受信機
【課題】各チャンネルのデータを退避する際に使用するメモリの使用量を削減する。
【解決手段】受信機１は、衛星信号の信号雑音比を取得し、メモリ１８へ退避すべき必要ビット数を衛星信号の信号雑音比に基づいて決定する。全てのチャンネルに対して全てのビット数をメモリ１８へ退避するのではなく、信号雑音比が所定の条件を満たすチャンネルに対しては一部のビット数を削減して残りのビット数をメモリ１８へ退避することで、各チャンネルのデータを退避する際に使用するメモリ１８の使用量を削減する。
【解決手段】受信機１は、衛星信号の信号雑音比を取得し、メモリ１８へ退避すべき必要ビット数を衛星信号の信号雑音比に基づいて決定する。全てのチャンネルに対して全てのビット数をメモリ１８へ退避するのではなく、信号雑音比が所定の条件を満たすチャンネルに対しては一部のビット数を削減して残りのビット数をメモリ１８へ退避することで、各チャンネルのデータを退避する際に使用するメモリ１８の使用量を削減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波数信号を受信する受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数信号を受信する受信機の一例として、例えば地球を周回する衛星から送信された衛星信号を受信する受信機がある。このものは、複数の衛星の各々から送信された複数の衛星信号を受信し、各衛星までの擬似距離を計算し、三角交差法により位置を特定するものであり、移動体である車両、船舶、航空機等のナビゲーションシステムに利用されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２６１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の受信機には、フロントエンド部及びベースバンド処理部が設けられている。フロントエンド部は、無線周波数信号を中間周波数帯（数１０［ＭＨｚ］以下）へと変換して中間周波数信号を生成し、その生成した中間周波数信号をベースバンド処理部へ出力する。ベースバンド処理部は、処理速度が比較的速い相関部と、処理速度が比較的遅い制御部とを有している。相関部は、チャンネル毎に設けられており、フロントエンド部から入力した中間周波数信号をベースバンド（０［Ｈｚ］）へと変調した後に、衛星毎に割当てられている拡散コードを乗じて逆拡散し、その逆拡散した信号を制御部へ出力する。この場合、相関部は、上記した処理を拡散コードのチップレート以上で行う必要があること、そのチップレートが１［ＭＨｚ］以上と速いこと等の理由により、捕捉したい衛星毎に個別のハードウェアで実装される。一方、制御部は、複数のチャンネルに共通して設けられており、相関部から入力した信号のデータレートが１［ｋＨｚ］以下と１０００倍以上遅い等の理由により、全ての衛星分を纏めてソフトウェアで実装されるか、又は１個のハードウェアを逐次実行する態様で実装される。
【０００５】
さて、制御部においては、積分処理、ＤＬＬ（Delay Locked Loop）及びＰＬＬ（Phase Locked Loop）等に関するフィルタ処理、ビット復調処理等が行われるが、各チャンネル個別にハードウェアを持たないため、各チャンネルの前回の状態を保持しておかないと、フィルタ処理等の処理の連続性がなくなり、機能しない。そのため、各チャンネルの状態（フィルタにおいては、フィルタのタップに書く格納されている値）をメモリへ退避しておく必要がある。ここで、メモリの使用量は、１つのフィルタでの計算語長（３２ビット程度）×衛星数（ＧＰＳ（Global Positioning System）では３２個）×２（２次のフィルタの場合）＝２ｋビットである。このような事情から、チャンネル数が多い場合には、各チャンネルのデータを退避する際に使用するメモリの使用量が増加することになり、その分、予め用意しておくメモリ容量が増加し、回路規模が増加するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各チャンネルのデータを退避する際に使用する記憶手段の使用量を削減することができ、記憶手段を有効に活用することができる受信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、無線周波数信号を受信手段により受信すると、データ退避手段は、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータを記憶手段へ退避する。信号雑音比取得手段は、受信手段により受信された無線周波数信号の信号雑音比を取得し、信号雑音比判定手段は、信号雑音比取得手段により取得された信号雑音比を判定する。ここで、データ退避手段は、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を信号雑音比判定手段による判定結果に基づいて決定し、その決定した必要ビット数に相当するデータを記憶手段へ退避する。
【０００８】
これにより、無線周波数信号に対応するデータについて、記憶手段へ退避すべき必要ビット数を無線周波数信号の信号雑音比を考慮して決定するので、全てのチャンネルに対して全てのビット数を記憶手段へ退避するのではなく、例えば信号雑音比が所定の条件を満たすチャンネルに対しては一部のビット数を削減して残りのビット数を記憶手段へ退避することで、各チャンネルのデータを退避する際に使用する記憶手段の使用量を削減することができ、記憶手段を有効に活用することができる。
【０００９】
本発明は、復調に必要なビット数が信号雑音比に依存していることに着目したものであり、ノイズ要素が低く、相関値のばらつきが少ないチャンネルのデータについては、ビット数を削減しても問題なく復調することができ、一方、ノイズ要素が高く、相関値のばらつきが多いチャンネルのデータについては、ビット数を削減すると復調することができないという事情により、信号雑音比が所定の条件を満たすチャンネルに対しては、ある程度のビット数を削減して記憶手段へ退避するものである。即ち、従来の方法では、ワーストケースを想定して記憶手段を実装する必要があったが、現実的にワーストケースが発生する可能性は極めて少なく、本発明のように現実的なケースを想定して記憶手段を実装することで、上記した作用効果を得ることができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明によれば、データ退避手段は、信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値未満である場合に、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を今回の信号雑音比に基づいて決定し、信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上である場合に、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定する。
【００１１】
これにより、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差、即ち、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量を所定値と比較することで、無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比の何れかに基づいて決定するかを選択することができる。
【００１２】
請求項３に記載した発明によれば、仰角取得手段は、衛星の仰角を取得し、仰角判定手段は、仰角取得手段により取得された仰角を判定する。データ退避手段は、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を信号雑音比判定手段による判定結果及び仰角判定手段による判定結果に基づいて決定し、その決定した必要ビット数に相当するデータを記憶手段へ退避する。
【００１３】
これにより、衛星から送信された衛星信号を無線周波数信号として受信する場合には、無線周波数信号に対応するデータについて、記憶手段へ退避すべき必要ビット数を無線周波数信号の信号雑音比に加えて衛星の仰角をも考慮して決定するので、衛星の仰角の高低をも加味することができる。
【００１４】
請求項４に記載した発明によれば、データ退避手段は、信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上であり、仰角取得手段により取得された前回の仰角が所定角度以上であり、信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなかった場合に、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定する。
【００１５】
これにより、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量が所定値以上であっても、前回の仰角が所定角度以上であり、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなければ、衛星の方向に障害物（建物やトンネル等）が一時的に存在している可能性が高く、所謂瞬断が発生している可能性が高いので、このような状況を想定した上で必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定することができ、瞬断が発生している状況に適切に対応することができる。
【００１６】
請求項５に記載した発明によれば、データ退避手段は、決定した必要ビット数に相当するデータを記憶手段へ退避すると共に、その退避位置を管理する。これにより、記憶手段へ退避したデータを、その退避位置に基づいて効率的に読出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す機能ブロック図
【図２】フローチャート
【図３】データをメモリへ退避した態様を示す図
【図４】図３相当図
【図５】図３相当図
【図６】図３相当図
【図７】従来の方法による図３相当図
【図８】本発明の第２の実施形態を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明を、衛星から送信された衛星信号を受信する衛星測位システムにおける受信機に適用した第１の実施形態について、図１乃至図７を参照して説明する。衛星測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Orbiting Navigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等が挙げられる。
【００１９】
図１は、本実施形態の受信機１の概略構成を機能ブロック図として示している。受信機１には、複数の衛星の各々から送信された複数の衛星信号（無線周波数信号）を同時に受信するために複数の受信チャンネルが設けられている。受信機１は、複数の衛星の各々から送信された複数の衛星信号を複数の受信チャンネルにより同時に受信し、各衛星までの擬似距離を計算し、三角交差法により位置を特定する。
【００２０】
図１において、ＧＰＳ受信機１は、フロントエンド（ＦＥ（Front End））部２（受信手段）と、ベースバンド処理部３とを備えて構成されている。フロントエンド部２は、低雑音増幅器と、第１バンドパスフィルタと、電圧制御発振器と、ミキサと、第２バンドパスフィルタと、中間増幅器と、ローパスフィルタと、増幅器と、Ａ／Ｄコンバータと、可変フィルタ等を備えて構成されている。
【００２１】
フロントエンド部２は、衛星から送信された衛星信号をアンテナ４にて捕捉すると、その衛星信号を低雑音増幅器にて増幅し、その増幅した衛星を第１バンドパスフィルタにて周波数通過帯域を制限する。次いで、フロントエンド部２は、第１バンドパスフィルタを通過した衛星信号と、電圧制御発振器にて生成した所定周波数の変換用信号とをミキサにてダウンコンバートして中間周波数信号を生成し、その生成した中間周波数信号を第２バンドパスフィルタにて周波数通過帯域を制限する。
【００２２】
次いで、フロントエンド部２は、第２バンドパスフィルタを通過した中間周波数信号を中間増幅器にて増幅し、その増幅した中間周波数信号のうち所定のカットオフ周波数よりも低域の周波数成分のみをローパスフィルタにて通過させ、そのローパスフィルタを通過した中間周波数信号を所定振幅となるように増幅器にてゲイン調整する。次いで、フロントエンド部２は、そのゲイン調整した中間周波数信号をＡ／Ｄコンバータにて所定のサンプリング周波数でサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、デジタル信号に変換する。そして、フロントエンド部２は、デジタル信号に変換した中間周波数信号を可変フィルタにて周波数通過帯域の中心周波数及び帯域幅を設定してベースバンド処理部３へ出力する。
【００２３】
ベースバンド処理部３は、相関部５と、制御部６と、ＣＰＵ７（信号雑音比判定手段、仰角取得手段、仰角判定手段）とを備えて構成されている。相関部５は、チャンネル毎に設けられており、各チャンネルの構成は同様であるので、図１では１つのチャンネルの構成のみを示している。相関部５は、周波数変調用の乗算器８と、コード相関用の乗算器９と、積分器１０と、キャリア発生器１１と、コード発生器１２とを有する。周波数変調用の乗算器８は、フロントエンド部２から入力した中間周波数信号と、キャリア発生器１１から入力した信号とを乗算して搬送波周波数成分を除去した信号をコード相関用の乗算器９へ出力する。コード相関用の乗算器９は、周波数変調用の乗算器８から入力した中間周波数信号と、コード発生器１２から入力した信号とを乗算して積分器１０へ出力する。積分器１０は、コード相関用の乗算器９から入力した信号を積分処理（フレーム単位の積分処理）し、その積分処理した信号を制御部６へ出力する。相関部５は、上記した処理を拡散コードのチップレート以上で行う必要があること、そのチップレートが１［ＭＨｚ］以上と速いこと等の理由により、捕捉したい衛星毎に個別のハードウェアで実装されている。
【００２４】
制御部６は、複数のチャンネルに共通して設けられている。制御部６は、積分器１３と、ビット復調部１４と、フィルタ１５、１６と、メモリＩＦ部１７（データ退避手段）とを有する。積分器１３は、相関部５から入力した信号を積分処理（ビット単位の積分処理）し、その積分処理した信号をビット復調部１４へ出力すると共に、フィルタ１５、１６へ出力する。ビット復調部１４は、積分器１３から入力した信号をビット復調する。フィルタ１５は、積分器１３から入力した信号をキャリア発生器１１にフィードバック出力し、フィルタ１６は、積分器１３から入力した信号をコード発生器１２にフィードバック出力する。制御部６は、相関部５から入力した信号のデータレートが１［ｋＨｚ］以下と１０００倍以上遅い等の理由により、全ての衛星分を纏めてソフトウェアで実装されるか、又は１個のハードウェアを逐次実行する態様で実装されている。
【００２５】
ＣＰＵ７は、制御部６から入力した信号を解析し、衛星時計の時刻情報や衛星の位置情報を含む航法データを抽出し、その抽出した航法データに基づいて衛星までの擬似距離を計算し、三角交差法により位置を特定する。又、ＣＰＵ７は、各衛星に対する処理を切替える毎に、ビット復調部１４から入力した各チャンネルのデータをメモリインタフェース（ＩＦ）部１５へ出力する。メモリＩＦ部１７は、ＣＰＵ７から入力した各チャンネルのデータをメモリ１８（記憶手段）へ退避する。
【００２６】
ここで、本実施形態では、相関部５において信号雑音比（ＳＮＲ：Signal-Noise Ratio）測定部１９（信号雑音比取得手段）を有する。信号雑音比測定部１９は、積分器１０から出力された信号を入力すると、捕捉対象衛星固有のコードと擬似ランダムコードとの相関が得られた場合の出力信号値と、捕捉対象衛星固有のコードと擬似ランダムコードとの相関が得られなかった場合の出力信号値との比を信号雑音比（信号対雑音比とも称する）として測定し、その測定結果をＣＰＵ７へ出力する。この場合、受信機１において、衛星から送信された衛星信号を受信する環境が良好（妨害波が存在しない、仰角が高い、衛星の方向に障害物が存在していない等）であれば、信号雑音比の値は大きくなり、一方、衛星から送信された衛星信号を受信する環境が劣悪（妨害波が存在する、仰角が低い、衛星の方向に障害物が存在する等）であれば、信号雑音比の値は小さくなる。
【００２７】
ＣＰＵ７は、信号雑音比測定部１９から測定結果を入力すると、その入力した測定結果に基づいて信号雑音比を特定する。ＣＰＵ７は、信号雑音比が閾値以上であり、信号雑音比が高いと判定したチャンネルについては、捕捉制御や復調において計算語長の全てを必要としないので、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際にビット幅を限定して必要ビット数を決定する。一方、ＣＰＵ７は、信号雑音比が閾値以上でなく、信号雑音比が低いと判定したチャンネルについては、捕捉制御や復調に計算語長の全てを必要とするので、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際にビット幅を限定することはなく必要ビット数を決定する。
【００２８】
ビット幅を限定する方法としては、通常は「２」の補数で処理するので、ＭＳＢから指定ビット分だけをメモリ１８へ退避することになる。信号雑音比と退避ビットとの関係は、データ復調している衛星は、データ復調に足る精度のビット数が必要（例えばＧＰＳの衛星測位システムでは「ＢＥＲ＝１０-4」相当を確保可能なビット数）であり、捕捉中の衛星である場合は、捕捉が外れない程度の精度のビット数が必要（データ復調よりもかなりのビット数を削減可能）である。
【００２９】
尚、この場合、このようにビット数を制限してデータをメモリ１８へ退避する場合は、ビット数を制限することなくデータをメモリ１８へ退避する従来の方法とは異なって、各衛星に対応するデータを退避する位置が固定ではなくなるので、データを退避する際には、何れの衛星のデータを何れのアドレスに格納したかを示す位置情報（ポインタ）を管理しており、退避したデータを読出す（復元する）際には、データを退避した際に管理した位置情報に基づいてデータを読出す。
【００３０】
次に、上記した構成の作用について、図２乃至図７も参照して説明する。
受信機１は、捕捉衛星数が必要数（目的により異なるが「１」〜「５」が一般的である）に達したことにより、測位開始処理を開始すると、所定数（例えばＧＰＳの衛星測位システムでは「３２」）のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定したか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ１）。受信機１は、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定していないと判定すると（ステップＳ１にて「ＮＯ」）、必要ビット数を決定する対象とするチャンネルを捕捉済みであるか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ２）。
【００３１】
受信機１は、必要ビット数を決定する対象とするチャンネルを捕捉済みであると判定すると（ステップＳ２にて「ＹＥＳ」）、信号雑音比測定部１９により測定している現在の（今回の）信号雑音比を信号雑音比測定部１９からＣＰＵ７にて取得する（ステップＳ３）。尚、ＣＰＵ７が信号雑音比測定部１９から信号雑音比を取得する処理は、ハードウェアである信号雑音比測定部１９にて測定した信号雑音比をプロセッサへ認識させる処理であるが、プロセッサの処理能力が高い場合やプロセッサの処理に十分に余裕がある場合等であれば、信号雑音比をプロセッサにて取得するようにしても良い。
【００３２】
次いで、受信機１は、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差を計算し、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上であるか否か、即ち、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量が所定値以上であるか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ４）。ここでいう所定値は、今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比のうち何れを採用して必要ビット数を決定するかの指標となる値である。
【００３３】
受信機１は、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上でない、即ち、今回の信号雑音比が前回の信号雑音比から急激に低下していないと判定すると（ステップＳ４にて「ＮＯ」）、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を今回の信号雑音比に基づいてＣＰＵ７により決定する（ステップＳ５）。受信機１は、例えば今回の信号雑音比を閾値と比較し、今回の信号雑音比が閾値以上である場合には、チャンネルのデータのうち一部のビット数を削減して残りのビット数をメモリ１８へ退避するように必要ビット数を少なく決定し、一方、今回の信号雑音比が閾値未満である場合には、チャンネルのデータの全てのビット数をメモリ１８へ退避するように必要ビット数を多く決定する。尚、閾値は１つであっても良いし複数であっても良く、複数の閾値を採用すれば、必要ビット数を段階的に決定することができる。
【００３４】
一方、受信機１は、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上である、即ち、今回の信号雑音比が前回の信号雑音比から急激に低下していると判定すると（ステップＳ４にて「ＹＥＳ」）、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいてＣＰＵ７により決定する（ステップＳ６）。受信機１は、例えば前回の信号雑音比を閾値と比較し、前回の信号雑音比が閾値以上である場合には、チャンネルのデータのうち一部のビット数を削減して残りのビット数をメモリ１８へ退避するように必要ビット数を少なく決定し、一方、前回の信号雑音比が閾値未満である場合には、チャンネルのデータの全てのビット数をメモリ１８へ退避するように必要ビット数を多く決定する。尚、この場合も、閾値は１つであっても良いし複数であっても良く、複数の閾値を採用すれば、必要ビット数を段階的に決定することができる。
【００３５】
そして、受信機１は、このようにしてチャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比のうち何れかに基づいて決定すると、上記したステップＳ１に戻り、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定していないと判定すると（ステップＳ１にて「ＮＯ」）、別のチャンネルを対象として上記した処理を繰返して行う。即ち、受信機１は、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定する。
【００３６】
受信機１は、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定したと判定すると（ステップＳ１にて「ＹＥＳ」）、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する退避位置（ポインタ）を各チャンネルの必要ビット数に基づいてＣＰＵ７により再計算し（ステップＳ７）、各チャンネルのデータの退避位置をＣＰＵ７により変更し（再配置し）（ステップＳ８）、制御部処理を行うと共に、各チャンネルのデータを当該変更した退避位置にしたがってメモリＩＦ部１７によりメモリ１８へ退避する（ステップＳ９）。
【００３７】
そして、受信機１は、今回の信号雑音比を信号雑音比測定部１９から取得してからの経過時間が予め設定しているＳＮＲ測定時間に達したか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ１０）。各チャンネルのデータの退避位置を必要以上に短い周期で切換えてしまうと、ノイズが重畳したりプロセッサに余計な負荷がかかったりすることになるので、ＳＮＲ測定時間は適度な時間（例えば「１〜数十」秒）であることが望ましい。受信機１は、ＳＮＲ測定時間に達していないと判定すると（ステップＳ１０にて「ＮＯ」）、ステップＳ９に戻り、一方、ＳＮＲ測定時間に達したと判定すると（ステップＳ１０にて「ＹＥＳ」）、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降を繰返して行う。
【００３８】
図３乃至図６は、上記した処理を行うことにより、メモリＩＦ部１７がチャンネルのデータをメモリ１８へ退避した態様を示している。図３乃至図５は、閾値として例えば「ｒ１」、「ｒ２」の２個の閾値（ｒ１＜ｒ２）を設定した場合を示しており、信号雑音比が「ｒ１」未満である「１」チャンネルのデータについては「３２ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ１」以上であり「ｒ２」未満である「２」及び「３」チャンネルのデータについては「１６ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ２」以上である「４」乃至「７」チャンネルのデータについては「８ビット」を必要ビット数として計算し、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避した場合を示している。
【００３９】
図３は、予め退避位置を設定しなかった（退避位置を可変とした）場合を示しており、メモリ１８の記憶領域の先頭アドレスからデータを退避した態様を示している。図４は、予め退避位置を設定した（退避位置を固定とした）場合を示しており、記憶領域のうち３２ビットの記憶領域１９ａ、１６ビットの記憶領域１９ｂ、８ビットの記憶領域１９ｃを設定しており、該当するデータを対応する記憶領域に退避した態様を示している。
【００４０】
図５は、信号雑音比が「ｒ１」未満である「１」チャンネルのデータについては「３２ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ１」以上であり「ｒ２」未満である「３」、「４」、「７」チャンネルのデータについては「１６ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ２」以上である「２」、「５」、「６」チャンネルのデータについては「８ビット」を必要ビット数として計算し、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避した場合を示している。
【００４１】
図６は、閾値として例えば「ｒ１」、「ｒ２」、「ｒ３」の３個の閾値（ｒ１＜ｒ２＜ｒ３）を設定した場合を示しており、信号雑音比が「ｒ１」未満である「１」チャンネルのデータについては「３２ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ１」以上であり「ｒ２」未満である「５」チャンネルのデータについては「２４ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ２」以上であり「ｒ３」未満である「３」、「４」チャンネルのデータについては「１６ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ３」以上である「２」、「６」、「７」チャンネルのデータについては「８ビット」を必要ビット数として計算し、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避した場合を示している。本実施形態では、上記したように、２個の閾値を設定した場合と３個の閾値を設定した場合とを例示したが、１個の閾値を設定しても良いし、４個以上の閾値を設定しても良い。この場合、閾値を多く設定すれば、必要ビット数をより細分化することができ、メモリ１８の使用効率をより高めることができると考えられるが、その分、処理負荷が高まることになるので、メモリ１８の使用効率と処理負荷とを考慮し、閾値を設定すれば良い。又、図７は、比較対象として従来の方法によりデータを退避した態様を示している。
【００４２】
本実施形態では、このように信号雑音比を取得し、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を信号雑音比に基づいて決定してメモリ１８へ退避することにより、必要ビット数を信号雑音比に基づいて決定することなくメモリ１８へ退避する従来の方法に比べて、記憶領域が有限であるメモリ１８を有効に利用することができる。尚、データをメモリ１８へ退避する際には、信号処理した衛星の順序にしたがってデータを配列する必要はなく、信号雑音比の高い衛星の順序にしたがって配列しても良い等、様々な配列の方法が想定される。データを２の補数で表現する場合、ＭＳＢから順番に有効ビットが表現されるため、書込みの際は、無効な下位ビットを削除してメモリ書込みを行い、読込みの際は、ＭＳＢから順番に有効ビットを詰めて読出す回路がメモリＩＦ部１７に必要である。この際、無効な下位ビットは、固定値を詰めても良いし、何も処理しなくても良い。
【００４３】
以上に説明したように第１の実施形態によれば、受信機１において、衛星信号の信号雑音比を取得し、メモリ１８へ退避すべき必要ビット数を衛星信号の信号雑音比に基づいて決定するように構成したので、全てのチャンネルに対して全てのビット数をメモリ１８へ退避するのではなく、信号雑音比が所定の条件を満たすチャンネルに対しては一部のビット数を削減して残りのビット数をメモリ１８へ退避することで、各チャンネルのデータを退避する際に使用するメモリ１８の使用量を削減することができ、メモリ１８を有効に活用することができる。又、チャンネルのビット数をメモリ１８へ退避する際に、その退避位置を管理するように構成したので、メモリへ退避したデータを、その退避位置に基づいて効率的に読出すことができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図８を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第２の実施形態は、衛星の仰角を判定することが第１の実施形態と異なる。
【００４５】
ＣＰＵ７は、航法データに基づいて衛星の仰角を計算する。受信機１は、測位開始処理を開始し、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定していないと判定し（ステップＳ１にて「ＮＯ」）、必要ビット数を決定する対象とするチャンネルを捕捉済みであると判定し（ステップＳ２にて「ＹＥＳ」）、信号雑音比測定部１９により測定している現在の（今回の）信号雑音比を信号雑音比測定部１９からＣＰＵ７にて取得し（ステップＳ３）、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上である、即ち、今回の信号雑音比が前回の信号雑音比から急激に低下していると判定すると（ステップＳ４にて「ＹＥＳ」）、前回の仰角が所定角度以上であるか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ１１）。ここでいう所定角度は、今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比のうち何れを採用して必要ビット数を決定するかの指標となる値である。
【００４６】
受信機１は、前回の仰角が所定角度以上でないと判定すると（ステップＳ１１にて「ＮＯ」）、今回の信号雑音比に基づいて必要ビット数を決定する（ステップＳ５）。一方、受信機１は、前回の仰角が所定角度以上であると判定すると（ステップＳ１１にて「ＹＥＳ」）、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続したか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ１２）。ここでいう所定期間は、上記した所定角度と同様に、今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比のうち何れを採用して必要ビット数を決定するかの指標となる値である。即ち、前回の仰角が所定角度以上であると、所謂瞬断が発生している可能性が高いので、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続したか否かを判定することで、瞬断が発生しているか否かを判定する。
【００４７】
受信機１は、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続したと判定すると（ステップＳ１２にて「ＹＥＳ」）、今回の信号雑音比に基づいて必要ビット数を決定する（ステップＳ５）。一方、受信機１は、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなかったと判定すると（ステップＳ１２にて「ＮＯ」）、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定する（ステップＳ６）。
【００４８】
このように本実施形態では、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量が所定値以上であっても、前回の仰角が所定角度以上であり、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなければ、衛星の方向に障害物（建物やトンネル等）が一時的に存在している可能性が高く、瞬断が発生している可能性が高いので、このような状況を想定した上で必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定する。又、この場合も、第１の実施形態と同様に、データを退避する際には、何れの衛星のデータを何れのアドレスに格納したかを示す位置情報を管理し、退避したデータを読出す（復元する）際には、データを退避した際に管理した位置情報に基づいてデータを読出す。
【００４９】
以上に説明したように第２の実施形態によれば、受信機１において、衛星信号の信号雑音及び衛星の仰角を取得し、メモリ１８へ退避すべき必要ビット数を衛星信号の信号雑音比及び衛星の仰角に基づいて決定するように構成したので、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量が所定値以上であっても、前回の仰角が所定角度以上であり、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなければ、衛星の方向に障害物（建物やトンネル等）が一時的に存在している可能性が高く、所謂瞬断が発生している可能性が高く、このような状況を想定した上で必要ビット数を決定することができる。
【００５０】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
衛星測位システムにおける受信機１に適用することに限らず、その他の通信（携帯電話システム、ＦＭ、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）（登録商標）における受信機にも適用しても良い。
信号雑音比を必ずしもＣＰＵ７により判定する必要はなく、信号雑音比を回路により判定することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
図面中、１は受信機、２はフロントエンド部（受信手段）、７はＣＰＵ（信号雑音比判定手段、仰角取得手段、仰角判定手段）、１７はメモリＩＦ部（データ退避手段）、１８はメモリ（記憶手段）、１９は信号雑音比測定部（信号雑音比取得手段）である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波数信号を受信する受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数信号を受信する受信機の一例として、例えば地球を周回する衛星から送信された衛星信号を受信する受信機がある。このものは、複数の衛星の各々から送信された複数の衛星信号を受信し、各衛星までの擬似距離を計算し、三角交差法により位置を特定するものであり、移動体である車両、船舶、航空機等のナビゲーションシステムに利用されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３２６１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の受信機には、フロントエンド部及びベースバンド処理部が設けられている。フロントエンド部は、無線周波数信号を中間周波数帯（数１０［ＭＨｚ］以下）へと変換して中間周波数信号を生成し、その生成した中間周波数信号をベースバンド処理部へ出力する。ベースバンド処理部は、処理速度が比較的速い相関部と、処理速度が比較的遅い制御部とを有している。相関部は、チャンネル毎に設けられており、フロントエンド部から入力した中間周波数信号をベースバンド（０［Ｈｚ］）へと変調した後に、衛星毎に割当てられている拡散コードを乗じて逆拡散し、その逆拡散した信号を制御部へ出力する。この場合、相関部は、上記した処理を拡散コードのチップレート以上で行う必要があること、そのチップレートが１［ＭＨｚ］以上と速いこと等の理由により、捕捉したい衛星毎に個別のハードウェアで実装される。一方、制御部は、複数のチャンネルに共通して設けられており、相関部から入力した信号のデータレートが１［ｋＨｚ］以下と１０００倍以上遅い等の理由により、全ての衛星分を纏めてソフトウェアで実装されるか、又は１個のハードウェアを逐次実行する態様で実装される。
【０００５】
さて、制御部においては、積分処理、ＤＬＬ（Delay Locked Loop）及びＰＬＬ（Phase Locked Loop）等に関するフィルタ処理、ビット復調処理等が行われるが、各チャンネル個別にハードウェアを持たないため、各チャンネルの前回の状態を保持しておかないと、フィルタ処理等の処理の連続性がなくなり、機能しない。そのため、各チャンネルの状態（フィルタにおいては、フィルタのタップに書く格納されている値）をメモリへ退避しておく必要がある。ここで、メモリの使用量は、１つのフィルタでの計算語長（３２ビット程度）×衛星数（ＧＰＳ（Global Positioning System）では３２個）×２（２次のフィルタの場合）＝２ｋビットである。このような事情から、チャンネル数が多い場合には、各チャンネルのデータを退避する際に使用するメモリの使用量が増加することになり、その分、予め用意しておくメモリ容量が増加し、回路規模が増加するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各チャンネルのデータを退避する際に使用する記憶手段の使用量を削減することができ、記憶手段を有効に活用することができる受信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、無線周波数信号を受信手段により受信すると、データ退避手段は、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータを記憶手段へ退避する。信号雑音比取得手段は、受信手段により受信された無線周波数信号の信号雑音比を取得し、信号雑音比判定手段は、信号雑音比取得手段により取得された信号雑音比を判定する。ここで、データ退避手段は、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を信号雑音比判定手段による判定結果に基づいて決定し、その決定した必要ビット数に相当するデータを記憶手段へ退避する。
【０００８】
これにより、無線周波数信号に対応するデータについて、記憶手段へ退避すべき必要ビット数を無線周波数信号の信号雑音比を考慮して決定するので、全てのチャンネルに対して全てのビット数を記憶手段へ退避するのではなく、例えば信号雑音比が所定の条件を満たすチャンネルに対しては一部のビット数を削減して残りのビット数を記憶手段へ退避することで、各チャンネルのデータを退避する際に使用する記憶手段の使用量を削減することができ、記憶手段を有効に活用することができる。
【０００９】
本発明は、復調に必要なビット数が信号雑音比に依存していることに着目したものであり、ノイズ要素が低く、相関値のばらつきが少ないチャンネルのデータについては、ビット数を削減しても問題なく復調することができ、一方、ノイズ要素が高く、相関値のばらつきが多いチャンネルのデータについては、ビット数を削減すると復調することができないという事情により、信号雑音比が所定の条件を満たすチャンネルに対しては、ある程度のビット数を削減して記憶手段へ退避するものである。即ち、従来の方法では、ワーストケースを想定して記憶手段を実装する必要があったが、現実的にワーストケースが発生する可能性は極めて少なく、本発明のように現実的なケースを想定して記憶手段を実装することで、上記した作用効果を得ることができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明によれば、データ退避手段は、信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値未満である場合に、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を今回の信号雑音比に基づいて決定し、信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上である場合に、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定する。
【００１１】
これにより、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差、即ち、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量を所定値と比較することで、無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比の何れかに基づいて決定するかを選択することができる。
【００１２】
請求項３に記載した発明によれば、仰角取得手段は、衛星の仰角を取得し、仰角判定手段は、仰角取得手段により取得された仰角を判定する。データ退避手段は、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を信号雑音比判定手段による判定結果及び仰角判定手段による判定結果に基づいて決定し、その決定した必要ビット数に相当するデータを記憶手段へ退避する。
【００１３】
これにより、衛星から送信された衛星信号を無線周波数信号として受信する場合には、無線周波数信号に対応するデータについて、記憶手段へ退避すべき必要ビット数を無線周波数信号の信号雑音比に加えて衛星の仰角をも考慮して決定するので、衛星の仰角の高低をも加味することができる。
【００１４】
請求項４に記載した発明によれば、データ退避手段は、信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上であり、仰角取得手段により取得された前回の仰角が所定角度以上であり、信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなかった場合に、受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定する。
【００１５】
これにより、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量が所定値以上であっても、前回の仰角が所定角度以上であり、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなければ、衛星の方向に障害物（建物やトンネル等）が一時的に存在している可能性が高く、所謂瞬断が発生している可能性が高いので、このような状況を想定した上で必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定することができ、瞬断が発生している状況に適切に対応することができる。
【００１６】
請求項５に記載した発明によれば、データ退避手段は、決定した必要ビット数に相当するデータを記憶手段へ退避すると共に、その退避位置を管理する。これにより、記憶手段へ退避したデータを、その退避位置に基づいて効率的に読出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す機能ブロック図
【図２】フローチャート
【図３】データをメモリへ退避した態様を示す図
【図４】図３相当図
【図５】図３相当図
【図６】図３相当図
【図７】従来の方法による図３相当図
【図８】本発明の第２の実施形態を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明を、衛星から送信された衛星信号を受信する衛星測位システムにおける受信機に適用した第１の実施形態について、図１乃至図７を参照して説明する。衛星測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Orbiting Navigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等が挙げられる。
【００１９】
図１は、本実施形態の受信機１の概略構成を機能ブロック図として示している。受信機１には、複数の衛星の各々から送信された複数の衛星信号（無線周波数信号）を同時に受信するために複数の受信チャンネルが設けられている。受信機１は、複数の衛星の各々から送信された複数の衛星信号を複数の受信チャンネルにより同時に受信し、各衛星までの擬似距離を計算し、三角交差法により位置を特定する。
【００２０】
図１において、ＧＰＳ受信機１は、フロントエンド（ＦＥ（Front End））部２（受信手段）と、ベースバンド処理部３とを備えて構成されている。フロントエンド部２は、低雑音増幅器と、第１バンドパスフィルタと、電圧制御発振器と、ミキサと、第２バンドパスフィルタと、中間増幅器と、ローパスフィルタと、増幅器と、Ａ／Ｄコンバータと、可変フィルタ等を備えて構成されている。
【００２１】
フロントエンド部２は、衛星から送信された衛星信号をアンテナ４にて捕捉すると、その衛星信号を低雑音増幅器にて増幅し、その増幅した衛星を第１バンドパスフィルタにて周波数通過帯域を制限する。次いで、フロントエンド部２は、第１バンドパスフィルタを通過した衛星信号と、電圧制御発振器にて生成した所定周波数の変換用信号とをミキサにてダウンコンバートして中間周波数信号を生成し、その生成した中間周波数信号を第２バンドパスフィルタにて周波数通過帯域を制限する。
【００２２】
次いで、フロントエンド部２は、第２バンドパスフィルタを通過した中間周波数信号を中間増幅器にて増幅し、その増幅した中間周波数信号のうち所定のカットオフ周波数よりも低域の周波数成分のみをローパスフィルタにて通過させ、そのローパスフィルタを通過した中間周波数信号を所定振幅となるように増幅器にてゲイン調整する。次いで、フロントエンド部２は、そのゲイン調整した中間周波数信号をＡ／Ｄコンバータにて所定のサンプリング周波数でサンプリングしてＡ／Ｄ変換し、デジタル信号に変換する。そして、フロントエンド部２は、デジタル信号に変換した中間周波数信号を可変フィルタにて周波数通過帯域の中心周波数及び帯域幅を設定してベースバンド処理部３へ出力する。
【００２３】
ベースバンド処理部３は、相関部５と、制御部６と、ＣＰＵ７（信号雑音比判定手段、仰角取得手段、仰角判定手段）とを備えて構成されている。相関部５は、チャンネル毎に設けられており、各チャンネルの構成は同様であるので、図１では１つのチャンネルの構成のみを示している。相関部５は、周波数変調用の乗算器８と、コード相関用の乗算器９と、積分器１０と、キャリア発生器１１と、コード発生器１２とを有する。周波数変調用の乗算器８は、フロントエンド部２から入力した中間周波数信号と、キャリア発生器１１から入力した信号とを乗算して搬送波周波数成分を除去した信号をコード相関用の乗算器９へ出力する。コード相関用の乗算器９は、周波数変調用の乗算器８から入力した中間周波数信号と、コード発生器１２から入力した信号とを乗算して積分器１０へ出力する。積分器１０は、コード相関用の乗算器９から入力した信号を積分処理（フレーム単位の積分処理）し、その積分処理した信号を制御部６へ出力する。相関部５は、上記した処理を拡散コードのチップレート以上で行う必要があること、そのチップレートが１［ＭＨｚ］以上と速いこと等の理由により、捕捉したい衛星毎に個別のハードウェアで実装されている。
【００２４】
制御部６は、複数のチャンネルに共通して設けられている。制御部６は、積分器１３と、ビット復調部１４と、フィルタ１５、１６と、メモリＩＦ部１７（データ退避手段）とを有する。積分器１３は、相関部５から入力した信号を積分処理（ビット単位の積分処理）し、その積分処理した信号をビット復調部１４へ出力すると共に、フィルタ１５、１６へ出力する。ビット復調部１４は、積分器１３から入力した信号をビット復調する。フィルタ１５は、積分器１３から入力した信号をキャリア発生器１１にフィードバック出力し、フィルタ１６は、積分器１３から入力した信号をコード発生器１２にフィードバック出力する。制御部６は、相関部５から入力した信号のデータレートが１［ｋＨｚ］以下と１０００倍以上遅い等の理由により、全ての衛星分を纏めてソフトウェアで実装されるか、又は１個のハードウェアを逐次実行する態様で実装されている。
【００２５】
ＣＰＵ７は、制御部６から入力した信号を解析し、衛星時計の時刻情報や衛星の位置情報を含む航法データを抽出し、その抽出した航法データに基づいて衛星までの擬似距離を計算し、三角交差法により位置を特定する。又、ＣＰＵ７は、各衛星に対する処理を切替える毎に、ビット復調部１４から入力した各チャンネルのデータをメモリインタフェース（ＩＦ）部１５へ出力する。メモリＩＦ部１７は、ＣＰＵ７から入力した各チャンネルのデータをメモリ１８（記憶手段）へ退避する。
【００２６】
ここで、本実施形態では、相関部５において信号雑音比（ＳＮＲ：Signal-Noise Ratio）測定部１９（信号雑音比取得手段）を有する。信号雑音比測定部１９は、積分器１０から出力された信号を入力すると、捕捉対象衛星固有のコードと擬似ランダムコードとの相関が得られた場合の出力信号値と、捕捉対象衛星固有のコードと擬似ランダムコードとの相関が得られなかった場合の出力信号値との比を信号雑音比（信号対雑音比とも称する）として測定し、その測定結果をＣＰＵ７へ出力する。この場合、受信機１において、衛星から送信された衛星信号を受信する環境が良好（妨害波が存在しない、仰角が高い、衛星の方向に障害物が存在していない等）であれば、信号雑音比の値は大きくなり、一方、衛星から送信された衛星信号を受信する環境が劣悪（妨害波が存在する、仰角が低い、衛星の方向に障害物が存在する等）であれば、信号雑音比の値は小さくなる。
【００２７】
ＣＰＵ７は、信号雑音比測定部１９から測定結果を入力すると、その入力した測定結果に基づいて信号雑音比を特定する。ＣＰＵ７は、信号雑音比が閾値以上であり、信号雑音比が高いと判定したチャンネルについては、捕捉制御や復調において計算語長の全てを必要としないので、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際にビット幅を限定して必要ビット数を決定する。一方、ＣＰＵ７は、信号雑音比が閾値以上でなく、信号雑音比が低いと判定したチャンネルについては、捕捉制御や復調に計算語長の全てを必要とするので、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際にビット幅を限定することはなく必要ビット数を決定する。
【００２８】
ビット幅を限定する方法としては、通常は「２」の補数で処理するので、ＭＳＢから指定ビット分だけをメモリ１８へ退避することになる。信号雑音比と退避ビットとの関係は、データ復調している衛星は、データ復調に足る精度のビット数が必要（例えばＧＰＳの衛星測位システムでは「ＢＥＲ＝１０-4」相当を確保可能なビット数）であり、捕捉中の衛星である場合は、捕捉が外れない程度の精度のビット数が必要（データ復調よりもかなりのビット数を削減可能）である。
【００２９】
尚、この場合、このようにビット数を制限してデータをメモリ１８へ退避する場合は、ビット数を制限することなくデータをメモリ１８へ退避する従来の方法とは異なって、各衛星に対応するデータを退避する位置が固定ではなくなるので、データを退避する際には、何れの衛星のデータを何れのアドレスに格納したかを示す位置情報（ポインタ）を管理しており、退避したデータを読出す（復元する）際には、データを退避した際に管理した位置情報に基づいてデータを読出す。
【００３０】
次に、上記した構成の作用について、図２乃至図７も参照して説明する。
受信機１は、捕捉衛星数が必要数（目的により異なるが「１」〜「５」が一般的である）に達したことにより、測位開始処理を開始すると、所定数（例えばＧＰＳの衛星測位システムでは「３２」）のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定したか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ１）。受信機１は、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定していないと判定すると（ステップＳ１にて「ＮＯ」）、必要ビット数を決定する対象とするチャンネルを捕捉済みであるか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ２）。
【００３１】
受信機１は、必要ビット数を決定する対象とするチャンネルを捕捉済みであると判定すると（ステップＳ２にて「ＹＥＳ」）、信号雑音比測定部１９により測定している現在の（今回の）信号雑音比を信号雑音比測定部１９からＣＰＵ７にて取得する（ステップＳ３）。尚、ＣＰＵ７が信号雑音比測定部１９から信号雑音比を取得する処理は、ハードウェアである信号雑音比測定部１９にて測定した信号雑音比をプロセッサへ認識させる処理であるが、プロセッサの処理能力が高い場合やプロセッサの処理に十分に余裕がある場合等であれば、信号雑音比をプロセッサにて取得するようにしても良い。
【００３２】
次いで、受信機１は、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差を計算し、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上であるか否か、即ち、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量が所定値以上であるか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ４）。ここでいう所定値は、今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比のうち何れを採用して必要ビット数を決定するかの指標となる値である。
【００３３】
受信機１は、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上でない、即ち、今回の信号雑音比が前回の信号雑音比から急激に低下していないと判定すると（ステップＳ４にて「ＮＯ」）、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を今回の信号雑音比に基づいてＣＰＵ７により決定する（ステップＳ５）。受信機１は、例えば今回の信号雑音比を閾値と比較し、今回の信号雑音比が閾値以上である場合には、チャンネルのデータのうち一部のビット数を削減して残りのビット数をメモリ１８へ退避するように必要ビット数を少なく決定し、一方、今回の信号雑音比が閾値未満である場合には、チャンネルのデータの全てのビット数をメモリ１８へ退避するように必要ビット数を多く決定する。尚、閾値は１つであっても良いし複数であっても良く、複数の閾値を採用すれば、必要ビット数を段階的に決定することができる。
【００３４】
一方、受信機１は、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上である、即ち、今回の信号雑音比が前回の信号雑音比から急激に低下していると判定すると（ステップＳ４にて「ＹＥＳ」）、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいてＣＰＵ７により決定する（ステップＳ６）。受信機１は、例えば前回の信号雑音比を閾値と比較し、前回の信号雑音比が閾値以上である場合には、チャンネルのデータのうち一部のビット数を削減して残りのビット数をメモリ１８へ退避するように必要ビット数を少なく決定し、一方、前回の信号雑音比が閾値未満である場合には、チャンネルのデータの全てのビット数をメモリ１８へ退避するように必要ビット数を多く決定する。尚、この場合も、閾値は１つであっても良いし複数であっても良く、複数の閾値を採用すれば、必要ビット数を段階的に決定することができる。
【００３５】
そして、受信機１は、このようにしてチャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比のうち何れかに基づいて決定すると、上記したステップＳ１に戻り、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定していないと判定すると（ステップＳ１にて「ＮＯ」）、別のチャンネルを対象として上記した処理を繰返して行う。即ち、受信機１は、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定する。
【００３６】
受信機１は、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定したと判定すると（ステップＳ１にて「ＹＥＳ」）、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する退避位置（ポインタ）を各チャンネルの必要ビット数に基づいてＣＰＵ７により再計算し（ステップＳ７）、各チャンネルのデータの退避位置をＣＰＵ７により変更し（再配置し）（ステップＳ８）、制御部処理を行うと共に、各チャンネルのデータを当該変更した退避位置にしたがってメモリＩＦ部１７によりメモリ１８へ退避する（ステップＳ９）。
【００３７】
そして、受信機１は、今回の信号雑音比を信号雑音比測定部１９から取得してからの経過時間が予め設定しているＳＮＲ測定時間に達したか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ１０）。各チャンネルのデータの退避位置を必要以上に短い周期で切換えてしまうと、ノイズが重畳したりプロセッサに余計な負荷がかかったりすることになるので、ＳＮＲ測定時間は適度な時間（例えば「１〜数十」秒）であることが望ましい。受信機１は、ＳＮＲ測定時間に達していないと判定すると（ステップＳ１０にて「ＮＯ」）、ステップＳ９に戻り、一方、ＳＮＲ測定時間に達したと判定すると（ステップＳ１０にて「ＹＥＳ」）、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降を繰返して行う。
【００３８】
図３乃至図６は、上記した処理を行うことにより、メモリＩＦ部１７がチャンネルのデータをメモリ１８へ退避した態様を示している。図３乃至図５は、閾値として例えば「ｒ１」、「ｒ２」の２個の閾値（ｒ１＜ｒ２）を設定した場合を示しており、信号雑音比が「ｒ１」未満である「１」チャンネルのデータについては「３２ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ１」以上であり「ｒ２」未満である「２」及び「３」チャンネルのデータについては「１６ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ２」以上である「４」乃至「７」チャンネルのデータについては「８ビット」を必要ビット数として計算し、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避した場合を示している。
【００３９】
図３は、予め退避位置を設定しなかった（退避位置を可変とした）場合を示しており、メモリ１８の記憶領域の先頭アドレスからデータを退避した態様を示している。図４は、予め退避位置を設定した（退避位置を固定とした）場合を示しており、記憶領域のうち３２ビットの記憶領域１９ａ、１６ビットの記憶領域１９ｂ、８ビットの記憶領域１９ｃを設定しており、該当するデータを対応する記憶領域に退避した態様を示している。
【００４０】
図５は、信号雑音比が「ｒ１」未満である「１」チャンネルのデータについては「３２ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ１」以上であり「ｒ２」未満である「３」、「４」、「７」チャンネルのデータについては「１６ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ２」以上である「２」、「５」、「６」チャンネルのデータについては「８ビット」を必要ビット数として計算し、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避した場合を示している。
【００４１】
図６は、閾値として例えば「ｒ１」、「ｒ２」、「ｒ３」の３個の閾値（ｒ１＜ｒ２＜ｒ３）を設定した場合を示しており、信号雑音比が「ｒ１」未満である「１」チャンネルのデータについては「３２ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ１」以上であり「ｒ２」未満である「５」チャンネルのデータについては「２４ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ２」以上であり「ｒ３」未満である「３」、「４」チャンネルのデータについては「１６ビット」を必要ビット数として計算し、信号雑音比が「ｒ３」以上である「２」、「６」、「７」チャンネルのデータについては「８ビット」を必要ビット数として計算し、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避した場合を示している。本実施形態では、上記したように、２個の閾値を設定した場合と３個の閾値を設定した場合とを例示したが、１個の閾値を設定しても良いし、４個以上の閾値を設定しても良い。この場合、閾値を多く設定すれば、必要ビット数をより細分化することができ、メモリ１８の使用効率をより高めることができると考えられるが、その分、処理負荷が高まることになるので、メモリ１８の使用効率と処理負荷とを考慮し、閾値を設定すれば良い。又、図７は、比較対象として従来の方法によりデータを退避した態様を示している。
【００４２】
本実施形態では、このように信号雑音比を取得し、各チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を信号雑音比に基づいて決定してメモリ１８へ退避することにより、必要ビット数を信号雑音比に基づいて決定することなくメモリ１８へ退避する従来の方法に比べて、記憶領域が有限であるメモリ１８を有効に利用することができる。尚、データをメモリ１８へ退避する際には、信号処理した衛星の順序にしたがってデータを配列する必要はなく、信号雑音比の高い衛星の順序にしたがって配列しても良い等、様々な配列の方法が想定される。データを２の補数で表現する場合、ＭＳＢから順番に有効ビットが表現されるため、書込みの際は、無効な下位ビットを削除してメモリ書込みを行い、読込みの際は、ＭＳＢから順番に有効ビットを詰めて読出す回路がメモリＩＦ部１７に必要である。この際、無効な下位ビットは、固定値を詰めても良いし、何も処理しなくても良い。
【００４３】
以上に説明したように第１の実施形態によれば、受信機１において、衛星信号の信号雑音比を取得し、メモリ１８へ退避すべき必要ビット数を衛星信号の信号雑音比に基づいて決定するように構成したので、全てのチャンネルに対して全てのビット数をメモリ１８へ退避するのではなく、信号雑音比が所定の条件を満たすチャンネルに対しては一部のビット数を削減して残りのビット数をメモリ１８へ退避することで、各チャンネルのデータを退避する際に使用するメモリ１８の使用量を削減することができ、メモリ１８を有効に活用することができる。又、チャンネルのビット数をメモリ１８へ退避する際に、その退避位置を管理するように構成したので、メモリへ退避したデータを、その退避位置に基づいて効率的に読出すことができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図８を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第２の実施形態は、衛星の仰角を判定することが第１の実施形態と異なる。
【００４５】
ＣＰＵ７は、航法データに基づいて衛星の仰角を計算する。受信機１は、測位開始処理を開始し、所定数のチャンネルの全てについて必要ビット数を決定していないと判定し（ステップＳ１にて「ＮＯ」）、必要ビット数を決定する対象とするチャンネルを捕捉済みであると判定し（ステップＳ２にて「ＹＥＳ」）、信号雑音比測定部１９により測定している現在の（今回の）信号雑音比を信号雑音比測定部１９からＣＰＵ７にて取得し（ステップＳ３）、今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上である、即ち、今回の信号雑音比が前回の信号雑音比から急激に低下していると判定すると（ステップＳ４にて「ＹＥＳ」）、前回の仰角が所定角度以上であるか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ１１）。ここでいう所定角度は、今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比のうち何れを採用して必要ビット数を決定するかの指標となる値である。
【００４６】
受信機１は、前回の仰角が所定角度以上でないと判定すると（ステップＳ１１にて「ＮＯ」）、今回の信号雑音比に基づいて必要ビット数を決定する（ステップＳ５）。一方、受信機１は、前回の仰角が所定角度以上であると判定すると（ステップＳ１１にて「ＹＥＳ」）、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続したか否かをＣＰＵ７により判定する（ステップＳ１２）。ここでいう所定期間は、上記した所定角度と同様に、今回の信号雑音比及び前回の信号雑音比のうち何れを採用して必要ビット数を決定するかの指標となる値である。即ち、前回の仰角が所定角度以上であると、所謂瞬断が発生している可能性が高いので、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続したか否かを判定することで、瞬断が発生しているか否かを判定する。
【００４７】
受信機１は、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続したと判定すると（ステップＳ１２にて「ＹＥＳ」）、今回の信号雑音比に基づいて必要ビット数を決定する（ステップＳ５）。一方、受信機１は、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなかったと判定すると（ステップＳ１２にて「ＮＯ」）、チャンネルのデータをメモリ１８へ退避する際の必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定する（ステップＳ６）。
【００４８】
このように本実施形態では、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量が所定値以上であっても、前回の仰角が所定角度以上であり、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなければ、衛星の方向に障害物（建物やトンネル等）が一時的に存在している可能性が高く、瞬断が発生している可能性が高いので、このような状況を想定した上で必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定する。又、この場合も、第１の実施形態と同様に、データを退避する際には、何れの衛星のデータを何れのアドレスに格納したかを示す位置情報を管理し、退避したデータを読出す（復元する）際には、データを退避した際に管理した位置情報に基づいてデータを読出す。
【００４９】
以上に説明したように第２の実施形態によれば、受信機１において、衛星信号の信号雑音及び衛星の仰角を取得し、メモリ１８へ退避すべき必要ビット数を衛星信号の信号雑音比及び衛星の仰角に基づいて決定するように構成したので、今回の信号雑音比における前回の信号雑音比からの変化量が所定値以上であっても、前回の仰角が所定角度以上であり、今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなければ、衛星の方向に障害物（建物やトンネル等）が一時的に存在している可能性が高く、所謂瞬断が発生している可能性が高く、このような状況を想定した上で必要ビット数を決定することができる。
【００５０】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
衛星測位システムにおける受信機１に適用することに限らず、その他の通信（携帯電話システム、ＦＭ、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）（登録商標）における受信機にも適用しても良い。
信号雑音比を必ずしもＣＰＵ７により判定する必要はなく、信号雑音比を回路により判定することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
図面中、１は受信機、２はフロントエンド部（受信手段）、７はＣＰＵ（信号雑音比判定手段、仰角取得手段、仰角判定手段）、１７はメモリＩＦ部（データ退避手段）、１８はメモリ（記憶手段）、１９は信号雑音比測定部（信号雑音比取得手段）である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータを記憶手段へ退避するデータ退避手段と、
前記受信手段により受信された無線周波数信号の信号雑音比を取得する信号雑音比取得手段と、
前記信号雑音比取得手段により取得された信号雑音比を判定する信号雑音比判定手段と、
前記データ退避手段は、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前記信号雑音比判定手段による判定結果に基づいて決定し、その決定した必要ビット数に相当するデータを前記記憶手段へ退避することを特徴とする受信機。
【請求項２】
請求項１に記載した受信機において、
前記データ退避手段は、前記信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値未満である場合に、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を今回の信号雑音比に基づいて決定し、前記信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上である場合に、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定することを特徴とする受信機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した受信機において、
衛星の仰角を取得する仰角取得手段と、
前記仰角取得手段により取得された仰角を判定する仰角判定手段と、を備え、
前記受信手段は、衛星から送信された衛星信号を無線周波数信号として受信し、
前記データ退避手段は、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前記信号雑音比判定手段による判定結果及び前記仰角判定手段による判定結果に基づいて決定し、その決定した必要ビット数に相当するデータを前記記憶手段へ退避することを特徴とする受信機。
【請求項４】
請求項３に記載した受信機において、
前記データ退避手段は、前記信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上であり、前記仰角取得手段により取得された前回の仰角が所定角度以上であり、前記信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなかった場合に、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定することを特徴とする受信機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載した受信機において、
前記データ退避手段は、決定した必要ビット数に相当するデータを前記記憶手段へ退避すると共に、その退避位置を管理することを特徴とする受信機。
【請求項１】
無線周波数信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータを記憶手段へ退避するデータ退避手段と、
前記受信手段により受信された無線周波数信号の信号雑音比を取得する信号雑音比取得手段と、
前記信号雑音比取得手段により取得された信号雑音比を判定する信号雑音比判定手段と、
前記データ退避手段は、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前記信号雑音比判定手段による判定結果に基づいて決定し、その決定した必要ビット数に相当するデータを前記記憶手段へ退避することを特徴とする受信機。
【請求項２】
請求項１に記載した受信機において、
前記データ退避手段は、前記信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値未満である場合に、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を今回の信号雑音比に基づいて決定し、前記信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上である場合に、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定することを特徴とする受信機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した受信機において、
衛星の仰角を取得する仰角取得手段と、
前記仰角取得手段により取得された仰角を判定する仰角判定手段と、を備え、
前記受信手段は、衛星から送信された衛星信号を無線周波数信号として受信し、
前記データ退避手段は、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前記信号雑音比判定手段による判定結果及び前記仰角判定手段による判定結果に基づいて決定し、その決定した必要ビット数に相当するデータを前記記憶手段へ退避することを特徴とする受信機。
【請求項４】
請求項３に記載した受信機において、
前記データ退避手段は、前記信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比と前回の信号雑音比との差が所定値以上であり、前記仰角取得手段により取得された前回の仰角が所定角度以上であり、前記信号雑音比取得手段により取得された今回の信号雑音比が閾値未満である期間が所定期間継続しなかった場合に、前記受信手段により受信された無線周波数信号に対応するデータのうち必要ビット数を前回の信号雑音比に基づいて決定することを特徴とする受信機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載した受信機において、
前記データ退避手段は、決定した必要ビット数に相当するデータを前記記憶手段へ退避すると共に、その退避位置を管理することを特徴とする受信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−３７４１４（Ｐ２０１２−３７４１４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８５５１（Ｐ２０１０−１７８５５１）
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月９日（２０１０．８．９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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