信号捕捉装置および信号捕捉方法
【課題】時間の経過とともに周波数が変動するようなクロック信号を使用する場合でも、所定の周波数の信号をより確実に捕捉すること。
【解決手段】ＧＰＳ信号受信部１０４は、ＧＰＳ用クロック生成部１０６が生成するＧＰＳクロック信号を基にＧＰＳ信号の捕捉を行う。周波数比較部１０７は、ＧＰＳクロック信号の周波数の理想値との周波数差を出力する。サーチ周波数決定部１２１は、初期状態ではサーチ基準周波数の高周波側と低周波側で時系列的に交互に振り分ける形でサーチ対象周波数を決定するが、周波数差を基に、高周波側サーチ基準周波数のサーチ基準周波数に対する実際の周波数差と、サーチ基準周波数の低周波側サーチ基準周波数に対する実際の周波数差を判別し、その判別結果に応じてその振り分けパターンを調整する。
【解決手段】ＧＰＳ信号受信部１０４は、ＧＰＳ用クロック生成部１０６が生成するＧＰＳクロック信号を基にＧＰＳ信号の捕捉を行う。周波数比較部１０７は、ＧＰＳクロック信号の周波数の理想値との周波数差を出力する。サーチ周波数決定部１２１は、初期状態ではサーチ基準周波数の高周波側と低周波側で時系列的に交互に振り分ける形でサーチ対象周波数を決定するが、周波数差を基に、高周波側サーチ基準周波数のサーチ基準周波数に対する実際の周波数差と、サーチ基準周波数の低周波側サーチ基準周波数に対する実際の周波数差を判別し、その判別結果に応じてその振り分けパターンを調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送出される信号のような所定の周波数の信号を捕捉するための信号捕捉装置および信号捕捉方法に関し、特に携帯電話機等の移動体通信端末に好適な信号捕捉装置および信号捕捉方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）といった高速でのデータ伝送が可能な移動体通信端末の普及が進んでいる。このような移動体通信端末では、その利便性や用途の拡大を図るために、衛星測位システムを利用した位置情報の取得機能を追加することが注目されている。
【０００３】
衛星測位システムは、地球の周回軌道を回る複数の人工衛星から送出される情報を受信して、各人工衛星との間の距離を測定し、受信側の装置の現在位置を計算するシステムである。米国の国防総省が構築したＧＰＳは、このような衛星測位システムの代表的なものであり、ＧＰＳ衛星と呼ばれる人工衛星を複数配置している。
【０００４】
ＧＰＳ衛星は、送出の対象となる信号に対して、所定のＰＲＮ（Pseudo Random Noise：擬似ランダム雑音）コードを用いたスペクトラム拡散処理を行う。すなわち、移動体通信端末では、このＧＰＳ衛星から送出される信号（以下、「ＧＰＳ信号」という。）に対し対応するＰＲＮコードを用いて逆拡散処理を行うことによって、元の信号を取得することが可能である。そして、取得した信号に対して、メッセージ同期、エフェメリス（ephemeris）収集、ＰＶＴ（Position, Velocity, Time）計算等の処理を行うことにより、自己の現在位置や時刻についての情報を得ることができる。
【０００５】
このような測位機能が搭載された移動体通信端末では、ＧＰＳ信号の受信処理に使用するためのクロック信号（以下、「ＧＰＳクロック信号」という。）を生成する装置部として、小型で安価であることから、水晶発振器を適用することが広く行われている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００６】
ただし、水晶発振器の発振周波数は、周囲温度その他の使用条件によって変動するため、サーチ周波数範囲を大きく設定する必要があり、その結果、信号捕捉に時間がかかることがある。そこで、この従来の提案では、移動体通信端末が地上の無線基地局との間で無線通信を行う際に得られる高い周波数精度のクロック信号を使用して、自装置内部の水晶発振器が生成するＧＰＳクロック信号の周波数がその理想値からどの程度ずれているかを検出する。そして、その周波数差に基づいて、測位に関する信号処理を行うようになっている。これにより、水晶発振器が発生させるＧＰＳクロック信号の周波数が理想値と異なっていても、周波数サーチ範囲を限定して、高速な信号捕捉を行うことが出来る。
【０００７】
ところで、前記したＧＰＳ信号のスペクトラム拡散処理で使用されるＰＲＮコードは、コード長１ｍｓ（ミリ秒）、チップレート１．０２３ＭＨｚ（メガヘルツ）であり、１チップの周期は約１μｓ（マイクロ秒）である。このスペクトラム拡散処理は、それぞれのＧＰＳ衛星に搭載された原子時計の時刻に同期して行われる。したがって、移動体通信端末は、０．５μｓ以下の誤差の精度で送出側のＧＰＳ衛星との時刻同期を確立してからでなければ、前記したメッセージ同期以降の処理を開始することができず、測位を行うことができない。
【０００８】
しかしながら、移動体通信端末は、ＧＰＳ信号の受信を開始していない状態ではいずれのＧＰＳ衛星からも独立して動作しているのが通常である。そこで、測位に先立って、まずＧＰＳ信号をサーチし、ＧＰＳ信号に対する周波数同期または位相同期やＰＲＮコードの同期（以下、「コード同期」と総称する。）を確立するための処理が必要となる。
【０００９】
図１２は、このような従来のＧＰＳ信号のサーチの様子の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。移動通信端末は、サーチ対象となる周波数としてのサーチ対象周波数１を、ＧＰＳ信号の標準の周波数として予め定められたサーチの基準となる周波数（以下、「サーチ基準周波数」という。）ｆｂを基準として、時間の経過とともに徐々に周囲の周波数帯域に移動させる。これは、ＧＰＳ衛星と移動体通信端末との間の相対速度その他の原因によって、サーチの対象となる周波数を移動体通信端末に到達するＧＰＳ信号の周波数としてのＧＰＳ信号周波数ｆ０に正確に合わせ込むことが難しいためである。この例では、時刻ｔでＧＰＳ信号が捕捉されることになる。また、移動体通信端末が携帯電話網に設けられたサーバとの通信によってＧＰＳ衛星の軌道情報を授受することで、ＧＰＳ信号の標準の周波数よりも高い周波数精度で設定することも可能である。この場合には、より早い時刻にＧＰＳ信号を捕捉することができる。
【００１０】
一方で、サーチ範囲を広げると、広げた分だけサーチする時間がかかる。また、サーチ速度を上げてこの時間の短縮を図ろうとすると、信号レベルが低い場合にはＧＰＳ信号を誤って捕捉し損ねてしまう可能性が高くなる。そこで、通常は、同図に示すようにサーチ対象周波数１に周波数上限値ｆｍａｘと周波数下限値ｆｍｉｎを定める。そして、サーチを所定の時間内にサーチ対象周波数１がその上限値と下限値に到達するような速度でサーチ範囲を広げていくことにより、設定されたサーチ範囲、すなわち周波数上限値ｆｍａｘと周波数下限値ｆｍｉｎとの間の周波数帯域についてのサーチを、所定の時間内に終了することができる。ここで、サーチを終了してもＧＰＳ信号の捕捉が出来なかった場合には、前記した一連のサーチ処理を再実行する。
【特許文献１】特開２００３−３２９７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、水晶発振器には、前記したように周辺の温度変化によって発振周波数が変化してしまうという特徴がある。また、ＧＰＳ信号のサーチは、前記したＧＰＳクロック信号を動作クロックとして使用して行われる。したがって、サーチが開始された後に水晶発振器の発振周波数が変動し、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値のときのサーチ範囲に対して、実際のサーチ範囲が時間の経過とともにずれていってしまう場合がある。この場合、捕捉できるはずのＧＰＳ信号をいつまでも捕捉できないといった事態が発生する恐れがある。
【００１２】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、時間の経過とともに周波数が変動するようなクロック信号を使用する場合でも、所定の周波数の信号をより確実に捕捉することが可能な信号捕捉装置および信号捕捉方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる課題を解決するため、本発明の信号捕捉装置は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出手段と、サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を、このクロック周波数差検出手段による最新の検出結果に基づいて所定の時間ごとに決定するサーチ周波数差決定手段と、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのサーチ周波数差決定手段が決定したサーチ周波数差と基準周波数との加算値に基づいて補正する信号受信手段とを具備する構成を採る。
【００１４】
また、本発明の信号捕捉方法は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出ステップと、サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を、このクロック周波数差検出ステップによる最新の検出結果に基づいて所定の時間ごとに決定するサーチ周波数差決定ステップと、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段について、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのサーチ周波数差決定ステップで決定されたサーチ周波数差と基準周波数との加算値に基づいて補正するサーチ対象周波数制御ステップとを具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出し、その最新の検出結果に基づいて、サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を所定の時間ごとに決定する。そして、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数を決定されたサーチ周波数差と基準周波数との加算値に基づいて補正する。これにより、所定のクロック信号の周波数が時間の経過とともに変動する場合でも、その変動を検出することができ、これに合わせ込む形でサーチ周波数差を決定し、サーチの対象となる周波数の値を適切な値に決定することができる。すなわち、予め定められた周波数の信号の捕捉をより確実に行うことができる。更に、クロック信号の周波数変動に対する耐性が向上するため、より柔軟な装置設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る信号捕捉装置ついて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る信号捕捉装置が使用される通信システムの構成を示すシステム構成図である。この通信システム２０は、携帯電話機１０と、携帯電話網２１と、この携帯電話網２１に接続された無線基地局２３と、携帯電話機１０の上空に配置されたＧＰＳ衛星（ここでは説明のために、４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４を示す）と、から主に構成される。
【００１８】
携帯電話機１０は、無線基地局２３と無線信号を送受信することによって、携帯電話網２１に配置された図示しない他の携帯電話機や固定電話機あるいは情報サーバと通信を行う。また、４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４のそれぞれから送出されるＧＰＳ信号を捕捉し、各ＧＰＳ信号から情報を抽出することによって測位を行う。このＧＰＳ信号は、１，５７５４２ＧＨｚ（ギガヘルツ）の同一の周波数の搬送波に、ＧＰＳ信号ごとに異なるＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）やＰコード（Precise CodeもしくはProtected Code）といったＰＲＮコードを重畳したものである。
【００１９】
図２は、図１に示す携帯電話機１０の構成を示すブロック図である。携帯電話機１０は、無線用アンテナ１０１と、無線通信部１０２と、ＧＰＳ用アンテナ１０３と、ＧＰＳ信号受信部１０４と、測位演算部１０５と、ＧＰＳ用クロック生成部１０６と、周波数比較部１０７と、基準周波数設定部１０８と、サーチ周波数制御部１０９と、測位開始指示入力部１１０と、から主に構成される。また、サーチ周波数制御部１０９は、サーチ周波数決定部１２１を備えている。
【００２０】
また、この携帯電話機１０は、図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）と、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリと、既存のハードウェアとしての通信回路によって構成されている。すなわち、制御プログラムをＣＰＵが実行することで上記した各装置部の機能が実現する。
【００２１】
無線通信部１０２は、図１に示す無線基地局２３との間で無線信号の送受信を行う。無線基地局２３は、図示しないが高い周波数精度でクロック信号を生成するクロック発振器を備えている。そして、このクロック信号を搬送周波数として使用し、無線通信部１０２と無線通信を行う。無線通信部１０２は、図示しないがＰＬＬ（Phase-Locked Loop）回路を有するＡＦＣ（Automatic Frequency Control）装置を備えており、無線基地局２３から送出される無線信号の搬送波周波数に周波数同期した基準クロック信号を生成する。
【００２２】
ＧＰＳ信号受信部１０４は、ＧＰＳ信号をサーチするとともにこれを捕捉し、ＧＰＳ信号に含まれる情報を取得する。そして、測位演算部１０５は、この取得された情報を元に測位のための演算を行う。すなわち、携帯電話機１０は、携帯電話網２１に接続する機能と、ＧＰＳシステムによる測位機能とを備えた移動体通信端末である。
【００２３】
測位開始指示入力部１１０は、ＧＰＳによる測位の開始の指示を受け付ける。ＧＰＳ用クロック生成部１０６は、図示しない温度補償型水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator : TCXO）を使用して、ＧＰＳ信号受信部１０４の動作クロックとして使用されるＧＰＳクロック信号を生成する。このＧＰＳ用クロック生成部１０６は、携帯電話機１０の無線通信部１０２のＡＦＣ装置のような周波数同期は施されず、自走のクロック源である。また、温度補償型となっているものの、水晶発振器の発振周波数は周囲温度からの影響によって変動する。したがって、ＧＰＳクロック信号の周波数精度は、無線通信部１０２が出力する基準クロック信号の周波数精度よりも低くなっている。
【００２４】
周波数比較部１０７は、ＧＰＳクロック信号の周波数をその理想値と比較し、その周波数の差分を周波数差情報として出力する。この周波数差情報は、たとえば基準クロック信号が所定回数立ち上がる区間にＧＰＳクロック信号が何回立ち上がるかをカウントし、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値であったときに得られるカウント値と実際のカウント値を比較することによって求めることができる。
【００２５】
基準周波数設定部１０８は、この周波数差情報を基にして、ＧＰＳクロック信号の周波数の理想値の実際のＧＰＳクロック信号の周波数に対する比を表す情報である基準補正情報を生成する。この基準補正情報は、ＧＰＳ信号受信部１０４がＧＰＳ信号を捕捉する際の基準となる周波数としてのサーチ基準周波数を補正するのに使用されるものである。
【００２６】
サーチ周波数決定部１２１は、周波数比較部１０７が出力する周波数差情報を基にしてサーチ基準周波数を決定する。サーチ周波数制御部１０９は、この決定されたサーチ基準周波数に基準周波数設定部１０８が出力する基準補正情報を乗じた値を、ＧＰＳ信号受信部１０４へと出力する。
【００２７】
図３は、図２に示すＧＰＳ信号受信部１０４の回路構成を示すものである。ＧＰＳ信号受信部１０４は、増幅回路１３１と、第１のミキサ１３２と、第１の帯域制限フィルタ１３３と、第２のミキサと１３４と、第２の帯域制限フィルタ１３５と、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３６と、第３のミキサ１３７と、積分器１３８と、周波数逓倍器１３９と、数値制御発振器（Numerical Controlled Oscillator：ＮＣＯ）１４０と、ＰＲＮコード生成部１４１と、から主に構成される。
【００２８】
周波数逓倍器１３９は、ＧＰＳクロック信号を逓倍してＧＰＳ信号の搬送波の周波数レベルの第１のローカル信号（周波数：ｆＬｏ１）に変換する。図２に示すＧＰＳ用アンテナ１０３で受信された受信信号は、増幅回路１３１で増幅され、第１のミキサ１３２でこの第１のローカル信号と乗算されてから、第１の帯域制限フィルタ１３３で不要な周波数成分を除去することでＧＰＳ信号は第１のＩＦ（Intermediate Frequency）周波数（ｆＩＦ１）にダウンコンバートされる。数値制御発振器１４０は、ＧＰＳクロック信号を動作クロックとし、入力されるサーチ対象周波数と同一の周波数をもつ第２のローカル信号（周波数：ｆＬｏ２）を生成する。第１の帯域制限フィルタ１３３から出力される第１のＩＦ周波数に変換された受信信号は、第２のミキサ１３４でこの第２のローカル信号と乗算され、第２のＩＦ周波数（ｆＩＦ２）に変換される。ここでは第２のＩＦ周波数はベースバンド相当の信号、すなわち０Ｈｚ付近としているが、第２のＩＦ周波数ｆＬｏ２はベースバンドでなくても構わない。第２のＩＦ周波数ｆＬｏ２に変換された受信信号は、第２の帯域制限フィルタ１３５で不要な周波数成分が除去される。そして、アナログデジタル変換器１３６で、デジタル信号に変換される。
【００２９】
ＰＲＮコード生成部１４１は、ＰＲＮコードを数値制御発振器１４０から出力されるクロック信号に同期してＰＲＮコードを生成する。アナログデジタル変換器１３６でデジタル化された受信信号は、第３のミキサ１３７でこの生成されたＰＲＮコードと乗算され、積分器１３８で積分される。すなわち、受信する信号がＧＰＳ信号であり、なおかつ数値制御発振器１４０から出力されるクロック信号がこれと周波数同期したとき、ＰＲＮコード生成部１４１が出力するＰＲＮコードとの同期が確立し、積分器１３８が出力する積分値はピークをとる。したがって、図２に示す測位演算部１０５は、この積分値を監視することによって、コード同期が確立されたか否かを判別し、ＧＰＳ信号の捕捉を検出する。
【００３０】
数値制御発振器１４０の設定周波数は、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値に一致する前提での内容となっている。具体的には、前記した第１のローカル信号はＧＰＳクロック信号を逓倍したものであり、更に第２のローカル信号を出力する数値制御発振器１４０はＧＰＳクロック信号の周波数が正しいものとして動作するため、その上で設定された周波数で第２のローカル信号を出力する。したがって、サーチ対象周波数をｆｓと設定した場合、ＧＰＳクロック信号の周波数をｆｃｌｋ、周波数逓倍器１３９の逓倍率をＮ１とすると、数値制御発振器１４０の設定周波数（ｆｎｃｏ）を以下の式（１）で表される内容に設定することで、サーチ対象周波数ｆｓをサーチすることが可能となる。
【００３１】
ｆｎｃｏ＝ｆｓ−Ｎ１×ｆｃｌｋ−ｆＩＦ２……（１）
【００３２】
ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値からずれている場合には、第１のローカル信号および第２のローカル信号も周波数が想定する周波数からずれたものとなる。たとえば、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値のｍ倍であった場合、出力される第１のローカル信号の周波数および第２のローカル信号の周波数も想定される周波数のｍ倍となる。したがって、これらの信号によってダウンコンバートされて出力される信号、すなわちＩＦ変換された受信信号の周波数も、指定されたサーチ対象周波数ｆｓに対応するＩＦ周波数からずれたものとなる。
【００３３】
なお、ＧＰＳ信号の捕捉は、図１に示す４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４の全てについてそれぞれ異なるチャネルで行われる必要がある。ここでは、説明の簡便化のために、ＧＰＳ信号受信部１０４にはＧＰＳ衛星２４−１に対応する構成のみが備えられているものとするが、実際にはチャネルごとに図３に示す構成が備えられる。
【００３４】
以上の構成を有する携帯電話機１０について、以下、各装置部の動作を説明する。
【００３５】
測位開始指示入力部１１０は、図示しないがキースイッチを備えている。携帯電話機１０のユーザは、このキースイッチを操作することによって任意のタイミングでＧＰＳによる測位の開始の指示を入力できる。また、携帯電話機１０搭載のアプリケーションソフトウェアあるいは携帯電話網２１側からの測位開始の指示の入力も受け付ける。測位開始指示入力部１１０は、この測位開始の指示が入力されると、その旨を示す測位開始指示情報をＧＰＳ用クロック生成部１０６および周波数比較部１０７に出力する。
【００３６】
ＧＰＳ用クロック生成部１０６は、測位開始指示情報が入力されると、温度補償型水晶発振器への電源供給を開始し、ＧＰＳクロック信号の出力を開始する。周波数比較部１０７は、測位開始指示情報が入力されると、無線通信部１０２が出力する基準クロック信号とＧＰＳ用クロック生成部１０６が出力するＧＰＳクロック信号の入力を開始する。そして、ＧＰＳクロック信号の周波数をその理想値と比較し、その周波数の差分を周波数差情報として出力する。この周波数差情報は、たとえば基準クロック信号が所定回数立ち上がる区間にＧＰＳクロック信号が何回立ち上がるかをカウントし、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値であったときに得られるカウント値と実際のカウント値を比較することによって求めることができる。
【００３７】
基準周波数設定部１０８は、後に説明する基準周波数設定処理によって、周波数比較部１０７からの周波数差情報の入力に対応して、サーチ周波数制御部１０９のサーチ周波数決定部１２１に対して基準補正情報を出力する。
【００３８】
図４は、基準周波数設定部１０８による基準周波数設定処理の流れを示すフロー図である。基準周波数設定部１０８は、周波数比較部１０７からの周波数差情報の入力が開始されると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、その内容に対応してＧＰＳ信号の捕捉の基準となるサーチ基準周波数を補正するための基準補正情報を生成する（ステップＳ２０２）。
【００３９】
基準補正情報は、既に説明したように、実際のＧＰＳクロック信号の周波数に対するＧＰＳクロック信号の周波数の理想値の比である。したがって、基準周波数設定部１０８は、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数をｆ１とし、入力された周波数差情報をΔｆ１とすると、基準補正情報を、ｆ１／（ｆ１＋Δｆ１）で表される値に決定する。
【００４０】
そして、サーチ周波数制御部１０９に対して、生成した基準補正情報を出力してサーチ対象周波数の制御の開始を指示する（ステップＳ２０３）。そして、ＧＰＳ信号のサーチが終了すると（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１へ戻って新たにＧＰＳ信号のサーチが開始されるのを待機する（リターン）。
【００４１】
なお、ＧＰＳ信号のサーチが終了するのは、たとえば、測位に必要な数のＧＰＳ衛星２４との間でコード同期を確立できたときや、後に説明する所定のサーチ範囲についてサーチを実施したものの、測位に必要な数のＧＰＳ衛星２４との間でコード同期を確立できなかったときである。この場合には、基準周波数設定部１０８はステップＳ２０２へ戻り、再度一連のサーチ処理を再実行するようにしてもよい。
【００４２】
図５は、サーチ周波数決定部１２１によるサーチ対象周波数の決定の基本原理を説明するための説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。サーチ周波数制御部１０９は、サーチ周波数決定部１２１が決定したサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を、ＧＰＳ信号受信部１０４へと出力する。ＧＰＳ信号受信部１０４は、サーチ周波数制御部１０９からサーチ対象周波数を入力されると、その周波数を中心周波数とした所定の周波数幅Ｆｗについて、所定のサーチ時間Ｔｓでサーチを行う。これら所定の周波数幅Ｆｗと所定のサーチ時間Ｔｓは、ＧＰＳ信号受信部１０４のサーチ能力、すなわちＧＰＳ信号受信部１０４がサーチを実施する時間及びその時間でサーチ可能となる周波数幅である。以下、この時間と周波数幅で規定されるサーチ能力をサーチ単位と記述する。
【００４３】
サーチ周波数決定部１２１は、決定した１つのサーチ対象周波数に対応するサーチが完了するたびに、新たなサーチ対象周波数３０１をサーチ基準周波数ｆｂの上下に交互に決定する。このとき、サーチ基準周波数ｆｂ以上の周波数帯域に設定されるサーチ対象周波数３０１としての高周波側サーチ対象周波数３０１１は、たとえば１つ前に決定した高周波側サーチ対象周波数３０１１よりも所定の周波数差ΔＦｓ（以下、「サーチステップ」という。）だけ高く決定される。また、サーチ基準周波数ｆｂ以下の周波数帯域に設定されるサーチ対象周波数３０１としての低周波側サーチ対象周波数３０１２は、たとえば１つ前に決定した低周波側サーチ対象周波数３０１２よりも所定のサーチステップΔＦｓだけ低く決定される。
【００４４】
したがって、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値で一定している場合には、高周波側サーチ対象周波数３０１１を中心周波数とするサーチ単位３０２としての高周波側サーチ単位３０２１は、同図に示すように実際にサーチの基準となる周波数（以下、「実サーチ基準周波数」という。）ｆｓから時間の経過とともにより高い周波数帯域へと移動していく。また、低周波側サーチ対象周波数３０１２を中心周波数とするサーチ単位３０２としての低周波側サーチ単位３０２２は、同図に示すように実サーチ基準周波数ｆｓから時間の経過とともにより低い周波数帯域へと移動していく。このようにして、予め定められたサーチ範囲についてのＧＰＳ信号の順次走査（シーケンシャルスキャン）が実現される。
【００４５】
サーチステップΔＦｓは、サーチ単位３０２のサーチ時間ＴｓでのＧＰＳクロック信号の周波数変動よりも十分に小さな値に設定されている。したがって、ＧＰＳクロック信号の周波数の変動によって実サーチ基準周波数ｆｓが変動しても、各高周波側サーチ単位３０２１および各低周波側サーチ対象周波数３０１２は、それぞれ周波数軸上で連続することになる。
【００４６】
ところが、既に説明したように、ＧＰＳクロック信号の周波数の変動によって、実際のサーチ範囲が理想的なサーチ範囲からずれていってしまうという問題がある。そこで、サーチ周波数決定部１２１は、周波数差情報を基に実際のサーチ範囲についてのサーチを確実に行えるように、サーチ対象周波数の決定を行う。
【００４７】
図６は、サーチ周波数決定部１２１によるサーチ周波数決定処理の流れを示すフロー図である。サーチ周波数決定部１２１は、基準周波数設定部１０８から基準補正情報を入力されると（ステップＳ２２１：ＹＥＳ）、サーチ基準周波数ｆｂをサーチ対象周波数に決定するとともに、サーチ基準周波数ｆｂに対するサーチ対象周波数のシフト量を表すパラメータＦｒに初期値「０」を設定する（ステップＳ２２２）。サーチ周波数制御部１０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、サーチ基準周波数ｆｂを中心周波数とする形で、図５に示すサーチ単位３０２についてのサーチをＧＰＳ信号受信部１０４に実施させる。
【００４８】
ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２２３：ＮＯ）、サーチ周波数決定部１２１は、図５に示す高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側対象周波数３０１２の両方が理想的なサーチ範囲を超えるか否かを判別する（ステップＳ２２４）。この判別は、理想的なサーチ範囲の周波数幅をＡとしたとき、パラメータＦｒに周波数差情報Δｆを加算した値と、パラメータＦｒから周波数差情報Δｆを減じた値が、いずれもＡ／２より大きいか否かを判別することによって行われる。
【００４９】
なお、ここでの周波数差情報Δｆはサーチ基準周波数ｆｂに対する実サーチ基準周波数ｆｓの周波数差（ｆｓ-ｆｂ）であり、周波数比較部１０７が出力する周波数差情報を基に定常的に算出更新されているものとする。
【００５０】
高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の少なくとも一方が理想的なサーチ範囲を超えない場合には（ステップＳ２２４：ＮＯ）、サーチ周波数決定部１２１は、高周波側サーチ対象周波数３０１１が理想的なサーチ範囲を超えるか否か、すなわちパラメータＦｒに周波数差情報Δｆを加算した値がＡ／２より大きいか否かを判別する（ステップＳ２２５）。大きくない場合には（ステップＳ２２５：ＮＯ）、サーチ基準周波数ｆｂにパラメータＦｒを加算した値をサーチ対象周波数に決定する（ステップＳ２２６）。サーチ周波数制御部１０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当するサーチ単位３０２についてのサーチを行わせる。
【００５１】
サーチ周波数決定部１２１は、ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２２７：ＮＯ）、更に低周波側サーチ対象周波数３０１２が理想的なサーチ範囲を超えるか否か、すなわちパラメータＦｒから周波数差情報Δｆを減じた値がＡ／２より大きいか否かを判別する（ステップＳ２２８）。大きくない場合には（ステップＳ２２８：ＮＯ）、サーチ基準周波数ｆｂからパラメータＦｒを減じた値をサーチ対象周波数に決定する（ステップＳ２２９）。サーチ周波数制御部１０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当するサーチ単位３０２についてのサーチを行わせる。まだＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２３０：ＮＯ）、サーチ周波数決定部１２１は、パラメータＦｒを所定のサーチステップΔＦｓだけ増加させ（ステップＳ２３１）、再びステップＳ２２４へ戻る。
【００５２】
高周波側サーチ対象周波数３０１１が理想的なサーチ範囲を超える場合には（ステップＳ２２５：ＹＥＳ）、サーチ周波数決定部１２１は、高周波側サーチ対象周波数３０１１についてのサーチ対象周波数の決定は行わずに、ステップＳ２２８へ進む。また、低周波側サーチ対象周波数３０１２が理想的なサーチ範囲を超える場合には（ステップＳ２２８：ＹＥＳ）、低周波側サーチ対象周波数３０１２についてのサーチ対象周波数の決定は行わずに、ステップＳ２３１へ進む。
【００５３】
ステップＳ２２３で、またはステップＳ２２４からステップＳ２３１までの処理を繰り返す間にＧＰＳ信号が捕捉されると（ステップＳ２２３：ＹＥＳ、ステップＳ２２７：ＹＥＳまたはステップＳ２３０：ＹＥＳ）、サーチ周波数決定部１２１は、再びステップＳ２２１へ戻って新たに基準補正情報が入力されるのを待機する。また、ＧＰＳ信号が捕捉されないまま、高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の両方が理想的なサーチ範囲を超えてしまった場合にも（ステップＳ２２４：ＹＥＳ）、同様にステップＳ２２１へ戻る。なお、この場合には基準周波数設定部１０８に対して基準補正情報の再設定を行わせるようにしてもよい。
【００５４】
図７は、ＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。説明の簡便化のため、以下、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数が、ＰＲＮコードのチップレートと同一であるものとする。サーチ周波数制御部１０９は、基準周波数設定部１０８から入力された基準補正情報の値を、サーチ周波数決定部１２１が決定したサーチ対象周波数に乗じたものを、図３に示す数値制御発振器１４０に対して出力する。
【００５５】
ここで、第１の時刻ｔ１にサーチが開始され、基準補正情報がサーチ周波数制御部１０９へ入力されたとする。基準補正情報は、既に説明したように実際のＧＰＳクロック信号の周波数に対するＧＰＳクロック信号の周波数の理想値の比を表す情報である。したがって、同図に示すように、第１の時刻ｔ１の直後には、実サーチ基準周波数ｆｓはサーチ基準周波数ｆｂにほぼ一致する。
【００５６】
ただし、周波数差情報は無線クロック信号に基づいて生成されているため、ＧＰＳ信号のＰＲＮコードのチップレートとしてのＧＰＳ信号周波数ｆ０との間に、周波数誤差Δｄは残る。しかしながら、ＧＰＳ用クロック生成部１０６の発振周波数を調整した場合に比べて、その周波数精度は数ｐｐｍ（parts per million）から１ｐｐｍ以下の値へと向上する。また、この周波数誤差Δｄは、無線通信部１０２の周波数精度（周波数確度）によって決まってくる。したがって、理想的なサーチ範囲Ａ、すなわちサーチ対象周波数３０１の周波数上限値ｆｍａｘと周波数下限値ｆｍｉｎとの間の範囲は、この無線通信部１０２の周波数精度に対応する大きさで、なおかつサーチ基準周波数ｆｂが中心となるように設定されている。
【００５７】
そして、サーチ周波数決定部１２１は、図６で説明した処理により、高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２とを交互に決定していく。同図に示すように実サーチ基準周波数ｆｓが徐々に下降していく場合、低周波側サーチ単位３０２２の実際のサーチステップは、高周波側サーチ単位３０２１の実際のサーチステップよりも大きくなる。したがって、低周波側サーチ単位３０２２の中心周波数、すなわち低周波側サーチ対象周波数３０１２が先に周波数下限値ｆｍｉｎに達する。この時刻を第２の時刻ｔ２とすると、第２の時刻ｔ２以降は図６のステップＳ２２９およびステップＳ２３０の処理は行われなくなる。
【００５８】
すると、図７に示すように、高周波側サーチ単位３０２１が連続して指定されることになる。その結果、高周波側サーチ単位３０２１の増加の速度が上がり、第３の時刻ｔ３には高周波側サーチ単位３０２１の中心周波数がＧＰＳ信号周波数ｆ０に到達し、この時刻のあたりでＧＰＳ信号が捕捉されることになる。
【００５９】
図８は、参考のためにサーチ単位３０２の上下への交互の振り分けをそのまま継続した場合のＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、図７に対応するものである。実サーチ基準周波数ｆｓに対するサーチ対象周波数の周波数差は第４の時刻ｔ４でＡ／２に達し、これ以降の低周波側のサーチは実施されないが、高周波側サーチ単位３０２１の中心周波数、すなわち高周波側サーチ対象周波数３０１１は図７に示す第３の時刻ｔ３になってもＧＰＳ信号周波数ｆ０に達しない。したがって、図６に示したサーチ周波数決定処理を行ったほうが、より早い時刻にＧＰＳ信号周波数ｆ０を捕捉できることがわかる。
【００６０】
図２に示すＧＰＳ信号受信部１０４では、ＧＰＳ信号受信部１０４で捕捉されたＧＰＳ信号から元の信号を抽出し、コード同期時のコード位相や、周波数、信号レベルといった衛星捕捉情報を測位演算部１０５へと出力する。具体的には、図３に示す積分器１３８は、コード同期が確立されると、その出力がピークをとる。そこで、測位演算部１０５はこのピークを検出することによって、上記した衛星捕捉情報を取得することができる。測位演算部１０５は、取得した各衛星捕捉情報を基に測位演算を行い、測位結果を出力する。具体的には、ＰＲＮコードの位相シフト量から図１に示す４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４それぞれとの間の疑似距離を算出し、算出された各疑似距離を元に現在位置を算出し、その算出結果を出力する。
【００６１】
以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、周波数精度の高い基準クロック信号を使用してＧＰＳクロック信号の周波数の理想値との周波数差を判別し、その判別結果を基に実際の高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２を判別する。そして、初期状態では高周波側と低周波側のサーチを交互に行っていくが、
高周波側サーチ対象周波数３０１１が理想的なサーチ範囲の上限値に達したことが判別されると、高周波側のサーチを終了し、その分の処理を低周波側のサーチに回す。また、周波側サーチ対象周波数３０１２が理想的なサーチ範囲の下限値に達したことが判別されると、低周波側のサーチを終了し、その分の処理を高周波側のサーチに回す。これにより、ＧＰＳクロック信号の周波数が変動する場合でも、実際のサーチ範囲を理想的なサーチ範囲に合わせこむことができ、ＧＰＳ信号のサーチをより確実に行うことができる。
【００６２】
通常、水晶発振器の発振周波数は、電源の供給開始から十分に時間が経ち、温度が安定すると安定する。したがって、サーチ範囲のシフトを低減させるための対策として、水晶発振器に温度制御を施し、常に電源を供給しておくことも考えられる。しかしながら、携帯電話機を含めた各種の移動体通信端末では通常、蓄電池の小型化や軽量化の観点から、できるだけ消費電力を抑えることが求められている。したがって、このような市場の要求に適合した形で、より確実なＧＰＳ信号を実現することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図であり、実施の形態１の図２に対応するものである。そこで、図２と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。この携帯電話機４０のサーチ周波数制御部４０９は、図２のサーチ周波数決定部１２１とは異なる処理を行うサーチ周波数決定部４２１を備えている。
【００６４】
図１０は、サーチ周波数決定部４２１によるサーチ周波数決定処理の流れを示すフロー図である。サーチ周波数決定部４２１は、基準周波数設定部１０８から基準補正情報を入力されると（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、サーチ基準周波数ｆｂをサーチ対象周波数に決定する。また、サーチ基準周波数ｆｂに対する高周波側サーチ対象周波数３０１１の周波数差としての高周波側周波数差ＦＵと、低周波側サーチ対象周波数３０１２に対するサーチ基準周波数ｆｂの周波数差としての低周波側周波数差ＦＬに、それぞれ初期値「０」を設定する（ステップＳ５０２）。サーチ周波数制御部４０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、サーチ基準周波数ｆｂをその中心周波数とする形で、実施の形態１の図５に示すサーチ単位３０２についてのサーチをＧＰＳ信号受信部１０４に実施させる。
【００６５】
ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ５０３：ＮＯ）、サーチ周波数決定部４２１は、図５に示す高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の両方が理想的なサーチ範囲を超ええる否かを判別する（ステップＳ５０４）。この判別は、理想的なサーチ範囲の周波数幅をＡとしたとき、高周波側周波数差ＦＵに周波数差情報Δｆを加算した値と、低周波側周波数差ＦＬから周波数差情報Δｆを減じた値が、いずれもＡ／２より大きいか否かを判別することによって行われる。なお、ここでの周波数差情報Δｆはサーチ基準周波数ｆｂと実サーチ基準周波数実サーチ基準周波数ｆｓとの差分（ｆｓ-ｆｂ）であり、実施の形態１と同様に周波数比較部１０７が出力する周波数差情報を基に定常的に算出更新されているものとする。
【００６６】
高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の少なくとも一方が理想的なサーチ範囲を超えない場合には（ステップＳ５０４：ＮＯ）、サーチ周波数決定部４２１は、高周波側サーチ対象周波数３０１１の実サーチ基準周波数ｆＳに対するシフト量が、低周波側サーチ対象周波数３０１２の実サーチ基準周波数ｆＳに対するシフト量以下かどうかを判別する。すなわち、高周波側周波数差ＦＵに周波数差情報Δｆを加算した値が、低周波側周波数差ＦＬから周波数差情報Δｆを減じた値以下かどうかを判別する（ステップＳ５０５）。
【００６７】
低周波側周波数差ＦＬから周波数差情報Δｆを減じた値以下である場合には（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、サーチ周波数決定部４２１は、サーチ基準周波数ｆｂに低周波側周波数差ＦＬを加算した値をサーチ対象周波数に決定する（ステップＳ５０６）。サーチ周波数制御部４０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当するサーチ単位３０２についてのサーチを行わせる。そして、サーチ周波数決定部４２１は、高周波側周波数差ＦＵを所定のサーチステップΔＦｓだけ増加させ（ステップＳ５０７）、ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ５０８：ＮＯ）、再びステップＳ５０４へ戻る。
【００６８】
高周波側周波数差ＦＵに周波数差情報Δｆを加算した値が、低周波側周波数差ＦＬから周波数差情報Δｆを減じた値を超える場合には（ステップＳ５０５：ＮＯ）、サーチ基準周波数ｆｂから低周波側周波数差ＦＬを減じた値をサーチ対象周波数に決定する（ステップＳ５０９）。サーチ周波数制御部４０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当するサーチ単位３０２についてのサーチを行わせる。そして、サーチ周波数決定部４２１は、低周波側周波数差ＦＬを所定のサーチステップΔＦｓだけ増加させ（ステップＳ５１０）、ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ５０８：ＮＯ）、再びステップＳ５０４へ戻る。
【００６９】
ステップＳ５０３で、またはステップＳ５０４からステップＳ５０８までの処理を繰り返す間にＧＰＳ信号が捕捉されると（ステップＳ５０３：ＹＥＳまたはステップＳ５０８：ＹＥＳ）、再びステップＳ５０１へ戻って新たに基準補正情報が入力されるのを待機する。また、ＧＰＳ信号が捕捉されないまま、高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の両方が理想的なサーチ範囲を超えてしまった場合にも（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）、同様にステップＳ５０１へ戻る。なお、この場合には基準周波数設定部１０８に対して基準補正情報の再設定を行わせるようにしてもよい。
【００７０】
図１１は、ＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、実施の形態１の図７に対応するものである。同図に示すように実サーチ基準周波数ｆｓが徐々に下降していく場合、低周波側サーチ単位３０２２の実際のサーチステップは、高周波側サーチ単位３０２１の実際のサーチステップよりも大きくなる。また、図１０のステップＳ５０５の判別処理により、低周波側サーチ対象周波数３０１２の実サーチ基準周波数ｆＳに対するシフト量が高周波側サーチ対象周波数３０１１の実サーチ基準周波数ｆＳに対するシフト量よりも小さくなったときにのみ、低周波側サーチ対象周波数３０１２がサーチ対象周波数に指定される。したがって、低周波側サーチ単位３０２２よりも高周波側サーチ単位３０２１が指定される回数が多くなり、図１１に示すように高周波側サーチ単位３０２１と低周波側サーチ単位３０２２でそのシフトの速度はほぼ同一となる。ここでは、第４の時刻ｔ４のあたりでＧＰＳ信号が捕捉される。そして、実施の形態１と同様に、測位演算部１０５によって測位のための演算が行われる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、周波数精度の高い基準クロック信号を使用してＧＰＳクロック信号の周波数の理想値との周波数差を判別し、その判別結果を基に実際の高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２を判別する。そして、各時刻において、サーチ基準周波数ｆｂからのシフト量がより少ない方に積極的にサーチ単位を設定する。これにより、ＧＰＳクロック信号の周波数が変動する場合でも、実際のサーチ範囲を理想的なサーチ範囲に合わせこむことができ、ＧＰＳ信号のサーチをより確実に行うことができる。また、実際の高周波側サーチ単位３０２１のシフトの速度と低周波側サーチ単位３０２２のシフトの速度が見かけ上ほぼ同一とすることができる。
【００７２】
なお、以上説明した実施の形態１および２では、説明の簡便化のために、同時に一つのサーチ単位のみをサーチの対象することができるものとして説明したが、これに限るものではない。サーチ処理を実行する装置部を複数搭載することにより、同時に複数のサーチ単位を指定し、たとえば上下の周波数を同時にサーチすることも可能である。この場合には、それぞれのサーチ処理を実行する装置部に対して、実施の形態１あるいは実施の形態２で説明した技術を適用するようにすればよい。
【００７３】
また、ＧＰＳクロック信号の周波数の理想値との周波数差を検出するための基準となるクロック信号として、無線基地局との通信で得られるクロック信号を使用するようにしたが、他のクロック信号を使用してもよい。たとえば、あるチャネルでＧＰＳ信号を捕捉できた場合に、そのＧＰＳ信号の搬送波周波数に同期する形で得られるクロック信号を、他のチャネルでのサーチに基準クロック信号として使用するようにしてもよい。また、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数がＰＲＮコードのチップレートと同一であるものとして説明を行ったが、当然ながらこれに限定されるものではない。更に、ＧＰＳ機能を有する携帯電話機に本願発明を適用する場合について説明したが、これに限るものではなく、周波数が変動する可能性のあるクロック信号を使用して所定の周波数の信号の捕捉を試みるような他の各種装置に適用できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本願発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送出される信号を捕捉する機能を有する移動体通信端末に用いるに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る信号捕捉装置が使用される通信システムの構成を示すシステム構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係る携帯電話機の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るＧＰＳ信号受信部の回路構成を示す回路構成図
【図４】本発明の実施の形態１に係る基準周波数設定部による基準周波数設定処理の流れを示すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１に係るサーチ周波数決定部によるサーチ対象周波数の決定の基本原理を説明するための説明図
【図６】本発明の実施の形態１に係るサーチ周波数決定部によるサーチ周波数決定処理の流れを示すフロー図
【図７】本発明の実施の形態１に係るＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図
【図８】参考のためにサーチ単位の上下への交互の振り分けをそのまま継続した場合のＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図
【図９】本発明の実施の形態２に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係るサーチ周波数決定部によるサーチ周波数決定処理の流れを示すフロー図
【図１１】本発明の実施の形態２に係るＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図
【図１２】従来の提案による従来のＧＰＳ信号のサーチの様子の一例を示す説明図
【符号の説明】
【００７６】
１０、４０ 携帯電話機
２０ 通信システム
２１ 携帯電話網
２３ 無線基地局
２４ ＧＰＳ衛星
１０１ 無線用アンテナ
１０２ 無線通信部
１０３ ＧＰＳ用アンテナ
１０４ ＧＰＳ信号受信部
１０５ 測位演算部
１０６ ＧＰＳ用クロック生成部
１０７ 周波数比較部
１０８ 基準周波数設定部
１０９、４０９ サーチ周波数制御部
１１０ 測位開始指示入力部
１２１、４２１ サーチ周波数決定部
１３１ 増幅回路
１３２ 第１のミキサ
１３３ 第１の帯域制限フィルタ
１３４ 第２のミキサ
１３５ 第２の帯域制限フィルタ
１３６ アナログデジタル変換器
１３７ 第３のミキサ
１３８ 積分器
１３９ 周波数逓倍器
１４０ 数値制御発振器
１４１ ＰＲＮコード生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送出される信号のような所定の周波数の信号を捕捉するための信号捕捉装置および信号捕捉方法に関し、特に携帯電話機等の移動体通信端末に好適な信号捕捉装置および信号捕捉方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）といった高速でのデータ伝送が可能な移動体通信端末の普及が進んでいる。このような移動体通信端末では、その利便性や用途の拡大を図るために、衛星測位システムを利用した位置情報の取得機能を追加することが注目されている。
【０００３】
衛星測位システムは、地球の周回軌道を回る複数の人工衛星から送出される情報を受信して、各人工衛星との間の距離を測定し、受信側の装置の現在位置を計算するシステムである。米国の国防総省が構築したＧＰＳは、このような衛星測位システムの代表的なものであり、ＧＰＳ衛星と呼ばれる人工衛星を複数配置している。
【０００４】
ＧＰＳ衛星は、送出の対象となる信号に対して、所定のＰＲＮ（Pseudo Random Noise：擬似ランダム雑音）コードを用いたスペクトラム拡散処理を行う。すなわち、移動体通信端末では、このＧＰＳ衛星から送出される信号（以下、「ＧＰＳ信号」という。）に対し対応するＰＲＮコードを用いて逆拡散処理を行うことによって、元の信号を取得することが可能である。そして、取得した信号に対して、メッセージ同期、エフェメリス（ephemeris）収集、ＰＶＴ（Position, Velocity, Time）計算等の処理を行うことにより、自己の現在位置や時刻についての情報を得ることができる。
【０００５】
このような測位機能が搭載された移動体通信端末では、ＧＰＳ信号の受信処理に使用するためのクロック信号（以下、「ＧＰＳクロック信号」という。）を生成する装置部として、小型で安価であることから、水晶発振器を適用することが広く行われている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００６】
ただし、水晶発振器の発振周波数は、周囲温度その他の使用条件によって変動するため、サーチ周波数範囲を大きく設定する必要があり、その結果、信号捕捉に時間がかかることがある。そこで、この従来の提案では、移動体通信端末が地上の無線基地局との間で無線通信を行う際に得られる高い周波数精度のクロック信号を使用して、自装置内部の水晶発振器が生成するＧＰＳクロック信号の周波数がその理想値からどの程度ずれているかを検出する。そして、その周波数差に基づいて、測位に関する信号処理を行うようになっている。これにより、水晶発振器が発生させるＧＰＳクロック信号の周波数が理想値と異なっていても、周波数サーチ範囲を限定して、高速な信号捕捉を行うことが出来る。
【０００７】
ところで、前記したＧＰＳ信号のスペクトラム拡散処理で使用されるＰＲＮコードは、コード長１ｍｓ（ミリ秒）、チップレート１．０２３ＭＨｚ（メガヘルツ）であり、１チップの周期は約１μｓ（マイクロ秒）である。このスペクトラム拡散処理は、それぞれのＧＰＳ衛星に搭載された原子時計の時刻に同期して行われる。したがって、移動体通信端末は、０．５μｓ以下の誤差の精度で送出側のＧＰＳ衛星との時刻同期を確立してからでなければ、前記したメッセージ同期以降の処理を開始することができず、測位を行うことができない。
【０００８】
しかしながら、移動体通信端末は、ＧＰＳ信号の受信を開始していない状態ではいずれのＧＰＳ衛星からも独立して動作しているのが通常である。そこで、測位に先立って、まずＧＰＳ信号をサーチし、ＧＰＳ信号に対する周波数同期または位相同期やＰＲＮコードの同期（以下、「コード同期」と総称する。）を確立するための処理が必要となる。
【０００９】
図１２は、このような従来のＧＰＳ信号のサーチの様子の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。移動通信端末は、サーチ対象となる周波数としてのサーチ対象周波数１を、ＧＰＳ信号の標準の周波数として予め定められたサーチの基準となる周波数（以下、「サーチ基準周波数」という。）ｆｂを基準として、時間の経過とともに徐々に周囲の周波数帯域に移動させる。これは、ＧＰＳ衛星と移動体通信端末との間の相対速度その他の原因によって、サーチの対象となる周波数を移動体通信端末に到達するＧＰＳ信号の周波数としてのＧＰＳ信号周波数ｆ０に正確に合わせ込むことが難しいためである。この例では、時刻ｔでＧＰＳ信号が捕捉されることになる。また、移動体通信端末が携帯電話網に設けられたサーバとの通信によってＧＰＳ衛星の軌道情報を授受することで、ＧＰＳ信号の標準の周波数よりも高い周波数精度で設定することも可能である。この場合には、より早い時刻にＧＰＳ信号を捕捉することができる。
【００１０】
一方で、サーチ範囲を広げると、広げた分だけサーチする時間がかかる。また、サーチ速度を上げてこの時間の短縮を図ろうとすると、信号レベルが低い場合にはＧＰＳ信号を誤って捕捉し損ねてしまう可能性が高くなる。そこで、通常は、同図に示すようにサーチ対象周波数１に周波数上限値ｆｍａｘと周波数下限値ｆｍｉｎを定める。そして、サーチを所定の時間内にサーチ対象周波数１がその上限値と下限値に到達するような速度でサーチ範囲を広げていくことにより、設定されたサーチ範囲、すなわち周波数上限値ｆｍａｘと周波数下限値ｆｍｉｎとの間の周波数帯域についてのサーチを、所定の時間内に終了することができる。ここで、サーチを終了してもＧＰＳ信号の捕捉が出来なかった場合には、前記した一連のサーチ処理を再実行する。
【特許文献１】特開２００３−３２９７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、水晶発振器には、前記したように周辺の温度変化によって発振周波数が変化してしまうという特徴がある。また、ＧＰＳ信号のサーチは、前記したＧＰＳクロック信号を動作クロックとして使用して行われる。したがって、サーチが開始された後に水晶発振器の発振周波数が変動し、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値のときのサーチ範囲に対して、実際のサーチ範囲が時間の経過とともにずれていってしまう場合がある。この場合、捕捉できるはずのＧＰＳ信号をいつまでも捕捉できないといった事態が発生する恐れがある。
【００１２】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、時間の経過とともに周波数が変動するようなクロック信号を使用する場合でも、所定の周波数の信号をより確実に捕捉することが可能な信号捕捉装置および信号捕捉方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる課題を解決するため、本発明の信号捕捉装置は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出手段と、サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を、このクロック周波数差検出手段による最新の検出結果に基づいて所定の時間ごとに決定するサーチ周波数差決定手段と、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのサーチ周波数差決定手段が決定したサーチ周波数差と基準周波数との加算値に基づいて補正する信号受信手段とを具備する構成を採る。
【００１４】
また、本発明の信号捕捉方法は、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出ステップと、サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を、このクロック周波数差検出ステップによる最新の検出結果に基づいて所定の時間ごとに決定するサーチ周波数差決定ステップと、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段について、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのサーチ周波数差決定ステップで決定されたサーチ周波数差と基準周波数との加算値に基づいて補正するサーチ対象周波数制御ステップとを具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出し、その最新の検出結果に基づいて、サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を所定の時間ごとに決定する。そして、所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数を決定されたサーチ周波数差と基準周波数との加算値に基づいて補正する。これにより、所定のクロック信号の周波数が時間の経過とともに変動する場合でも、その変動を検出することができ、これに合わせ込む形でサーチ周波数差を決定し、サーチの対象となる周波数の値を適切な値に決定することができる。すなわち、予め定められた周波数の信号の捕捉をより確実に行うことができる。更に、クロック信号の周波数変動に対する耐性が向上するため、より柔軟な装置設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る信号捕捉装置ついて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る信号捕捉装置が使用される通信システムの構成を示すシステム構成図である。この通信システム２０は、携帯電話機１０と、携帯電話網２１と、この携帯電話網２１に接続された無線基地局２３と、携帯電話機１０の上空に配置されたＧＰＳ衛星（ここでは説明のために、４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４を示す）と、から主に構成される。
【００１８】
携帯電話機１０は、無線基地局２３と無線信号を送受信することによって、携帯電話網２１に配置された図示しない他の携帯電話機や固定電話機あるいは情報サーバと通信を行う。また、４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４のそれぞれから送出されるＧＰＳ信号を捕捉し、各ＧＰＳ信号から情報を抽出することによって測位を行う。このＧＰＳ信号は、１，５７５４２ＧＨｚ（ギガヘルツ）の同一の周波数の搬送波に、ＧＰＳ信号ごとに異なるＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）やＰコード（Precise CodeもしくはProtected Code）といったＰＲＮコードを重畳したものである。
【００１９】
図２は、図１に示す携帯電話機１０の構成を示すブロック図である。携帯電話機１０は、無線用アンテナ１０１と、無線通信部１０２と、ＧＰＳ用アンテナ１０３と、ＧＰＳ信号受信部１０４と、測位演算部１０５と、ＧＰＳ用クロック生成部１０６と、周波数比較部１０７と、基準周波数設定部１０８と、サーチ周波数制御部１０９と、測位開始指示入力部１１０と、から主に構成される。また、サーチ周波数制御部１０９は、サーチ周波数決定部１２１を備えている。
【００２０】
また、この携帯電話機１０は、図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）と、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリと、既存のハードウェアとしての通信回路によって構成されている。すなわち、制御プログラムをＣＰＵが実行することで上記した各装置部の機能が実現する。
【００２１】
無線通信部１０２は、図１に示す無線基地局２３との間で無線信号の送受信を行う。無線基地局２３は、図示しないが高い周波数精度でクロック信号を生成するクロック発振器を備えている。そして、このクロック信号を搬送周波数として使用し、無線通信部１０２と無線通信を行う。無線通信部１０２は、図示しないがＰＬＬ（Phase-Locked Loop）回路を有するＡＦＣ（Automatic Frequency Control）装置を備えており、無線基地局２３から送出される無線信号の搬送波周波数に周波数同期した基準クロック信号を生成する。
【００２２】
ＧＰＳ信号受信部１０４は、ＧＰＳ信号をサーチするとともにこれを捕捉し、ＧＰＳ信号に含まれる情報を取得する。そして、測位演算部１０５は、この取得された情報を元に測位のための演算を行う。すなわち、携帯電話機１０は、携帯電話網２１に接続する機能と、ＧＰＳシステムによる測位機能とを備えた移動体通信端末である。
【００２３】
測位開始指示入力部１１０は、ＧＰＳによる測位の開始の指示を受け付ける。ＧＰＳ用クロック生成部１０６は、図示しない温度補償型水晶発振器（Temperature Compensated Crystal Oscillator : TCXO）を使用して、ＧＰＳ信号受信部１０４の動作クロックとして使用されるＧＰＳクロック信号を生成する。このＧＰＳ用クロック生成部１０６は、携帯電話機１０の無線通信部１０２のＡＦＣ装置のような周波数同期は施されず、自走のクロック源である。また、温度補償型となっているものの、水晶発振器の発振周波数は周囲温度からの影響によって変動する。したがって、ＧＰＳクロック信号の周波数精度は、無線通信部１０２が出力する基準クロック信号の周波数精度よりも低くなっている。
【００２４】
周波数比較部１０７は、ＧＰＳクロック信号の周波数をその理想値と比較し、その周波数の差分を周波数差情報として出力する。この周波数差情報は、たとえば基準クロック信号が所定回数立ち上がる区間にＧＰＳクロック信号が何回立ち上がるかをカウントし、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値であったときに得られるカウント値と実際のカウント値を比較することによって求めることができる。
【００２５】
基準周波数設定部１０８は、この周波数差情報を基にして、ＧＰＳクロック信号の周波数の理想値の実際のＧＰＳクロック信号の周波数に対する比を表す情報である基準補正情報を生成する。この基準補正情報は、ＧＰＳ信号受信部１０４がＧＰＳ信号を捕捉する際の基準となる周波数としてのサーチ基準周波数を補正するのに使用されるものである。
【００２６】
サーチ周波数決定部１２１は、周波数比較部１０７が出力する周波数差情報を基にしてサーチ基準周波数を決定する。サーチ周波数制御部１０９は、この決定されたサーチ基準周波数に基準周波数設定部１０８が出力する基準補正情報を乗じた値を、ＧＰＳ信号受信部１０４へと出力する。
【００２７】
図３は、図２に示すＧＰＳ信号受信部１０４の回路構成を示すものである。ＧＰＳ信号受信部１０４は、増幅回路１３１と、第１のミキサ１３２と、第１の帯域制限フィルタ１３３と、第２のミキサと１３４と、第２の帯域制限フィルタ１３５と、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３６と、第３のミキサ１３７と、積分器１３８と、周波数逓倍器１３９と、数値制御発振器（Numerical Controlled Oscillator：ＮＣＯ）１４０と、ＰＲＮコード生成部１４１と、から主に構成される。
【００２８】
周波数逓倍器１３９は、ＧＰＳクロック信号を逓倍してＧＰＳ信号の搬送波の周波数レベルの第１のローカル信号（周波数：ｆＬｏ１）に変換する。図２に示すＧＰＳ用アンテナ１０３で受信された受信信号は、増幅回路１３１で増幅され、第１のミキサ１３２でこの第１のローカル信号と乗算されてから、第１の帯域制限フィルタ１３３で不要な周波数成分を除去することでＧＰＳ信号は第１のＩＦ（Intermediate Frequency）周波数（ｆＩＦ１）にダウンコンバートされる。数値制御発振器１４０は、ＧＰＳクロック信号を動作クロックとし、入力されるサーチ対象周波数と同一の周波数をもつ第２のローカル信号（周波数：ｆＬｏ２）を生成する。第１の帯域制限フィルタ１３３から出力される第１のＩＦ周波数に変換された受信信号は、第２のミキサ１３４でこの第２のローカル信号と乗算され、第２のＩＦ周波数（ｆＩＦ２）に変換される。ここでは第２のＩＦ周波数はベースバンド相当の信号、すなわち０Ｈｚ付近としているが、第２のＩＦ周波数ｆＬｏ２はベースバンドでなくても構わない。第２のＩＦ周波数ｆＬｏ２に変換された受信信号は、第２の帯域制限フィルタ１３５で不要な周波数成分が除去される。そして、アナログデジタル変換器１３６で、デジタル信号に変換される。
【００２９】
ＰＲＮコード生成部１４１は、ＰＲＮコードを数値制御発振器１４０から出力されるクロック信号に同期してＰＲＮコードを生成する。アナログデジタル変換器１３６でデジタル化された受信信号は、第３のミキサ１３７でこの生成されたＰＲＮコードと乗算され、積分器１３８で積分される。すなわち、受信する信号がＧＰＳ信号であり、なおかつ数値制御発振器１４０から出力されるクロック信号がこれと周波数同期したとき、ＰＲＮコード生成部１４１が出力するＰＲＮコードとの同期が確立し、積分器１３８が出力する積分値はピークをとる。したがって、図２に示す測位演算部１０５は、この積分値を監視することによって、コード同期が確立されたか否かを判別し、ＧＰＳ信号の捕捉を検出する。
【００３０】
数値制御発振器１４０の設定周波数は、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値に一致する前提での内容となっている。具体的には、前記した第１のローカル信号はＧＰＳクロック信号を逓倍したものであり、更に第２のローカル信号を出力する数値制御発振器１４０はＧＰＳクロック信号の周波数が正しいものとして動作するため、その上で設定された周波数で第２のローカル信号を出力する。したがって、サーチ対象周波数をｆｓと設定した場合、ＧＰＳクロック信号の周波数をｆｃｌｋ、周波数逓倍器１３９の逓倍率をＮ１とすると、数値制御発振器１４０の設定周波数（ｆｎｃｏ）を以下の式（１）で表される内容に設定することで、サーチ対象周波数ｆｓをサーチすることが可能となる。
【００３１】
ｆｎｃｏ＝ｆｓ−Ｎ１×ｆｃｌｋ−ｆＩＦ２……（１）
【００３２】
ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値からずれている場合には、第１のローカル信号および第２のローカル信号も周波数が想定する周波数からずれたものとなる。たとえば、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値のｍ倍であった場合、出力される第１のローカル信号の周波数および第２のローカル信号の周波数も想定される周波数のｍ倍となる。したがって、これらの信号によってダウンコンバートされて出力される信号、すなわちＩＦ変換された受信信号の周波数も、指定されたサーチ対象周波数ｆｓに対応するＩＦ周波数からずれたものとなる。
【００３３】
なお、ＧＰＳ信号の捕捉は、図１に示す４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４の全てについてそれぞれ異なるチャネルで行われる必要がある。ここでは、説明の簡便化のために、ＧＰＳ信号受信部１０４にはＧＰＳ衛星２４−１に対応する構成のみが備えられているものとするが、実際にはチャネルごとに図３に示す構成が備えられる。
【００３４】
以上の構成を有する携帯電話機１０について、以下、各装置部の動作を説明する。
【００３５】
測位開始指示入力部１１０は、図示しないがキースイッチを備えている。携帯電話機１０のユーザは、このキースイッチを操作することによって任意のタイミングでＧＰＳによる測位の開始の指示を入力できる。また、携帯電話機１０搭載のアプリケーションソフトウェアあるいは携帯電話網２１側からの測位開始の指示の入力も受け付ける。測位開始指示入力部１１０は、この測位開始の指示が入力されると、その旨を示す測位開始指示情報をＧＰＳ用クロック生成部１０６および周波数比較部１０７に出力する。
【００３６】
ＧＰＳ用クロック生成部１０６は、測位開始指示情報が入力されると、温度補償型水晶発振器への電源供給を開始し、ＧＰＳクロック信号の出力を開始する。周波数比較部１０７は、測位開始指示情報が入力されると、無線通信部１０２が出力する基準クロック信号とＧＰＳ用クロック生成部１０６が出力するＧＰＳクロック信号の入力を開始する。そして、ＧＰＳクロック信号の周波数をその理想値と比較し、その周波数の差分を周波数差情報として出力する。この周波数差情報は、たとえば基準クロック信号が所定回数立ち上がる区間にＧＰＳクロック信号が何回立ち上がるかをカウントし、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値であったときに得られるカウント値と実際のカウント値を比較することによって求めることができる。
【００３７】
基準周波数設定部１０８は、後に説明する基準周波数設定処理によって、周波数比較部１０７からの周波数差情報の入力に対応して、サーチ周波数制御部１０９のサーチ周波数決定部１２１に対して基準補正情報を出力する。
【００３８】
図４は、基準周波数設定部１０８による基準周波数設定処理の流れを示すフロー図である。基準周波数設定部１０８は、周波数比較部１０７からの周波数差情報の入力が開始されると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、その内容に対応してＧＰＳ信号の捕捉の基準となるサーチ基準周波数を補正するための基準補正情報を生成する（ステップＳ２０２）。
【００３９】
基準補正情報は、既に説明したように、実際のＧＰＳクロック信号の周波数に対するＧＰＳクロック信号の周波数の理想値の比である。したがって、基準周波数設定部１０８は、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数をｆ１とし、入力された周波数差情報をΔｆ１とすると、基準補正情報を、ｆ１／（ｆ１＋Δｆ１）で表される値に決定する。
【００４０】
そして、サーチ周波数制御部１０９に対して、生成した基準補正情報を出力してサーチ対象周波数の制御の開始を指示する（ステップＳ２０３）。そして、ＧＰＳ信号のサーチが終了すると（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１へ戻って新たにＧＰＳ信号のサーチが開始されるのを待機する（リターン）。
【００４１】
なお、ＧＰＳ信号のサーチが終了するのは、たとえば、測位に必要な数のＧＰＳ衛星２４との間でコード同期を確立できたときや、後に説明する所定のサーチ範囲についてサーチを実施したものの、測位に必要な数のＧＰＳ衛星２４との間でコード同期を確立できなかったときである。この場合には、基準周波数設定部１０８はステップＳ２０２へ戻り、再度一連のサーチ処理を再実行するようにしてもよい。
【００４２】
図５は、サーチ周波数決定部１２１によるサーチ対象周波数の決定の基本原理を説明するための説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。サーチ周波数制御部１０９は、サーチ周波数決定部１２１が決定したサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を、ＧＰＳ信号受信部１０４へと出力する。ＧＰＳ信号受信部１０４は、サーチ周波数制御部１０９からサーチ対象周波数を入力されると、その周波数を中心周波数とした所定の周波数幅Ｆｗについて、所定のサーチ時間Ｔｓでサーチを行う。これら所定の周波数幅Ｆｗと所定のサーチ時間Ｔｓは、ＧＰＳ信号受信部１０４のサーチ能力、すなわちＧＰＳ信号受信部１０４がサーチを実施する時間及びその時間でサーチ可能となる周波数幅である。以下、この時間と周波数幅で規定されるサーチ能力をサーチ単位と記述する。
【００４３】
サーチ周波数決定部１２１は、決定した１つのサーチ対象周波数に対応するサーチが完了するたびに、新たなサーチ対象周波数３０１をサーチ基準周波数ｆｂの上下に交互に決定する。このとき、サーチ基準周波数ｆｂ以上の周波数帯域に設定されるサーチ対象周波数３０１としての高周波側サーチ対象周波数３０１１は、たとえば１つ前に決定した高周波側サーチ対象周波数３０１１よりも所定の周波数差ΔＦｓ（以下、「サーチステップ」という。）だけ高く決定される。また、サーチ基準周波数ｆｂ以下の周波数帯域に設定されるサーチ対象周波数３０１としての低周波側サーチ対象周波数３０１２は、たとえば１つ前に決定した低周波側サーチ対象周波数３０１２よりも所定のサーチステップΔＦｓだけ低く決定される。
【００４４】
したがって、ＧＰＳクロック信号の周波数が理想値で一定している場合には、高周波側サーチ対象周波数３０１１を中心周波数とするサーチ単位３０２としての高周波側サーチ単位３０２１は、同図に示すように実際にサーチの基準となる周波数（以下、「実サーチ基準周波数」という。）ｆｓから時間の経過とともにより高い周波数帯域へと移動していく。また、低周波側サーチ対象周波数３０１２を中心周波数とするサーチ単位３０２としての低周波側サーチ単位３０２２は、同図に示すように実サーチ基準周波数ｆｓから時間の経過とともにより低い周波数帯域へと移動していく。このようにして、予め定められたサーチ範囲についてのＧＰＳ信号の順次走査（シーケンシャルスキャン）が実現される。
【００４５】
サーチステップΔＦｓは、サーチ単位３０２のサーチ時間ＴｓでのＧＰＳクロック信号の周波数変動よりも十分に小さな値に設定されている。したがって、ＧＰＳクロック信号の周波数の変動によって実サーチ基準周波数ｆｓが変動しても、各高周波側サーチ単位３０２１および各低周波側サーチ対象周波数３０１２は、それぞれ周波数軸上で連続することになる。
【００４６】
ところが、既に説明したように、ＧＰＳクロック信号の周波数の変動によって、実際のサーチ範囲が理想的なサーチ範囲からずれていってしまうという問題がある。そこで、サーチ周波数決定部１２１は、周波数差情報を基に実際のサーチ範囲についてのサーチを確実に行えるように、サーチ対象周波数の決定を行う。
【００４７】
図６は、サーチ周波数決定部１２１によるサーチ周波数決定処理の流れを示すフロー図である。サーチ周波数決定部１２１は、基準周波数設定部１０８から基準補正情報を入力されると（ステップＳ２２１：ＹＥＳ）、サーチ基準周波数ｆｂをサーチ対象周波数に決定するとともに、サーチ基準周波数ｆｂに対するサーチ対象周波数のシフト量を表すパラメータＦｒに初期値「０」を設定する（ステップＳ２２２）。サーチ周波数制御部１０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、サーチ基準周波数ｆｂを中心周波数とする形で、図５に示すサーチ単位３０２についてのサーチをＧＰＳ信号受信部１０４に実施させる。
【００４８】
ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２２３：ＮＯ）、サーチ周波数決定部１２１は、図５に示す高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側対象周波数３０１２の両方が理想的なサーチ範囲を超えるか否かを判別する（ステップＳ２２４）。この判別は、理想的なサーチ範囲の周波数幅をＡとしたとき、パラメータＦｒに周波数差情報Δｆを加算した値と、パラメータＦｒから周波数差情報Δｆを減じた値が、いずれもＡ／２より大きいか否かを判別することによって行われる。
【００４９】
なお、ここでの周波数差情報Δｆはサーチ基準周波数ｆｂに対する実サーチ基準周波数ｆｓの周波数差（ｆｓ-ｆｂ）であり、周波数比較部１０７が出力する周波数差情報を基に定常的に算出更新されているものとする。
【００５０】
高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の少なくとも一方が理想的なサーチ範囲を超えない場合には（ステップＳ２２４：ＮＯ）、サーチ周波数決定部１２１は、高周波側サーチ対象周波数３０１１が理想的なサーチ範囲を超えるか否か、すなわちパラメータＦｒに周波数差情報Δｆを加算した値がＡ／２より大きいか否かを判別する（ステップＳ２２５）。大きくない場合には（ステップＳ２２５：ＮＯ）、サーチ基準周波数ｆｂにパラメータＦｒを加算した値をサーチ対象周波数に決定する（ステップＳ２２６）。サーチ周波数制御部１０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当するサーチ単位３０２についてのサーチを行わせる。
【００５１】
サーチ周波数決定部１２１は、ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２２７：ＮＯ）、更に低周波側サーチ対象周波数３０１２が理想的なサーチ範囲を超えるか否か、すなわちパラメータＦｒから周波数差情報Δｆを減じた値がＡ／２より大きいか否かを判別する（ステップＳ２２８）。大きくない場合には（ステップＳ２２８：ＮＯ）、サーチ基準周波数ｆｂからパラメータＦｒを減じた値をサーチ対象周波数に決定する（ステップＳ２２９）。サーチ周波数制御部１０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当するサーチ単位３０２についてのサーチを行わせる。まだＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ２３０：ＮＯ）、サーチ周波数決定部１２１は、パラメータＦｒを所定のサーチステップΔＦｓだけ増加させ（ステップＳ２３１）、再びステップＳ２２４へ戻る。
【００５２】
高周波側サーチ対象周波数３０１１が理想的なサーチ範囲を超える場合には（ステップＳ２２５：ＹＥＳ）、サーチ周波数決定部１２１は、高周波側サーチ対象周波数３０１１についてのサーチ対象周波数の決定は行わずに、ステップＳ２２８へ進む。また、低周波側サーチ対象周波数３０１２が理想的なサーチ範囲を超える場合には（ステップＳ２２８：ＹＥＳ）、低周波側サーチ対象周波数３０１２についてのサーチ対象周波数の決定は行わずに、ステップＳ２３１へ進む。
【００５３】
ステップＳ２２３で、またはステップＳ２２４からステップＳ２３１までの処理を繰り返す間にＧＰＳ信号が捕捉されると（ステップＳ２２３：ＹＥＳ、ステップＳ２２７：ＹＥＳまたはステップＳ２３０：ＹＥＳ）、サーチ周波数決定部１２１は、再びステップＳ２２１へ戻って新たに基準補正情報が入力されるのを待機する。また、ＧＰＳ信号が捕捉されないまま、高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の両方が理想的なサーチ範囲を超えてしまった場合にも（ステップＳ２２４：ＹＥＳ）、同様にステップＳ２２１へ戻る。なお、この場合には基準周波数設定部１０８に対して基準補正情報の再設定を行わせるようにしてもよい。
【００５４】
図７は、ＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図である。横軸はサーチが開始されてからの経過時間を表し、縦軸は周波数を表している。説明の簡便化のため、以下、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数が、ＰＲＮコードのチップレートと同一であるものとする。サーチ周波数制御部１０９は、基準周波数設定部１０８から入力された基準補正情報の値を、サーチ周波数決定部１２１が決定したサーチ対象周波数に乗じたものを、図３に示す数値制御発振器１４０に対して出力する。
【００５５】
ここで、第１の時刻ｔ１にサーチが開始され、基準補正情報がサーチ周波数制御部１０９へ入力されたとする。基準補正情報は、既に説明したように実際のＧＰＳクロック信号の周波数に対するＧＰＳクロック信号の周波数の理想値の比を表す情報である。したがって、同図に示すように、第１の時刻ｔ１の直後には、実サーチ基準周波数ｆｓはサーチ基準周波数ｆｂにほぼ一致する。
【００５６】
ただし、周波数差情報は無線クロック信号に基づいて生成されているため、ＧＰＳ信号のＰＲＮコードのチップレートとしてのＧＰＳ信号周波数ｆ０との間に、周波数誤差Δｄは残る。しかしながら、ＧＰＳ用クロック生成部１０６の発振周波数を調整した場合に比べて、その周波数精度は数ｐｐｍ（parts per million）から１ｐｐｍ以下の値へと向上する。また、この周波数誤差Δｄは、無線通信部１０２の周波数精度（周波数確度）によって決まってくる。したがって、理想的なサーチ範囲Ａ、すなわちサーチ対象周波数３０１の周波数上限値ｆｍａｘと周波数下限値ｆｍｉｎとの間の範囲は、この無線通信部１０２の周波数精度に対応する大きさで、なおかつサーチ基準周波数ｆｂが中心となるように設定されている。
【００５７】
そして、サーチ周波数決定部１２１は、図６で説明した処理により、高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２とを交互に決定していく。同図に示すように実サーチ基準周波数ｆｓが徐々に下降していく場合、低周波側サーチ単位３０２２の実際のサーチステップは、高周波側サーチ単位３０２１の実際のサーチステップよりも大きくなる。したがって、低周波側サーチ単位３０２２の中心周波数、すなわち低周波側サーチ対象周波数３０１２が先に周波数下限値ｆｍｉｎに達する。この時刻を第２の時刻ｔ２とすると、第２の時刻ｔ２以降は図６のステップＳ２２９およびステップＳ２３０の処理は行われなくなる。
【００５８】
すると、図７に示すように、高周波側サーチ単位３０２１が連続して指定されることになる。その結果、高周波側サーチ単位３０２１の増加の速度が上がり、第３の時刻ｔ３には高周波側サーチ単位３０２１の中心周波数がＧＰＳ信号周波数ｆ０に到達し、この時刻のあたりでＧＰＳ信号が捕捉されることになる。
【００５９】
図８は、参考のためにサーチ単位３０２の上下への交互の振り分けをそのまま継続した場合のＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、図７に対応するものである。実サーチ基準周波数ｆｓに対するサーチ対象周波数の周波数差は第４の時刻ｔ４でＡ／２に達し、これ以降の低周波側のサーチは実施されないが、高周波側サーチ単位３０２１の中心周波数、すなわち高周波側サーチ対象周波数３０１１は図７に示す第３の時刻ｔ３になってもＧＰＳ信号周波数ｆ０に達しない。したがって、図６に示したサーチ周波数決定処理を行ったほうが、より早い時刻にＧＰＳ信号周波数ｆ０を捕捉できることがわかる。
【００６０】
図２に示すＧＰＳ信号受信部１０４では、ＧＰＳ信号受信部１０４で捕捉されたＧＰＳ信号から元の信号を抽出し、コード同期時のコード位相や、周波数、信号レベルといった衛星捕捉情報を測位演算部１０５へと出力する。具体的には、図３に示す積分器１３８は、コード同期が確立されると、その出力がピークをとる。そこで、測位演算部１０５はこのピークを検出することによって、上記した衛星捕捉情報を取得することができる。測位演算部１０５は、取得した各衛星捕捉情報を基に測位演算を行い、測位結果を出力する。具体的には、ＰＲＮコードの位相シフト量から図１に示す４つのＧＰＳ衛星２４−１〜２４−４それぞれとの間の疑似距離を算出し、算出された各疑似距離を元に現在位置を算出し、その算出結果を出力する。
【００６１】
以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、周波数精度の高い基準クロック信号を使用してＧＰＳクロック信号の周波数の理想値との周波数差を判別し、その判別結果を基に実際の高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２を判別する。そして、初期状態では高周波側と低周波側のサーチを交互に行っていくが、
高周波側サーチ対象周波数３０１１が理想的なサーチ範囲の上限値に達したことが判別されると、高周波側のサーチを終了し、その分の処理を低周波側のサーチに回す。また、周波側サーチ対象周波数３０１２が理想的なサーチ範囲の下限値に達したことが判別されると、低周波側のサーチを終了し、その分の処理を高周波側のサーチに回す。これにより、ＧＰＳクロック信号の周波数が変動する場合でも、実際のサーチ範囲を理想的なサーチ範囲に合わせこむことができ、ＧＰＳ信号のサーチをより確実に行うことができる。
【００６２】
通常、水晶発振器の発振周波数は、電源の供給開始から十分に時間が経ち、温度が安定すると安定する。したがって、サーチ範囲のシフトを低減させるための対策として、水晶発振器に温度制御を施し、常に電源を供給しておくことも考えられる。しかしながら、携帯電話機を含めた各種の移動体通信端末では通常、蓄電池の小型化や軽量化の観点から、できるだけ消費電力を抑えることが求められている。したがって、このような市場の要求に適合した形で、より確実なＧＰＳ信号を実現することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図であり、実施の形態１の図２に対応するものである。そこで、図２と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。この携帯電話機４０のサーチ周波数制御部４０９は、図２のサーチ周波数決定部１２１とは異なる処理を行うサーチ周波数決定部４２１を備えている。
【００６４】
図１０は、サーチ周波数決定部４２１によるサーチ周波数決定処理の流れを示すフロー図である。サーチ周波数決定部４２１は、基準周波数設定部１０８から基準補正情報を入力されると（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、サーチ基準周波数ｆｂをサーチ対象周波数に決定する。また、サーチ基準周波数ｆｂに対する高周波側サーチ対象周波数３０１１の周波数差としての高周波側周波数差ＦＵと、低周波側サーチ対象周波数３０１２に対するサーチ基準周波数ｆｂの周波数差としての低周波側周波数差ＦＬに、それぞれ初期値「０」を設定する（ステップＳ５０２）。サーチ周波数制御部４０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、サーチ基準周波数ｆｂをその中心周波数とする形で、実施の形態１の図５に示すサーチ単位３０２についてのサーチをＧＰＳ信号受信部１０４に実施させる。
【００６５】
ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ５０３：ＮＯ）、サーチ周波数決定部４２１は、図５に示す高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の両方が理想的なサーチ範囲を超ええる否かを判別する（ステップＳ５０４）。この判別は、理想的なサーチ範囲の周波数幅をＡとしたとき、高周波側周波数差ＦＵに周波数差情報Δｆを加算した値と、低周波側周波数差ＦＬから周波数差情報Δｆを減じた値が、いずれもＡ／２より大きいか否かを判別することによって行われる。なお、ここでの周波数差情報Δｆはサーチ基準周波数ｆｂと実サーチ基準周波数実サーチ基準周波数ｆｓとの差分（ｆｓ-ｆｂ）であり、実施の形態１と同様に周波数比較部１０７が出力する周波数差情報を基に定常的に算出更新されているものとする。
【００６６】
高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の少なくとも一方が理想的なサーチ範囲を超えない場合には（ステップＳ５０４：ＮＯ）、サーチ周波数決定部４２１は、高周波側サーチ対象周波数３０１１の実サーチ基準周波数ｆＳに対するシフト量が、低周波側サーチ対象周波数３０１２の実サーチ基準周波数ｆＳに対するシフト量以下かどうかを判別する。すなわち、高周波側周波数差ＦＵに周波数差情報Δｆを加算した値が、低周波側周波数差ＦＬから周波数差情報Δｆを減じた値以下かどうかを判別する（ステップＳ５０５）。
【００６７】
低周波側周波数差ＦＬから周波数差情報Δｆを減じた値以下である場合には（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、サーチ周波数決定部４２１は、サーチ基準周波数ｆｂに低周波側周波数差ＦＬを加算した値をサーチ対象周波数に決定する（ステップＳ５０６）。サーチ周波数制御部４０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当するサーチ単位３０２についてのサーチを行わせる。そして、サーチ周波数決定部４２１は、高周波側周波数差ＦＵを所定のサーチステップΔＦｓだけ増加させ（ステップＳ５０７）、ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ５０８：ＮＯ）、再びステップＳ５０４へ戻る。
【００６８】
高周波側周波数差ＦＵに周波数差情報Δｆを加算した値が、低周波側周波数差ＦＬから周波数差情報Δｆを減じた値を超える場合には（ステップＳ５０５：ＮＯ）、サーチ基準周波数ｆｂから低周波側周波数差ＦＬを減じた値をサーチ対象周波数に決定する（ステップＳ５０９）。サーチ周波数制御部４０９は、この決定されたサーチ対象周波数に基準補正情報を乗じた値を図３に示す数値制御発振器１４０へと出力し、ＧＰＳ信号受信部１０４に対して該当するサーチ単位３０２についてのサーチを行わせる。そして、サーチ周波数決定部４２１は、低周波側周波数差ＦＬを所定のサーチステップΔＦｓだけ増加させ（ステップＳ５１０）、ＧＰＳ信号が捕捉されない場合には（ステップＳ５０８：ＮＯ）、再びステップＳ５０４へ戻る。
【００６９】
ステップＳ５０３で、またはステップＳ５０４からステップＳ５０８までの処理を繰り返す間にＧＰＳ信号が捕捉されると（ステップＳ５０３：ＹＥＳまたはステップＳ５０８：ＹＥＳ）、再びステップＳ５０１へ戻って新たに基準補正情報が入力されるのを待機する。また、ＧＰＳ信号が捕捉されないまま、高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２の両方が理想的なサーチ範囲を超えてしまった場合にも（ステップＳ５０４：ＹＥＳ）、同様にステップＳ５０１へ戻る。なお、この場合には基準周波数設定部１０８に対して基準補正情報の再設定を行わせるようにしてもよい。
【００７０】
図１１は、ＧＰＳ信号受信部１０４によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図であり、実施の形態１の図７に対応するものである。同図に示すように実サーチ基準周波数ｆｓが徐々に下降していく場合、低周波側サーチ単位３０２２の実際のサーチステップは、高周波側サーチ単位３０２１の実際のサーチステップよりも大きくなる。また、図１０のステップＳ５０５の判別処理により、低周波側サーチ対象周波数３０１２の実サーチ基準周波数ｆＳに対するシフト量が高周波側サーチ対象周波数３０１１の実サーチ基準周波数ｆＳに対するシフト量よりも小さくなったときにのみ、低周波側サーチ対象周波数３０１２がサーチ対象周波数に指定される。したがって、低周波側サーチ単位３０２２よりも高周波側サーチ単位３０２１が指定される回数が多くなり、図１１に示すように高周波側サーチ単位３０２１と低周波側サーチ単位３０２２でそのシフトの速度はほぼ同一となる。ここでは、第４の時刻ｔ４のあたりでＧＰＳ信号が捕捉される。そして、実施の形態１と同様に、測位演算部１０５によって測位のための演算が行われる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、周波数精度の高い基準クロック信号を使用してＧＰＳクロック信号の周波数の理想値との周波数差を判別し、その判別結果を基に実際の高周波側サーチ対象周波数３０１１と低周波側サーチ対象周波数３０１２を判別する。そして、各時刻において、サーチ基準周波数ｆｂからのシフト量がより少ない方に積極的にサーチ単位を設定する。これにより、ＧＰＳクロック信号の周波数が変動する場合でも、実際のサーチ範囲を理想的なサーチ範囲に合わせこむことができ、ＧＰＳ信号のサーチをより確実に行うことができる。また、実際の高周波側サーチ単位３０２１のシフトの速度と低周波側サーチ単位３０２２のシフトの速度が見かけ上ほぼ同一とすることができる。
【００７２】
なお、以上説明した実施の形態１および２では、説明の簡便化のために、同時に一つのサーチ単位のみをサーチの対象することができるものとして説明したが、これに限るものではない。サーチ処理を実行する装置部を複数搭載することにより、同時に複数のサーチ単位を指定し、たとえば上下の周波数を同時にサーチすることも可能である。この場合には、それぞれのサーチ処理を実行する装置部に対して、実施の形態１あるいは実施の形態２で説明した技術を適用するようにすればよい。
【００７３】
また、ＧＰＳクロック信号の周波数の理想値との周波数差を検出するための基準となるクロック信号として、無線基地局との通信で得られるクロック信号を使用するようにしたが、他のクロック信号を使用してもよい。たとえば、あるチャネルでＧＰＳ信号を捕捉できた場合に、そのＧＰＳ信号の搬送波周波数に同期する形で得られるクロック信号を、他のチャネルでのサーチに基準クロック信号として使用するようにしてもよい。また、ＧＰＳクロック信号の理想的な周波数がＰＲＮコードのチップレートと同一であるものとして説明を行ったが、当然ながらこれに限定されるものではない。更に、ＧＰＳ機能を有する携帯電話機に本願発明を適用する場合について説明したが、これに限るものではなく、周波数が変動する可能性のあるクロック信号を使用して所定の周波数の信号の捕捉を試みるような他の各種装置に適用できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本願発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送出される信号を捕捉する機能を有する移動体通信端末に用いるに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る信号捕捉装置が使用される通信システムの構成を示すシステム構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係る携帯電話機の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るＧＰＳ信号受信部の回路構成を示す回路構成図
【図４】本発明の実施の形態１に係る基準周波数設定部による基準周波数設定処理の流れを示すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１に係るサーチ周波数決定部によるサーチ対象周波数の決定の基本原理を説明するための説明図
【図６】本発明の実施の形態１に係るサーチ周波数決定部によるサーチ周波数決定処理の流れを示すフロー図
【図７】本発明の実施の形態１に係るＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図
【図８】参考のためにサーチ単位の上下への交互の振り分けをそのまま継続した場合のＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図
【図９】本発明の実施の形態２に係る信号捕捉装置が使用される移動通信端末装置としての携帯電話機の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係るサーチ周波数決定部によるサーチ周波数決定処理の流れを示すフロー図
【図１１】本発明の実施の形態２に係るＧＰＳ信号受信部によるサーチ対象周波数の変化の様子の一例を示す説明図
【図１２】従来の提案による従来のＧＰＳ信号のサーチの様子の一例を示す説明図
【符号の説明】
【００７６】
１０、４０ 携帯電話機
２０ 通信システム
２１ 携帯電話網
２３ 無線基地局
２４ ＧＰＳ衛星
１０１ 無線用アンテナ
１０２ 無線通信部
１０３ ＧＰＳ用アンテナ
１０４ ＧＰＳ信号受信部
１０５ 測位演算部
１０６ ＧＰＳ用クロック生成部
１０７ 周波数比較部
１０８ 基準周波数設定部
１０９、４０９ サーチ周波数制御部
１１０ 測位開始指示入力部
１２１、４２１ サーチ周波数決定部
１３１ 増幅回路
１３２ 第１のミキサ
１３３ 第１の帯域制限フィルタ
１３４ 第２のミキサ
１３５ 第２の帯域制限フィルタ
１３６ アナログデジタル変換器
１３７ 第３のミキサ
１３８ 積分器
１３９ 周波数逓倍器
１４０ 数値制御発振器
１４１ ＰＲＮコード生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出手段と、
サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を、このクロック周波数差検出手段による最新の検出結果に基づいて所定の時間ごとに決定するサーチ周波数差決定手段と、
前記所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのサーチ周波数差決定手段が決定した前記サーチ周波数差と前記基準周波数との加算値に基づいて補正する信号受信手段と、
を具備することを特徴とする信号捕捉装置。
【請求項２】
所定のパラメータの値を、前記信号受信手段によるサーチが行われるたびに更新するパラメータ制御手段と、
前記所定のパラメータの値を前記サーチ周波数差としたときに前記信号受信手段がサーチの対象とする周波数の差としての高周波側周波数差を、前記クロック周波数差検出手段による最新の検出結果を基に判別する高周波側周波数差判別手段と、
前記所定のパラメータの値を符号反転させた値を前記サーチ周波数差としたときに前記信号受信手段がサーチの対象とする周波数の差としての低周波側周波数差を、前記クロック周波数差検出手段による最新の検出結果を基に判別する低周波側周波数差判別手段とを更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差あるいは前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差に基づいて、前記所定のパラメータの値と前記所定のパラメータの値を符号反転させた値のいずれかを前記サーチ周波数差に決定することを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項３】
前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差が予め定められた高周波側しきい値よりも大きいか否かを判別する高周波側しきい値判別手段を更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、この高周波側しきい値判別手段によって前記高周波側周波数差が前記高周波側しきい値よりも大きいと判別されるとき、前記所定のパラメータの値を前記サーチ周波数差に決定しないことを特徴とする請求項２記載の信号捕捉装置。
【請求項４】
前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差が予め定められた低周波側しきい値よりも大きいか否かを判別する低周波側しきい値判別手段を更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、この低周波側しきい値判別手段によって前記低周波側周波数差が前記低周波側しきい値よりも大きいと判別されるとき、前記所定のパラメータの値を符号反転させた値を前記サーチ周波数差に決定しないことを特徴とする請求項２記載の信号捕捉装置。
【請求項５】
前記基準周波数よりも高周波側のサーチ対象周波数を決定するための高周波側パラメータの値を、前記信号受信手段による前記高周波側のサーチ対象周波数に対応するサーチが行われるたびに更新する高周波側パラメータ制御手段と、
前記基準周波数よりも低周波側のサーチ対象周波数を決定するための低周波側パラメータの値を、前記信号受信手段による前記低周波側のサーチ対象周波数に対応するサーチが行われるたびに更新する低周波側パラメータ制御手段と、
前記高周波側パラメータの値を前記サーチ周波数差としたときに前記信号受信手段がサーチの対象とする周波数の差としての高周波側周波数差を、前記クロック周波数差検出手段による最新の検出結果を基に判別する高周波側周波数差判別手段と、
前記低周波側パラメータの値を符号反転させた値を前記サーチ周波数差としたときに前記信号受信手段がサーチの対象とする周波数の差としての低周波側周波数差を、前記クロック周波数差検出手段による最新の検出結果を基に判別する低周波側周波数差判別手段とを更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差および前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差に基づいて、前記高周波側パラメータの値と前記低周波側パラメータの値を符号反転させた値のいずれかを前記サーチ周波数差に決定することを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項６】
前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差と前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差を比較する周波数差比較手段を更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、この周波数差比較手段によって前記高周波側周波数差が前記低周波側周波数差よりも大きいと判別されるとき、前記高周波側パラメータの値を前記サーチ周波数差に決定しないことを特徴とする請求項５記載の信号捕捉装置。
【請求項７】
前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差と前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差を比較する周波数差比較手段を更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、この周波数差比較手段によって前記低周波側周波数差が前記高周波側周波数差よりも大きいと判別されるとき、前記低周波側パラメータの値を符号反転させた値を前記サーチ周波数差に決定しないことを特徴とする請求項５記載の信号捕捉装置。
【請求項８】
所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出ステップと、
サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を、このクロック周波数差検出ステップによる最新の検出結果に基づいて所定の時間ごとに決定するサーチ周波数差決定ステップと、
前記所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段について、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのサーチ周波数差決定ステップで決定された前記サーチ周波数差と前記基準周波数との加算値に基づいて補正するサーチ対象周波数制御ステップと、
を具備することを特徴とする信号捕捉方法。
【請求項１】
所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出手段と、
サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を、このクロック周波数差検出手段による最新の検出結果に基づいて所定の時間ごとに決定するサーチ周波数差決定手段と、
前記所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行うとともに、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのサーチ周波数差決定手段が決定した前記サーチ周波数差と前記基準周波数との加算値に基づいて補正する信号受信手段と、
を具備することを特徴とする信号捕捉装置。
【請求項２】
所定のパラメータの値を、前記信号受信手段によるサーチが行われるたびに更新するパラメータ制御手段と、
前記所定のパラメータの値を前記サーチ周波数差としたときに前記信号受信手段がサーチの対象とする周波数の差としての高周波側周波数差を、前記クロック周波数差検出手段による最新の検出結果を基に判別する高周波側周波数差判別手段と、
前記所定のパラメータの値を符号反転させた値を前記サーチ周波数差としたときに前記信号受信手段がサーチの対象とする周波数の差としての低周波側周波数差を、前記クロック周波数差検出手段による最新の検出結果を基に判別する低周波側周波数差判別手段とを更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差あるいは前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差に基づいて、前記所定のパラメータの値と前記所定のパラメータの値を符号反転させた値のいずれかを前記サーチ周波数差に決定することを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項３】
前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差が予め定められた高周波側しきい値よりも大きいか否かを判別する高周波側しきい値判別手段を更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、この高周波側しきい値判別手段によって前記高周波側周波数差が前記高周波側しきい値よりも大きいと判別されるとき、前記所定のパラメータの値を前記サーチ周波数差に決定しないことを特徴とする請求項２記載の信号捕捉装置。
【請求項４】
前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差が予め定められた低周波側しきい値よりも大きいか否かを判別する低周波側しきい値判別手段を更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、この低周波側しきい値判別手段によって前記低周波側周波数差が前記低周波側しきい値よりも大きいと判別されるとき、前記所定のパラメータの値を符号反転させた値を前記サーチ周波数差に決定しないことを特徴とする請求項２記載の信号捕捉装置。
【請求項５】
前記基準周波数よりも高周波側のサーチ対象周波数を決定するための高周波側パラメータの値を、前記信号受信手段による前記高周波側のサーチ対象周波数に対応するサーチが行われるたびに更新する高周波側パラメータ制御手段と、
前記基準周波数よりも低周波側のサーチ対象周波数を決定するための低周波側パラメータの値を、前記信号受信手段による前記低周波側のサーチ対象周波数に対応するサーチが行われるたびに更新する低周波側パラメータ制御手段と、
前記高周波側パラメータの値を前記サーチ周波数差としたときに前記信号受信手段がサーチの対象とする周波数の差としての高周波側周波数差を、前記クロック周波数差検出手段による最新の検出結果を基に判別する高周波側周波数差判別手段と、
前記低周波側パラメータの値を符号反転させた値を前記サーチ周波数差としたときに前記信号受信手段がサーチの対象とする周波数の差としての低周波側周波数差を、前記クロック周波数差検出手段による最新の検出結果を基に判別する低周波側周波数差判別手段とを更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差および前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差に基づいて、前記高周波側パラメータの値と前記低周波側パラメータの値を符号反転させた値のいずれかを前記サーチ周波数差に決定することを特徴とする請求項１記載の信号捕捉装置。
【請求項６】
前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差と前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差を比較する周波数差比較手段を更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、この周波数差比較手段によって前記高周波側周波数差が前記低周波側周波数差よりも大きいと判別されるとき、前記高周波側パラメータの値を前記サーチ周波数差に決定しないことを特徴とする請求項５記載の信号捕捉装置。
【請求項７】
前記高周波側周波数差判別手段によって判別された前記高周波側周波数差と前記低周波側周波数差判別手段によって判別された前記低周波側周波数差を比較する周波数差比較手段を更に具備し、
前記サーチ周波数差決定手段は、この周波数差比較手段によって前記低周波側周波数差が前記高周波側周波数差よりも大きいと判別されるとき、前記低周波側パラメータの値を符号反転させた値を前記サーチ周波数差に決定しないことを特徴とする請求項５記載の信号捕捉装置。
【請求項８】
所定のクロック信号の周波数の理想値に対する差としてのクロック周波数差を検出するクロック周波数差検出ステップと、
サーチの対象となる信号の周波数の基準周波数に対する周波数差としてのサーチ周波数差を、このクロック周波数差検出ステップによる最新の検出結果に基づいて所定の時間ごとに決定するサーチ周波数差決定ステップと、
前記所定のクロック信号を動作クロックとして捕捉の対象となる信号のサーチを行う信号受信手段について、そのサーチの対象となる信号の周波数をこのサーチ周波数差決定ステップで決定された前記サーチ周波数差と前記基準周波数との加算値に基づいて補正するサーチ対象周波数制御ステップと、
を具備することを特徴とする信号捕捉方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１９８９８５（Ｐ２００７−１９８９８５Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９８８４（Ｐ２００６−１９８８４）
【出願日】平成１８年１月２７日（２００６．１．２７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２７日（２００６．１．２７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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