衛星信号受信装置
【課題】プリアンブルの検出処理効率を向上させる衛星信号受信装置を提供する。
【解決手段】航法データと、各セカンダリコードを含むＥ１−Ｃ信号とが同期していることから、復調部は、前記各セカンダリコードの先頭位置を検出し、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置より前記航法データの先頭に配置されたプリアンブルの先頭位置を検出して、検出した前記プリアンブルの先頭位置より前記航法データを復調する。この場合、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置は、前記プリアンブルの先頭位置の候補となるので、前記各セカンダリコードの先頭位置に対応する前記航法データの位置のみ探索すれば、より短時間で前記プリアンブルの先頭位置を検出することが可能となる。
【解決手段】航法データと、各セカンダリコードを含むＥ１−Ｃ信号とが同期していることから、復調部は、前記各セカンダリコードの先頭位置を検出し、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置より前記航法データの先頭に配置されたプリアンブルの先頭位置を検出して、検出した前記プリアンブルの先頭位置より前記航法データを復調する。この場合、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置は、前記プリアンブルの先頭位置の候補となるので、前記各セカンダリコードの先頭位置に対応する前記航法データの位置のみ探索すれば、より短時間で前記プリアンブルの先頭位置を検出することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星から送信されるデータ信号及びパイロット信号を受信する衛星信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の衛星測位システムにおいて、衛星信号受信装置は、衛星から送信される航法データ（所定のフォーマットのビットストリーム）を受信した後に、受信した前記航法データの先頭を示すプリアンブルを検出し、検出した前記プリアンブルの位置以降のデータを収集しながら復調処理を行う（例えば、特許文献１参照）。その際に、前記衛星信号受信装置は、前記フォーマットに基づいて前記復調したデータから所望のデータ（パラメータ）を摘出する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２３６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の衛星信号受信装置では、航法データの基本単位（サブフレーム）毎にその全域を探索することにより前記航法データ中のプリアンブルを検出するので、該プリアンブルの検出が完了するまでに一定の処理時間が必要となる。
【０００５】
特に、多周波受信を行う次世代の衛星測位システム（例えば、Ｇａｌｉｌｅｏ）に前述の検出方法を適用すれば、衛星信号受信装置にて受信可能な全ての衛星信号中の航法データに対して、前記各航法データの基本単位（Ｇａｌｉｌｅｏではページ）毎にプリアンブルの検出処理を行うことになるので、該プリアンブルの検出処理効率が低下するおそれがある。
【０００６】
この発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、プリアンブルの検出処理効率を向上させる衛星信号受信装置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】
【０００７】
この発明に係る衛星信号受信装置は、
航法データを含むデータ信号と、前記航法データに同期し且つ所定の周期でセカンダリコードが繰り返されるパイロット信号とからなる衛星信号を受信する少なくとも１つの受信処理部と、
前記各セカンダリコードの先頭位置を検出し、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置より前記航法データの先頭に配置されたプリアンブルの先頭位置を検出し、検出した前記プリアンブルの先頭位置より前記航法データを復調する復調処理部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上述のように、航法データとパイロット信号とが同期しているので、前記パイロット信号中の各セカンダリコードの先頭位置を検出すると、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置は、前記航法データ中のプリアンブルの先頭位置の候補となる。従って、この発明によれば、前記各セカンダリコードの先頭位置に対応する前記航法データの位置のみ探索することにより前記プリアンブルの先頭位置を検出するので、前記航法データの全域にわたって探索を行う従来技術と比較して、前記プリアンブルの先頭位置の候補が大幅に絞られることになり、この結果、より短時間で前記プリアンブルの先頭位置を検出することが可能となって、該プリアンブルの検出処理効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の実施形態に係る衛星信号受信装置１０は、図１に示すように、アンテナ１２、ダウンコンバータ１４及びベースバンド処理部１６を有し、例えば、衛星測位システムとしてのＧａｌｉｌｅｏの衛星信号受信装置として適用される。
【００１０】
図示しない複数の衛星から電波として送信されるＥ１信号（衛星信号）は、アンテナ１２にて受信された後に、ダウンコンバータ１４において増幅され、さらに、中間周波数信号Ｓに周波数変換（ダウンコンバート）されてベースバンド処理部１６に出力される。
【００１１】
ここで、Ｅ１信号は、キャリア周波数１５７５．４２ＭＨｚの衛星信号であり、ＢＯＣ（１、１）により変調された後にＬ１帯域にて前記各衛星から送信される。この場合、Ｇａｌｉｌｅｏを構成する前記各衛星は、符号分割多重アクセス方式（ＣＤＭＡ）を利用して、同じ周波数帯域（Ｌ１帯域）でスペクトラム拡散されたＥ１信号をそれぞれ送信し、衛星信号受信装置１０は、前記各衛星のうち、現在位置において利用可能な複数の衛星からＥ１信号を受信する。
【００１２】
また、前記Ｅ１信号は、Ｅ１−Ｂ信号（データ信号）とＥ１−Ｃ信号（パイロット信号）とを重畳して構成される。前記Ｅ１−Ｂ信号は、航法データと測距コードとから構成されるデータ信号であって、該航法データ中のデータ列の先頭にはプリアンブルが配置されている。一方、Ｅ１−Ｃ信号は、測距コードを含むセカンダリコードにて構成されるパイロット信号である。
【００１３】
なお、Ｅ１信号と、前記各衛星における前記Ｅ１信号の生成方法とについては、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｏｐｅｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｉｎ Ｓｐａｃｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ（以下、Ｇａｌｉｌｅｏ ＯＳＳＩＳ−ＩＣＤという。）に詳細に規定されているので、ここでは、この実施形態に関連する内容についてのみ簡単に説明する。
【００１４】
図２は、Ｅ１−Ｂ信号中の航法データにおけるプリアンブルの位置と、Ｅ１−Ｃ信号中のセカンダリコードの位置とを模式的に示した説明図である。なお、図２では、前記航法データの基本単位（ページ）である２５０ビット分を図示している。
【００１５】
図２に示すように、１ページ及び１ｓ間で２５０ビット（２５０ｂｐｓ）の航法データのうち、先頭の１０ビットがプリアンブルとして割り当てられている。また、Ｅ１−Ｂ信号の航法データと、Ｅ１−Ｃ信号とは同期している（Ｅ１−Ｂ信号の先頭位置とＥ１−Ｃ信号の先頭位置とが一致している）。さらに、Ｅ１−Ｃ信号には、２５ビット単位のセカンダリコードが１０個連続的に配置されている。すなわち、Ｅ１−Ｃ信号において、セカンダリコードのビットレートは、航法データと同様に２５０ｂｐｓであり、該セカンダリコードは、２５ビットの周期で１０回繰り返して変調されている。
【００１６】
なお、前記プリアンブルは、「０１０１１０００００」の２進数で表わされるデジタルデータであり、前記各セカンダリコードは、例えば、最初の１０ビットが全ての衛星に共通の「００１１１０００００」の２進数で表わされるデジタルデータである。
【００１７】
図１に戻って、ベースバンド処理部１６は、複数の受信チャネル（受信処理部）１８（第１受信チャネル〜第Ｎ受信チャネル）とソフトウェア処理部２０とを有する。
【００１８】
各受信チャネル１８は、ベースバンド信号生成部２２、相関処理部２４、コード生成部２６及び積算処理部２８から構成される。また、ソフトウェア処理部２０は、復調部３０と、コード制御部３４及びローカル信号制御部３６を有する受信制御部３２とから構成される。なお、第１〜第Ｎ受信チャネル１８は、前記各衛星からのＥ１信号にそれぞれ対応し且つ各受信チャネル１８の内部構成は互いに共通であるので、以下の説明では、第１受信チャネル１８の構成について説明する。
【００１９】
第１受信チャネル１８のベースバンド信号生成部２２は、ローカル信号制御部３６の制御に基づいて、ダウンコンバータ１４からの中間周波数信号Ｓに含まれる中間周波数成分や、Ｅ１信号に含まれるドップラ周波数偏差や、前記衛星と衛星信号受信装置１０との間のクロック誤差による微細な周波数偏差を除去することにより、Ｉ成分ローカル信号と、該Ｉ成分ローカル信号に直交するＱ成分ローカル信号とを生成する。そして、ベースバンド信号生成部２２は、中間周波数信号ＳとＩ成分ローカル信号とを混合することによりＩ成分ベースバンド信号Ｉを生成し、一方で、中間周波数信号ＳとＱ成分ローカル信号とを混合することによりＱ成分ベースバンド信号Ｑを生成し、生成した前記各ベースバンド信号Ｉ、Ｑを相関処理部２４に出力する。
【００２０】
コード生成部２６は、コード制御部３４の制御に基づいて、中間周波数信号Ｓに含まれるＰＲＮコード（ＢＯＣ（１、１）の擬似雑音コード）と同一のレプリカＰＲＮコード列を発生すると共に、前記レプリカＰＲＮコード列のチップレートと同一周波数のサブキャリアを生成する。そして、コード生成部２６は、前記レプリカＰＲＮコード列と前記サブキャリアとを混合することによりレプリカＢＯＣコードを生成し、生成したレプリカＢＯＣコードから、例えば、０．１チップ程度の位相差を有する複数のレプリカＢＯＣコード（Ｅ、Ｐ及びＬ位相のコード）Ｅ、Ｐ、Ｌを生成し、生成した前記各レプリカＢＯＣコードＥ、Ｐ、Ｌを相関処理部２４に出力する。なお、Ｐ位相は、コード追尾点の位相であり、Ｅ（Ｅａｒｌｙ）位相は、Ｐ位相よりも進んだ位相をいい、Ｌ（Ｌａｔｅ）位相は、Ｐ位相よりも遅れた位相をいう。
【００２１】
相関処理部２４は、ベースバンド信号生成部２２からのベースバンド信号Ｉと、コード生成部２６からのレプリカＢＯＣコードＥ、Ｐ、Ｌとの相関処理をそれぞれ行って相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬを生成し、一方で、ベースバンド信号ＱとレプリカＢＯＣコードＥ、Ｐ、Ｌとの相関処理をそれぞれ行って相関値ＱＥ、ＱＰ、ＱＬを生成し、生成した各相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ、ＱＥ、ＱＰ、ＱＬを積算処理部２８に出力する。
【００２２】
積算処理部２８は、前記ＰＲＮコードの繰り返し周期（４ｍｓであり１ビット分の時間に相当する）の間に、相関処理部２４からの各相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ、ＱＥ、ＱＰ、ＱＬをそれぞれ積算することにより積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬを生成し、生成した積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬをソフトウェア処理部２０に出力する。従って、積算処理部２８は、１ビット毎に積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬを生成してソフトウェア処理部２０に出力する。
【００２３】
マイクロコンピュータ等で構成されたソフトウェア処理部２０において、受信制御部３２のコード制御部３４は、積算処理部２８からの各積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬを用いて、中間周波数信号Ｓに含まれるＰＲＮコードの初期捕捉を行った後に、第１受信チャネル１８とソフトウェア処理部２０との間で前記ＰＲＮコードの追尾を維持する制御ループを構成して、コード生成部２６を制御する。すなわち、前記コード追尾点のＰ位相を得るために、Ｅ位相及びＬ位相の信号を利用したコード位相ディスクリミネート特性がＥ−Ｌ＝０となるように、コード生成部２６が制御される。また、ローカル信号制御部３６は、中間周波数信号Ｓに含まれる搬送波成分の初期捕捉を行った後に、第１受信チャネル１８とソフトウェア処理部２０との間で前記搬送波成分の追尾を維持する制御ループを構成して、ローカル信号制御部３６を制御する。
【００２４】
復調部３０は、上記の各追尾制御が維持されることを前提として、衛星信号Ｅ１に含まれるデータ（航法データ及びセカンダリコード）の復調処理を行い、復調した各データを外部に出力する。
【００２５】
図３は、復調部３０における航法データ及びセカンダリコード（図２参照）の復調処理を示すフローチャートである。
【００２６】
ステップＳ１において、復調部３０は、２５ビット単位の各セカンダリコードについて、最初の２５ビットを収集する。なお、前述したように、ソフトウェア処理部２０には、第１受信チャネル１８から１ビット毎に積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬが入力されるので、復調部３０は、実際には、前記セカンダリコードに応じた積算相関値を収集することになる。
【００２７】
次に、ステップＳ２において、復調部３０は、収集した２５ビットのセカンダリコードについて、ステップＳ３の処理を行ったか否かを判定し、まだ行っていなければ（ステップＳ２のＮＯ）、ステップＳ３において、前記２５ビットのセカンダリコードの先頭位置を検出する。
【００２８】
すなわち、ステップＳ３において、復調部３０は、予め保持されている真正なセカンダリコード（例えば、真正なセカンダリコード中の最初の１０ビット「００１１１０００００」（正相パターン））と、前記２５ビットのセカンダリコード（のうち最初の１０ビット）とを比較して、前記各セカンダリコードが一致するか否かのマッチングを行い、セカンダリコードが一致すれば、該セカンダリコードの先頭位置を検出する。
【００２９】
ステップＳ４において、復調部３０は、ステップＳ３の処理によって前記先頭位置が検出できたか否か（マッチングが成功したか）を判定する。マッチングが成功したと判定できれば、あるセカンダリコードの先頭位置から２５ビット先の位置は、次のセカンダリコードの先頭位置であることが分かる。従って、上述したマッチング処理の成功によって、前記各先頭位置の検出処理及びセカンダリコードの復調処理は完了し、前述した各セカンダリコードの先頭位置は、航法データの復調処理に利用される（ステップＳ５）。
【００３０】
ステップＳ１〜Ｓ４のみの上述した処理は、衛星から衛星信号受信装置１０に送信されるＥ１信号の強度が比較的大きい場合について適用される。これに対して、Ｅ１信号の強度が比較的小さい場合には、Ｓ／Ｎの劣化により前記Ｅ１信号に混入する雑音に起因してデジタルデータの内容が変化し、ステップＳ３でのマッチング処理において、セカンダリコードの先頭位置を検出することが困難となるおそれがある。
【００３１】
そこで、この実施形態では、Ｅ１信号の強度が比較的小さい場合については、前述したステップＳ１〜Ｓ４の処理に加え、後述するステップＳ６及びＳ７の各処理を行うことにより、前記Ｅ１信号の強度が小さくても、前記先頭位置を検出できるようにしている。
【００３２】
具体的に、ステップＳ３において、Ｅ１信号の強度が小さいために最初（１番目）の２５ビットのセカンダリコードの先頭位置に対するマッチング処理が失敗し、この結果、ステップＳ４において、マッチングが失敗したと判定された際に、復調部３０は、前記１番目のセカンダリコードに対しステップＳ７の加算処理を所定回数行ったか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、前記加算処理の回数が前記所定回数に到達していなければ（ステップＳ６のＮＯ）、復調部３０は、ステップＳ１に戻って次（２番目）の２５ビットのセカンダリコードを収集する。次に、ステップＳ２において、復調部３０は、ステップＳ１に戻った１番目のセカンダリコードについて、マッチング処理を行ったか否かを判定し、一度でもステップＳ３でのマッチング処理を行ったと判定すれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、ステップＳ７の加算処理を行った後に、ステップＳ３のマッチング処理を再度行う。
【００３３】
図４は、ステップＳ７における加算処理と、該加算処理後に行われるステップＳ３での先頭位置の検出処理との模式的説明図であり、ここでは、一例として、２５ビット単位の２つのセカンダリコードの積算相関値（１番目及び２番目のセカンダリコードの積算相関値）のうち、最初の１０ビットについてそれぞれ加算処理を行い、加算結果より各セカンダリコードの先頭位置を検出する場合について図示している。
【００３４】
なお、図４において、１番目及び２番目の各セカンダリコードの最初の１０ビットを示す各ブロック内には、１ビット分の積算相関値（ＰＲＮコードの１周期である４ｍｓ分の相関値）がそれぞれ表記されている。この場合、復調部３０では、各積算相関値が正の整数値であれば、２進数の「１」に復調し、負の整数値であれば「０」に復調する。そのため、１番目のセカンダリコードの最初の１０ビットは、「０１１１１…０」に復調され、一方で、２番目のセカンダリコードの最初の１０ビットは、「０００１１…０」に復調される。
【００３５】
前述したように、セカンダリコードの最初の１０ビットの正確（真正）なデジタルデータは、「００１１１０００００」であるので、１番目のセカンダリコードの最初の１０ビット「０１１１１…０」のうち２つ目の「１」と、２番目のセカンダリコードの最初の１０ビット「０００１１…０」のうち３つ目の「０」とがそれぞれ真正なデジタルデータと一致しないことになる。これは、前述したように、衛星から衛星信号受信装置１０に送信されるＥ１信号の強度が小さいことによりＳ／Ｎが劣化し、この結果、前記Ｅ１信号に混入する雑音に起因してデジタルデータの内容が変化することによるものである。これにより、各セカンダリコードの先頭位置の検出が困難となるおそれがある。
【００３６】
そこで、この実施形態では、図４に示すように、１番目のセカンダリコードの最初の１０ビットの各積算相関値と、２番目のセカンダリコードの最初の１０ビットの各積算相関値とをそれぞれ加算し（ステップＳ７）、加算後の各積算相関値（加算結果）を復調したデジタルデータと、復調部３０に予め保持されている前記真正なデジタルデータとをマッチングすることにより（ステップＳ３）、セカンダリコードの先頭位置を検出するようにしている。
【００３７】
すなわち、加算結果の各積算相関値に応じたデジタルデータは、「００１１１…０」となり、前記真正なデジタルデータ「００１１１０００００」と一致する。このような加算処理を適用することにより、Ｅ１信号への雑音の混入に関わりなく、セカンダリコードの先頭位置の検出感度を高めることができる。
【００３８】
なお、復調部３０における実際の加算処理においては、上述した２個のセカンダリコードの加算処理に限らず、２個以上のセカンダリコード（図２参照）を加算し、加算後のセカンダリコードの各ビットの積算相関値を０及び１のデジタルデータに復調して、復調後のデジタルデータと、前記真正なデジタルデータとを比較することにより、セカンダリコードの先頭位置を検出してもよい。
【００３９】
また、Ｅ１信号の受信時におけるサイクルスリップの発生に起因して、複数のセカンダリコードを加算してもステップＳ３のマッチング処理が失敗するおそれがある。そこで、ステップＳ６において、復調部３０は、ステップＳ７の加算処理を所定回数行ったか否かを判定し、所定回数行った場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、これ以上加算処理を行ってもステップＳ３のマッチング処理が失敗するものとみなし、これまでの加算結果をクリアした後に（ステップＳ８）、セカンダリコードの収集を最初から（ステップＳ１から）やり直す。
【００４０】
次に、復調部３０における航法データの復調処理について説明する。
【００４１】
ステップＳ９において、復調部３０は、航法データを収集したか否かを判定する。
【００４２】
ステップＳ９において、前記航法データの収集を行った場合（ステップＳ９のＹＥＳ）に、復調部３０は、セカンダリコードの先頭位置の検出処理が終了しているか否かを再度判定する（ステップＳ１０）。
【００４３】
ステップＳ１０において、セカンダリコードの先頭位置の検出処理が終了し、前記セカンダリコードの先頭位置が通知されたものと判定されたときに（ステップＳ１０のＹＥＳ）、復調部３０は、検出した各セカンダリコードの先頭位置を用いて航法データのプリアンブルの先頭位置を検出する（ステップＳ１１）。
【００４４】
前述したように、航法データと、セカンダリコードを含むＥ１−Ｃ信号とは同期し、しかも、各セカンダリコードは、Ｅ１−Ｃ信号中で２５ビットの周期で繰り返されているので、前記各セカンダリコードの先頭位置の検出処理によって検出された該各先頭位置に対応する航法データの各位置は、前記プリアンブルの先頭位置の候補となる。従って、復調部３０は、これらの候補の位置が前記プリアンブルの先頭位置であるか否かを判定する。この場合、ステップＳ１１では、前述したセカンダリコードのマッチング処理と同様に、予め保持したプリアンブルのパターンと、収集した航法データ中のプリアンブルのパターンとを比較することにより、前記プリアンブルの先頭位置を検出することが望ましい。
【００４５】
プリアンブルの先頭位置の検出後に、復調部３０は、収集した前記航法データについて、検出した前記プリアンブルの先頭位置から復調処理を行う（ステップＳ１２）。
【００４６】
なお、ステップＳ９において、航法データを収集していない場合に（ステップＳ９のＮＯ）、復調部３０は、ステップＳ１０以降の処理を行わず、所定時間経過後、再度、ステップＳ９の判定処理を行う。また、ステップＳ１０において、セカンダリコードの先頭位置の検出処理が完了していない場合に（ステップＳ１０のＮＯ）、復調部３０は、ステップＳ１１以降の処理を行わず、所定時間経過後、再度、ステップＳ１０の判定処理を行う。
【００４７】
以上説明したように、この実施形態に係る衛星信号受信装置１０は、ソフトウェア処理部２０の復調部３０が各セカンダリコードの先頭位置を検出し、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置より航法データの先頭に配置されたプリアンブルの先頭位置を検出し、検出した前記プリアンブルの先頭位置より前記航法データを復調する。
【００４８】
すなわち、前記航法データとＥ１−Ｃ信号とが同期しているので、前記Ｅ１−Ｃ信号中の前記各セカンダリコードの先頭位置を検出すると、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置は、前記プリアンブルの先頭位置の候補となる。従って、この実施形態によれば、前記各セカンダリコードの先頭位置に対応する前記航法データの位置のみ探索することにより前記プリアンブルの先頭位置を検出するので、前記航法データの全域にわたって探索を行う従来技術と比較して、前記プリアンブルの先頭位置の候補が大幅に絞られることになり（２５０ビットの各位置から１０ビットの各位置に絞られることになり）、この結果、より短時間で前記プリアンブルの先頭位置を検出することが可能となり、該プリアンブルの検出処理効率を向上させることができる。
【００４９】
また、復調部３０では、前記各セカンダリコードの先頭位置を検出する際に、前記各セカンダリコードのうち、少なくとも２個のセカンダリコードの積算相関値を加算し、加算後の前記セカンダリコードの積算相関値から該セカンダリコードの先頭位置を検出するようにしているので、Ｅ１信号の強度が弱いことによりＳ／Ｎが劣化している場合でも、セカンダリコードの先頭位置の検出を確実に行うことができる。
【００５０】
この場合、復調部３０では、加算後の前記各セカンダリコードの復調結果（デジタルデータのパターン）と、予め保持している真正なセカンダリコード（デジタルデータのパターン）とのマッチングを行うことにより、前記各セカンダリコードの先頭位置を検出するようにしているので、前記各先頭位置の検出を効率よく行うことができる。
【００５１】
さらに、復調部３０では、２５ビットのセカンダリコードを収集すると、直ちに前述のマッチング処理を行う。また、Ｅ１信号の強度が小さい場合にも、復調部３０は、セカンダリコードに対する加算処理を行った後に、直ちに前記マッチング処理を行う。従って、この実施形態では、１０回分のセカンダリコードを収集した後にマッチング処理を行う場合と比較して、各セカンダリコードの先頭位置の検出処理を効率よく行うことができる。
【００５２】
さらにまた、サイクルスリップの発生によって加算処理を行ってもマッチング処理が失敗するおそれがある。そこで、この実施形態では、加算処理が所定回数に到達した場合に、これまでの加算結果をクリアにして、セカンダリコードの収集を最初からやり直すことで、復調部３０における無駄な復調処理の発生を防止することが可能となる。
【００５３】
上記の説明では、復調部３０が前記真正なセカンダリコードのデジタルデータ「００１１１０００００」（正相パターン）を保持している場合について説明したが、この正相パターンに対して位相が反転したパターン「１１０００１１１１１」（逆相パターン）を保持していてもよい。すなわち、Ｅ１−Ｃ信号中のセカンダリコードは、正相パターン及び逆相パターンのいずれか一方のデジタルデータであるので、復調部３０に正相パターン及び逆相パターンのいずれか一方のパターンが予め保持されていれば、前記マッチング及び前記各セカンダリコードの先頭位置の検出が容易となる。
【００５４】
従って、復調部３０では、予め保持した真正なセカンダリコードと、収集して復調したセカンダリコードとの比較に基づいて、該復調したセカンダリコードが正相で復調されたのか、あるいは、逆相で復調されたのかを明確に把握することができる。
【００５５】
前述したように、Ｅ１−Ｂ信号の航法データと、Ｅ１−Ｃ信号とは同期しているので、復調部３０では、前記セカンダリコードの復調結果に基づいて、航法データについても、正相で復調されたのか、あるいは、逆相で復調されたのかを明確に把握することができる。なお、前述したセカンダリコードに対するマッチング処理と同様に、復調部３０にて予め保持している真正なプリアンブルのパターン（正相又は逆相のいずれか一方のパターン）と、収集した航法データ中のプリアンブルのパターンとのマッチングを行うことで、該プリアンブルを効率よく検出することが可能となる。
【００５６】
さらに、この実施形態では、ＧａｌｉｌｅｏのＥ１信号に適用した場合について説明したが、データ信号とパイロット信号とを共に衛星から送信することを採用しているＬ２帯やＬ５帯等の信号を受信する衛星信号受信装置や、他の衛星測位システムにこの実施形態を適用しても、前記データ信号中のプリアンブルの検出処理効率を確実に向上することができる。
【００５７】
なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この実施形態に係る衛星信号受信装置の概略システム構成図である。
【図２】Ｅ１−Ｂ信号中の航法データにおけるプリアンブルの位置と、Ｅ１−Ｃ信号中のセカンダリコードの位置とを模式的に示した説明図である。
【図３】図１の復調部における航法データ及びセカンダリコードの復調処理を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ７の加算処理及びステップＳ３の先頭位置の検出処理の模式的説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…衛星信号受信装置 １２…アンテナ
１４…ダウンコンバータ １６…ベースバンド処理部
１８…受信チャネル ２０…ソフトウェア処理部
２２…ベースバンド信号生成部 ２４…相関処理部
２６…コード生成部 ２８…積算処理部
３０…復調部 ３２…受信制御部
３４…コード制御部 ３６…ローカル信号制御部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星から送信されるデータ信号及びパイロット信号を受信する衛星信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の衛星測位システムにおいて、衛星信号受信装置は、衛星から送信される航法データ（所定のフォーマットのビットストリーム）を受信した後に、受信した前記航法データの先頭を示すプリアンブルを検出し、検出した前記プリアンブルの位置以降のデータを収集しながら復調処理を行う（例えば、特許文献１参照）。その際に、前記衛星信号受信装置は、前記フォーマットに基づいて前記復調したデータから所望のデータ（パラメータ）を摘出する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２３６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の衛星信号受信装置では、航法データの基本単位（サブフレーム）毎にその全域を探索することにより前記航法データ中のプリアンブルを検出するので、該プリアンブルの検出が完了するまでに一定の処理時間が必要となる。
【０００５】
特に、多周波受信を行う次世代の衛星測位システム（例えば、Ｇａｌｉｌｅｏ）に前述の検出方法を適用すれば、衛星信号受信装置にて受信可能な全ての衛星信号中の航法データに対して、前記各航法データの基本単位（Ｇａｌｉｌｅｏではページ）毎にプリアンブルの検出処理を行うことになるので、該プリアンブルの検出処理効率が低下するおそれがある。
【０００６】
この発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、プリアンブルの検出処理効率を向上させる衛星信号受信装置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】
【０００７】
この発明に係る衛星信号受信装置は、
航法データを含むデータ信号と、前記航法データに同期し且つ所定の周期でセカンダリコードが繰り返されるパイロット信号とからなる衛星信号を受信する少なくとも１つの受信処理部と、
前記各セカンダリコードの先頭位置を検出し、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置より前記航法データの先頭に配置されたプリアンブルの先頭位置を検出し、検出した前記プリアンブルの先頭位置より前記航法データを復調する復調処理部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上述のように、航法データとパイロット信号とが同期しているので、前記パイロット信号中の各セカンダリコードの先頭位置を検出すると、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置は、前記航法データ中のプリアンブルの先頭位置の候補となる。従って、この発明によれば、前記各セカンダリコードの先頭位置に対応する前記航法データの位置のみ探索することにより前記プリアンブルの先頭位置を検出するので、前記航法データの全域にわたって探索を行う従来技術と比較して、前記プリアンブルの先頭位置の候補が大幅に絞られることになり、この結果、より短時間で前記プリアンブルの先頭位置を検出することが可能となって、該プリアンブルの検出処理効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明の実施形態に係る衛星信号受信装置１０は、図１に示すように、アンテナ１２、ダウンコンバータ１４及びベースバンド処理部１６を有し、例えば、衛星測位システムとしてのＧａｌｉｌｅｏの衛星信号受信装置として適用される。
【００１０】
図示しない複数の衛星から電波として送信されるＥ１信号（衛星信号）は、アンテナ１２にて受信された後に、ダウンコンバータ１４において増幅され、さらに、中間周波数信号Ｓに周波数変換（ダウンコンバート）されてベースバンド処理部１６に出力される。
【００１１】
ここで、Ｅ１信号は、キャリア周波数１５７５．４２ＭＨｚの衛星信号であり、ＢＯＣ（１、１）により変調された後にＬ１帯域にて前記各衛星から送信される。この場合、Ｇａｌｉｌｅｏを構成する前記各衛星は、符号分割多重アクセス方式（ＣＤＭＡ）を利用して、同じ周波数帯域（Ｌ１帯域）でスペクトラム拡散されたＥ１信号をそれぞれ送信し、衛星信号受信装置１０は、前記各衛星のうち、現在位置において利用可能な複数の衛星からＥ１信号を受信する。
【００１２】
また、前記Ｅ１信号は、Ｅ１−Ｂ信号（データ信号）とＥ１−Ｃ信号（パイロット信号）とを重畳して構成される。前記Ｅ１−Ｂ信号は、航法データと測距コードとから構成されるデータ信号であって、該航法データ中のデータ列の先頭にはプリアンブルが配置されている。一方、Ｅ１−Ｃ信号は、測距コードを含むセカンダリコードにて構成されるパイロット信号である。
【００１３】
なお、Ｅ１信号と、前記各衛星における前記Ｅ１信号の生成方法とについては、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｏｐｅｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｉｎ Ｓｐａｃｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ（以下、Ｇａｌｉｌｅｏ ＯＳＳＩＳ−ＩＣＤという。）に詳細に規定されているので、ここでは、この実施形態に関連する内容についてのみ簡単に説明する。
【００１４】
図２は、Ｅ１−Ｂ信号中の航法データにおけるプリアンブルの位置と、Ｅ１−Ｃ信号中のセカンダリコードの位置とを模式的に示した説明図である。なお、図２では、前記航法データの基本単位（ページ）である２５０ビット分を図示している。
【００１５】
図２に示すように、１ページ及び１ｓ間で２５０ビット（２５０ｂｐｓ）の航法データのうち、先頭の１０ビットがプリアンブルとして割り当てられている。また、Ｅ１−Ｂ信号の航法データと、Ｅ１−Ｃ信号とは同期している（Ｅ１−Ｂ信号の先頭位置とＥ１−Ｃ信号の先頭位置とが一致している）。さらに、Ｅ１−Ｃ信号には、２５ビット単位のセカンダリコードが１０個連続的に配置されている。すなわち、Ｅ１−Ｃ信号において、セカンダリコードのビットレートは、航法データと同様に２５０ｂｐｓであり、該セカンダリコードは、２５ビットの周期で１０回繰り返して変調されている。
【００１６】
なお、前記プリアンブルは、「０１０１１０００００」の２進数で表わされるデジタルデータであり、前記各セカンダリコードは、例えば、最初の１０ビットが全ての衛星に共通の「００１１１０００００」の２進数で表わされるデジタルデータである。
【００１７】
図１に戻って、ベースバンド処理部１６は、複数の受信チャネル（受信処理部）１８（第１受信チャネル〜第Ｎ受信チャネル）とソフトウェア処理部２０とを有する。
【００１８】
各受信チャネル１８は、ベースバンド信号生成部２２、相関処理部２４、コード生成部２６及び積算処理部２８から構成される。また、ソフトウェア処理部２０は、復調部３０と、コード制御部３４及びローカル信号制御部３６を有する受信制御部３２とから構成される。なお、第１〜第Ｎ受信チャネル１８は、前記各衛星からのＥ１信号にそれぞれ対応し且つ各受信チャネル１８の内部構成は互いに共通であるので、以下の説明では、第１受信チャネル１８の構成について説明する。
【００１９】
第１受信チャネル１８のベースバンド信号生成部２２は、ローカル信号制御部３６の制御に基づいて、ダウンコンバータ１４からの中間周波数信号Ｓに含まれる中間周波数成分や、Ｅ１信号に含まれるドップラ周波数偏差や、前記衛星と衛星信号受信装置１０との間のクロック誤差による微細な周波数偏差を除去することにより、Ｉ成分ローカル信号と、該Ｉ成分ローカル信号に直交するＱ成分ローカル信号とを生成する。そして、ベースバンド信号生成部２２は、中間周波数信号ＳとＩ成分ローカル信号とを混合することによりＩ成分ベースバンド信号Ｉを生成し、一方で、中間周波数信号ＳとＱ成分ローカル信号とを混合することによりＱ成分ベースバンド信号Ｑを生成し、生成した前記各ベースバンド信号Ｉ、Ｑを相関処理部２４に出力する。
【００２０】
コード生成部２６は、コード制御部３４の制御に基づいて、中間周波数信号Ｓに含まれるＰＲＮコード（ＢＯＣ（１、１）の擬似雑音コード）と同一のレプリカＰＲＮコード列を発生すると共に、前記レプリカＰＲＮコード列のチップレートと同一周波数のサブキャリアを生成する。そして、コード生成部２６は、前記レプリカＰＲＮコード列と前記サブキャリアとを混合することによりレプリカＢＯＣコードを生成し、生成したレプリカＢＯＣコードから、例えば、０．１チップ程度の位相差を有する複数のレプリカＢＯＣコード（Ｅ、Ｐ及びＬ位相のコード）Ｅ、Ｐ、Ｌを生成し、生成した前記各レプリカＢＯＣコードＥ、Ｐ、Ｌを相関処理部２４に出力する。なお、Ｐ位相は、コード追尾点の位相であり、Ｅ（Ｅａｒｌｙ）位相は、Ｐ位相よりも進んだ位相をいい、Ｌ（Ｌａｔｅ）位相は、Ｐ位相よりも遅れた位相をいう。
【００２１】
相関処理部２４は、ベースバンド信号生成部２２からのベースバンド信号Ｉと、コード生成部２６からのレプリカＢＯＣコードＥ、Ｐ、Ｌとの相関処理をそれぞれ行って相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬを生成し、一方で、ベースバンド信号ＱとレプリカＢＯＣコードＥ、Ｐ、Ｌとの相関処理をそれぞれ行って相関値ＱＥ、ＱＰ、ＱＬを生成し、生成した各相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ、ＱＥ、ＱＰ、ＱＬを積算処理部２８に出力する。
【００２２】
積算処理部２８は、前記ＰＲＮコードの繰り返し周期（４ｍｓであり１ビット分の時間に相当する）の間に、相関処理部２４からの各相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ、ＱＥ、ＱＰ、ＱＬをそれぞれ積算することにより積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬを生成し、生成した積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬをソフトウェア処理部２０に出力する。従って、積算処理部２８は、１ビット毎に積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬを生成してソフトウェア処理部２０に出力する。
【００２３】
マイクロコンピュータ等で構成されたソフトウェア処理部２０において、受信制御部３２のコード制御部３４は、積算処理部２８からの各積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬを用いて、中間周波数信号Ｓに含まれるＰＲＮコードの初期捕捉を行った後に、第１受信チャネル１８とソフトウェア処理部２０との間で前記ＰＲＮコードの追尾を維持する制御ループを構成して、コード生成部２６を制御する。すなわち、前記コード追尾点のＰ位相を得るために、Ｅ位相及びＬ位相の信号を利用したコード位相ディスクリミネート特性がＥ−Ｌ＝０となるように、コード生成部２６が制御される。また、ローカル信号制御部３６は、中間周波数信号Ｓに含まれる搬送波成分の初期捕捉を行った後に、第１受信チャネル１８とソフトウェア処理部２０との間で前記搬送波成分の追尾を維持する制御ループを構成して、ローカル信号制御部３６を制御する。
【００２４】
復調部３０は、上記の各追尾制御が維持されることを前提として、衛星信号Ｅ１に含まれるデータ（航法データ及びセカンダリコード）の復調処理を行い、復調した各データを外部に出力する。
【００２５】
図３は、復調部３０における航法データ及びセカンダリコード（図２参照）の復調処理を示すフローチャートである。
【００２６】
ステップＳ１において、復調部３０は、２５ビット単位の各セカンダリコードについて、最初の２５ビットを収集する。なお、前述したように、ソフトウェア処理部２０には、第１受信チャネル１８から１ビット毎に積算相関値ΣＩＥ、ΣＩＰ、ΣＩＬ、ΣＱＥ、ΣＱＰ、ΣＱＬが入力されるので、復調部３０は、実際には、前記セカンダリコードに応じた積算相関値を収集することになる。
【００２７】
次に、ステップＳ２において、復調部３０は、収集した２５ビットのセカンダリコードについて、ステップＳ３の処理を行ったか否かを判定し、まだ行っていなければ（ステップＳ２のＮＯ）、ステップＳ３において、前記２５ビットのセカンダリコードの先頭位置を検出する。
【００２８】
すなわち、ステップＳ３において、復調部３０は、予め保持されている真正なセカンダリコード（例えば、真正なセカンダリコード中の最初の１０ビット「００１１１０００００」（正相パターン））と、前記２５ビットのセカンダリコード（のうち最初の１０ビット）とを比較して、前記各セカンダリコードが一致するか否かのマッチングを行い、セカンダリコードが一致すれば、該セカンダリコードの先頭位置を検出する。
【００２９】
ステップＳ４において、復調部３０は、ステップＳ３の処理によって前記先頭位置が検出できたか否か（マッチングが成功したか）を判定する。マッチングが成功したと判定できれば、あるセカンダリコードの先頭位置から２５ビット先の位置は、次のセカンダリコードの先頭位置であることが分かる。従って、上述したマッチング処理の成功によって、前記各先頭位置の検出処理及びセカンダリコードの復調処理は完了し、前述した各セカンダリコードの先頭位置は、航法データの復調処理に利用される（ステップＳ５）。
【００３０】
ステップＳ１〜Ｓ４のみの上述した処理は、衛星から衛星信号受信装置１０に送信されるＥ１信号の強度が比較的大きい場合について適用される。これに対して、Ｅ１信号の強度が比較的小さい場合には、Ｓ／Ｎの劣化により前記Ｅ１信号に混入する雑音に起因してデジタルデータの内容が変化し、ステップＳ３でのマッチング処理において、セカンダリコードの先頭位置を検出することが困難となるおそれがある。
【００３１】
そこで、この実施形態では、Ｅ１信号の強度が比較的小さい場合については、前述したステップＳ１〜Ｓ４の処理に加え、後述するステップＳ６及びＳ７の各処理を行うことにより、前記Ｅ１信号の強度が小さくても、前記先頭位置を検出できるようにしている。
【００３２】
具体的に、ステップＳ３において、Ｅ１信号の強度が小さいために最初（１番目）の２５ビットのセカンダリコードの先頭位置に対するマッチング処理が失敗し、この結果、ステップＳ４において、マッチングが失敗したと判定された際に、復調部３０は、前記１番目のセカンダリコードに対しステップＳ７の加算処理を所定回数行ったか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、前記加算処理の回数が前記所定回数に到達していなければ（ステップＳ６のＮＯ）、復調部３０は、ステップＳ１に戻って次（２番目）の２５ビットのセカンダリコードを収集する。次に、ステップＳ２において、復調部３０は、ステップＳ１に戻った１番目のセカンダリコードについて、マッチング処理を行ったか否かを判定し、一度でもステップＳ３でのマッチング処理を行ったと判定すれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、ステップＳ７の加算処理を行った後に、ステップＳ３のマッチング処理を再度行う。
【００３３】
図４は、ステップＳ７における加算処理と、該加算処理後に行われるステップＳ３での先頭位置の検出処理との模式的説明図であり、ここでは、一例として、２５ビット単位の２つのセカンダリコードの積算相関値（１番目及び２番目のセカンダリコードの積算相関値）のうち、最初の１０ビットについてそれぞれ加算処理を行い、加算結果より各セカンダリコードの先頭位置を検出する場合について図示している。
【００３４】
なお、図４において、１番目及び２番目の各セカンダリコードの最初の１０ビットを示す各ブロック内には、１ビット分の積算相関値（ＰＲＮコードの１周期である４ｍｓ分の相関値）がそれぞれ表記されている。この場合、復調部３０では、各積算相関値が正の整数値であれば、２進数の「１」に復調し、負の整数値であれば「０」に復調する。そのため、１番目のセカンダリコードの最初の１０ビットは、「０１１１１…０」に復調され、一方で、２番目のセカンダリコードの最初の１０ビットは、「０００１１…０」に復調される。
【００３５】
前述したように、セカンダリコードの最初の１０ビットの正確（真正）なデジタルデータは、「００１１１０００００」であるので、１番目のセカンダリコードの最初の１０ビット「０１１１１…０」のうち２つ目の「１」と、２番目のセカンダリコードの最初の１０ビット「０００１１…０」のうち３つ目の「０」とがそれぞれ真正なデジタルデータと一致しないことになる。これは、前述したように、衛星から衛星信号受信装置１０に送信されるＥ１信号の強度が小さいことによりＳ／Ｎが劣化し、この結果、前記Ｅ１信号に混入する雑音に起因してデジタルデータの内容が変化することによるものである。これにより、各セカンダリコードの先頭位置の検出が困難となるおそれがある。
【００３６】
そこで、この実施形態では、図４に示すように、１番目のセカンダリコードの最初の１０ビットの各積算相関値と、２番目のセカンダリコードの最初の１０ビットの各積算相関値とをそれぞれ加算し（ステップＳ７）、加算後の各積算相関値（加算結果）を復調したデジタルデータと、復調部３０に予め保持されている前記真正なデジタルデータとをマッチングすることにより（ステップＳ３）、セカンダリコードの先頭位置を検出するようにしている。
【００３７】
すなわち、加算結果の各積算相関値に応じたデジタルデータは、「００１１１…０」となり、前記真正なデジタルデータ「００１１１０００００」と一致する。このような加算処理を適用することにより、Ｅ１信号への雑音の混入に関わりなく、セカンダリコードの先頭位置の検出感度を高めることができる。
【００３８】
なお、復調部３０における実際の加算処理においては、上述した２個のセカンダリコードの加算処理に限らず、２個以上のセカンダリコード（図２参照）を加算し、加算後のセカンダリコードの各ビットの積算相関値を０及び１のデジタルデータに復調して、復調後のデジタルデータと、前記真正なデジタルデータとを比較することにより、セカンダリコードの先頭位置を検出してもよい。
【００３９】
また、Ｅ１信号の受信時におけるサイクルスリップの発生に起因して、複数のセカンダリコードを加算してもステップＳ３のマッチング処理が失敗するおそれがある。そこで、ステップＳ６において、復調部３０は、ステップＳ７の加算処理を所定回数行ったか否かを判定し、所定回数行った場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、これ以上加算処理を行ってもステップＳ３のマッチング処理が失敗するものとみなし、これまでの加算結果をクリアした後に（ステップＳ８）、セカンダリコードの収集を最初から（ステップＳ１から）やり直す。
【００４０】
次に、復調部３０における航法データの復調処理について説明する。
【００４１】
ステップＳ９において、復調部３０は、航法データを収集したか否かを判定する。
【００４２】
ステップＳ９において、前記航法データの収集を行った場合（ステップＳ９のＹＥＳ）に、復調部３０は、セカンダリコードの先頭位置の検出処理が終了しているか否かを再度判定する（ステップＳ１０）。
【００４３】
ステップＳ１０において、セカンダリコードの先頭位置の検出処理が終了し、前記セカンダリコードの先頭位置が通知されたものと判定されたときに（ステップＳ１０のＹＥＳ）、復調部３０は、検出した各セカンダリコードの先頭位置を用いて航法データのプリアンブルの先頭位置を検出する（ステップＳ１１）。
【００４４】
前述したように、航法データと、セカンダリコードを含むＥ１−Ｃ信号とは同期し、しかも、各セカンダリコードは、Ｅ１−Ｃ信号中で２５ビットの周期で繰り返されているので、前記各セカンダリコードの先頭位置の検出処理によって検出された該各先頭位置に対応する航法データの各位置は、前記プリアンブルの先頭位置の候補となる。従って、復調部３０は、これらの候補の位置が前記プリアンブルの先頭位置であるか否かを判定する。この場合、ステップＳ１１では、前述したセカンダリコードのマッチング処理と同様に、予め保持したプリアンブルのパターンと、収集した航法データ中のプリアンブルのパターンとを比較することにより、前記プリアンブルの先頭位置を検出することが望ましい。
【００４５】
プリアンブルの先頭位置の検出後に、復調部３０は、収集した前記航法データについて、検出した前記プリアンブルの先頭位置から復調処理を行う（ステップＳ１２）。
【００４６】
なお、ステップＳ９において、航法データを収集していない場合に（ステップＳ９のＮＯ）、復調部３０は、ステップＳ１０以降の処理を行わず、所定時間経過後、再度、ステップＳ９の判定処理を行う。また、ステップＳ１０において、セカンダリコードの先頭位置の検出処理が完了していない場合に（ステップＳ１０のＮＯ）、復調部３０は、ステップＳ１１以降の処理を行わず、所定時間経過後、再度、ステップＳ１０の判定処理を行う。
【００４７】
以上説明したように、この実施形態に係る衛星信号受信装置１０は、ソフトウェア処理部２０の復調部３０が各セカンダリコードの先頭位置を検出し、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置より航法データの先頭に配置されたプリアンブルの先頭位置を検出し、検出した前記プリアンブルの先頭位置より前記航法データを復調する。
【００４８】
すなわち、前記航法データとＥ１−Ｃ信号とが同期しているので、前記Ｅ１−Ｃ信号中の前記各セカンダリコードの先頭位置を検出すると、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置は、前記プリアンブルの先頭位置の候補となる。従って、この実施形態によれば、前記各セカンダリコードの先頭位置に対応する前記航法データの位置のみ探索することにより前記プリアンブルの先頭位置を検出するので、前記航法データの全域にわたって探索を行う従来技術と比較して、前記プリアンブルの先頭位置の候補が大幅に絞られることになり（２５０ビットの各位置から１０ビットの各位置に絞られることになり）、この結果、より短時間で前記プリアンブルの先頭位置を検出することが可能となり、該プリアンブルの検出処理効率を向上させることができる。
【００４９】
また、復調部３０では、前記各セカンダリコードの先頭位置を検出する際に、前記各セカンダリコードのうち、少なくとも２個のセカンダリコードの積算相関値を加算し、加算後の前記セカンダリコードの積算相関値から該セカンダリコードの先頭位置を検出するようにしているので、Ｅ１信号の強度が弱いことによりＳ／Ｎが劣化している場合でも、セカンダリコードの先頭位置の検出を確実に行うことができる。
【００５０】
この場合、復調部３０では、加算後の前記各セカンダリコードの復調結果（デジタルデータのパターン）と、予め保持している真正なセカンダリコード（デジタルデータのパターン）とのマッチングを行うことにより、前記各セカンダリコードの先頭位置を検出するようにしているので、前記各先頭位置の検出を効率よく行うことができる。
【００５１】
さらに、復調部３０では、２５ビットのセカンダリコードを収集すると、直ちに前述のマッチング処理を行う。また、Ｅ１信号の強度が小さい場合にも、復調部３０は、セカンダリコードに対する加算処理を行った後に、直ちに前記マッチング処理を行う。従って、この実施形態では、１０回分のセカンダリコードを収集した後にマッチング処理を行う場合と比較して、各セカンダリコードの先頭位置の検出処理を効率よく行うことができる。
【００５２】
さらにまた、サイクルスリップの発生によって加算処理を行ってもマッチング処理が失敗するおそれがある。そこで、この実施形態では、加算処理が所定回数に到達した場合に、これまでの加算結果をクリアにして、セカンダリコードの収集を最初からやり直すことで、復調部３０における無駄な復調処理の発生を防止することが可能となる。
【００５３】
上記の説明では、復調部３０が前記真正なセカンダリコードのデジタルデータ「００１１１０００００」（正相パターン）を保持している場合について説明したが、この正相パターンに対して位相が反転したパターン「１１０００１１１１１」（逆相パターン）を保持していてもよい。すなわち、Ｅ１−Ｃ信号中のセカンダリコードは、正相パターン及び逆相パターンのいずれか一方のデジタルデータであるので、復調部３０に正相パターン及び逆相パターンのいずれか一方のパターンが予め保持されていれば、前記マッチング及び前記各セカンダリコードの先頭位置の検出が容易となる。
【００５４】
従って、復調部３０では、予め保持した真正なセカンダリコードと、収集して復調したセカンダリコードとの比較に基づいて、該復調したセカンダリコードが正相で復調されたのか、あるいは、逆相で復調されたのかを明確に把握することができる。
【００５５】
前述したように、Ｅ１−Ｂ信号の航法データと、Ｅ１−Ｃ信号とは同期しているので、復調部３０では、前記セカンダリコードの復調結果に基づいて、航法データについても、正相で復調されたのか、あるいは、逆相で復調されたのかを明確に把握することができる。なお、前述したセカンダリコードに対するマッチング処理と同様に、復調部３０にて予め保持している真正なプリアンブルのパターン（正相又は逆相のいずれか一方のパターン）と、収集した航法データ中のプリアンブルのパターンとのマッチングを行うことで、該プリアンブルを効率よく検出することが可能となる。
【００５６】
さらに、この実施形態では、ＧａｌｉｌｅｏのＥ１信号に適用した場合について説明したが、データ信号とパイロット信号とを共に衛星から送信することを採用しているＬ２帯やＬ５帯等の信号を受信する衛星信号受信装置や、他の衛星測位システムにこの実施形態を適用しても、前記データ信号中のプリアンブルの検出処理効率を確実に向上することができる。
【００５７】
なお、この発明は、上述した実施形態に限らず、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この実施形態に係る衛星信号受信装置の概略システム構成図である。
【図２】Ｅ１−Ｂ信号中の航法データにおけるプリアンブルの位置と、Ｅ１−Ｃ信号中のセカンダリコードの位置とを模式的に示した説明図である。
【図３】図１の復調部における航法データ及びセカンダリコードの復調処理を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ７の加算処理及びステップＳ３の先頭位置の検出処理の模式的説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…衛星信号受信装置 １２…アンテナ
１４…ダウンコンバータ １６…ベースバンド処理部
１８…受信チャネル ２０…ソフトウェア処理部
２２…ベースバンド信号生成部 ２４…相関処理部
２６…コード生成部 ２８…積算処理部
３０…復調部 ３２…受信制御部
３４…コード制御部 ３６…ローカル信号制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航法データを含むデータ信号と、前記航法データに同期し且つ所定の周期でセカンダリコードが繰り返されるパイロット信号とからなる衛星信号を受信する少なくとも１つの受信処理部と、
前記各セカンダリコードの先頭位置を検出し、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置より前記航法データの先頭に配置されたプリアンブルの先頭位置を検出し、検出した前記プリアンブルの先頭位置より前記航法データを復調する復調処理部と、
を有することを特徴とする衛星信号受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の衛星信号受信装置において、
前記復調処理部は、前記各セカンダリコードのうち少なくとも２つのセカンダリコードを加算し、加算後の前記セカンダリコードから該セカンダリコードの先頭位置を検出することを特徴とする衛星信号受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の衛星信号受信装置において、
前記復調処理部は、予め保持している前記セカンダリコードのパターンと、前記パイロット信号中の前記各セカンダリコードのパターンとの比較に基づいて、前記各セカンダリコードの先頭位置を検出することを特徴とする衛星信号受信装置。
【請求項１】
航法データを含むデータ信号と、前記航法データに同期し且つ所定の周期でセカンダリコードが繰り返されるパイロット信号とからなる衛星信号を受信する少なくとも１つの受信処理部と、
前記各セカンダリコードの先頭位置を検出し、検出した前記各セカンダリコードの先頭位置より前記航法データの先頭に配置されたプリアンブルの先頭位置を検出し、検出した前記プリアンブルの先頭位置より前記航法データを復調する復調処理部と、
を有することを特徴とする衛星信号受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の衛星信号受信装置において、
前記復調処理部は、前記各セカンダリコードのうち少なくとも２つのセカンダリコードを加算し、加算後の前記セカンダリコードから該セカンダリコードの先頭位置を検出することを特徴とする衛星信号受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の衛星信号受信装置において、
前記復調処理部は、予め保持している前記セカンダリコードのパターンと、前記パイロット信号中の前記各セカンダリコードのパターンとの比較に基づいて、前記各セカンダリコードの先頭位置を検出することを特徴とする衛星信号受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１６８６５７（Ｐ２００９−１６８６５７Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７８０２（Ｐ２００８−７８０２）
【出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願人】（０００００４３３０）日本無線株式会社 (1,186)
【Ｆターム（参考）】
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