号のインスタンスから追跡情報をさらに取得することを特徴とする請求項１に記載の信号プロセッサ。
【請求項３】
前記取得チャンネルに結合され、かつ複数の衛星を前記各取得チャンネルに割り当てるように動作可能な構成器をさらに具備し、
前記取得チャンネルは、前記割り当てられた衛星に関する前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように、前記複数の第１コード生成器に指示することを特徴とする請求項１に記載の信号プロセッサ。
【請求項４】
前記各取得チャンネルは、複数の位相シフタを具備し、
前記各位相シフタは、前記基準Ｃ／Ａコードのうち１つの基準Ｃ／Ａコードの初期位相を予め決定された値でシフトするように動作可能であり、
前記各取得チャンネルは、前記位相シフタに結合された前記複数の相関コアを具備し、
前記各相関コアは、前記相関のインスタンスを計算するように動作可能であり、
前記各相関は、前記位相シフタのうち対応する１つによってシフトされた位相を有する前記基準Ｃ／Ａコードのうちの１つと前記衛星信号との間の相関であることを特徴とする請求項１に記載の信号プロセッサ。
【請求項５】
前記取得チャンネルに結合され、かつ前記複数の第一衛星信号から取得された前記追跡情報に従って、対応する衛星を同期的に追跡するように動作可能な複数の追跡チャンネルをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の信号プロセッサ。
【請求項６】
前記追跡チャンネルに結合され、かつ前記追跡チャンネルに対して、前記追跡情報に基づき、ある位相を有する前記対応する衛星のＣ／Ａコードを生成するように動作可能な複数の第２コード生成器をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の信号プロセッサ。
【請求項７】
複数の基準Ｃ／Ａコードと複数の第一衛星信号との間の複数の相関に従って、複数の取得チャンネルを使用して前記複数の第一衛星信号から追跡情報を同期的に取得するステップと、
前記取得チャンネルに対し、複数の第１コード生成器を使用して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項８】
前記各取得チャンネルにより、前記相関に従って、複数の第２衛星信号が前記複数の第１衛星信号に含まれているかどうかを判定するステップと、
前記各取得チャンネルにより、前記複数の第２衛星信号のインスタンスから追跡情報を取得するステップと
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】
複数の衛星を前記各取得チャンネルに割り当てるステップと、
前記割り当てられた衛星に関する前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように、前記複数の第１コード生成器に指示するステップと
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１０】
前記基準Ｃ／Ａコードのうち１つの基準Ｃ／Ａコードの初期位相を複数の予め決定された値だけシフトするステップと、
前記相関のインスタンスを計算するステップと
を具備し、
前記各相関は、前記初期位相から前記予め決定された値のうち対応する１つの値だけシフトされた位相を有する前記基準Ｃ／Ａコードのうちの１つと前記衛星信号との間の相関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】
前記複数の第１衛星信号から取得された前記追跡情報に従い、複数の追跡チャンネルを使用して対応する衛星を同期的に追跡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１２】
前記追跡チャンネルに対して、前記追跡情報に基づき、複数の第２コード生成器を使用して、ある位相を有する前記対応する衛星のＣ／Ａコードを生成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１１に記載の方法。
【請求項１３】
全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機であって、
信号プロセッサを具備し、
前記信号プロセッサは、
複数の基準Ｃ／Ａコードと複数の第１衛星信号との間の相関に従って、前記複数の第１衛星信号から追跡情報を同期的に取得するように動作可能な複数の取得チャンネルと、
複数のコード生成器と、
前記生成器および前記取得チャンネルに結合された構成器と
を具備し、
前記構成器は、前記取得チャンネルに対して前記基準Ｃ／Ａコードを生成するために、前記複数のコード生成器から使用可能なコード生成器の第１セットを選択するように動作可能であることを特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項１４】
前記各取得チャンネルは、前記相関に従って、複数の第２衛星信号が前記複数の第１衛星信号に含まれているかどうかを判定するとともに、
前記各取得チャンネルは、前記複数の第２衛星信号のインスタンスから追跡情報をさらに取得することを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１５】
前記構成器は、複数の衛星を前記各取得チャンネルに割り当てるとともに、
前記取得チャンネルは、前記割り当てられた衛星に関する前記基準Ｃ／Ａコードを生成するように、前記コード生成器の第１セットに指示することを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１６】
前記取得チャンネルが前記複数の第１衛星信号から前記追跡情報を取得する動作を終了した場合、前記コード生成器の第１セットは使用可能になることを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１７】
前記各取得チャンネルは、複数の位相シフタを具備し、
前記各位相シフタは、予め決定された値で前記基準Ｃ／Ａコードのうち１つの基準Ｃ／Ａコードの初期位相をシフトするように動作可能であり、
前記各取得チャンネルは、前記位相シフタに結合された複数の相関コアを具備し、
前記各相関コアは、前記相関のインスタンスを計算するように動作可能であるとともに、
前記各相関は、前記位相シフタのうち対応する１つの位相シフタによってシフトされた位相を有する前記基準Ｃ／Ａコードのうちの１つと前記衛星信号との間の相関であることを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１８】
前記信号プロセッサは、複数の追跡チャンネルをさらに具備し、
前記複数の追跡チャンネルは、前記取得チャンネルに結合され、かつ前記複数の第１衛星信号から取得された前記追跡情報に従って、対応する衛星を同期的に追跡するように動作可能であることを特徴とする請求項１３に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項１９】
前記構成器は、前記追跡チャンネルに対して、前記追跡情報に基づき、ある位相を有する前記対応する衛星のＣ／Ａコードを生成するために、前記複数のコード生成器から使用可能なコード生成器の第２セットを選択することを特徴とする請求項１８に記載のＧＰＳ受信機。
【請求項２０】
前記追跡チャンネルが前記対応する衛星を追跡する動作を終了した場合、前記コード生成器の第２セットは使用可能になることを特徴とする請求項１９に記載のＧＰＳ受信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１６９６８３（Ｐ２０１０−１６９６８３Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１００３０（Ｐ２０１０−１００３０）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（５００５２１８４３）オーツー マイクロ， インコーポレーテッド (138)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００３０（Ｐ２０１０−１００３０）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（５００５２１８４３）オーツー マイクロ， インコーポレーテッド (138)
【Ｆターム（参考）】
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