CN103620443A - 导航信号发送机以及导航信号生成方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种廉价且可靠地降低地面发送的导航信号的频率偏差的导航信号发送机。一种导航信号发送机，接收发送波，生成与规定的数据帧同步的同步脉冲，基准信号同步部(550)将同步脉冲作为基准信号生成内部时钟基波振荡，根据内部时钟基波振荡生成IMES信号并进行发送，该导航信号发送机的特征在于，上述基准信号同步部(550)包括计数器电路(551)、比较器(553)、低通控制用滤波器(554)、D/A转换器(555)以及电压控制发送器(556)，在将同步脉冲作为基准信号而计数出的由电压控制发送器(556)生成的时钟的脉冲数与基准值之间的大小关系在规定值以内的范围内在一个方向上连续了规定次数的情况下，进行控制以调整上述电压控制发送机(556)的控制电压水平。

Description

导航信号发送机以及导航信号生成方法
技术领域
本发明涉及一种被设置于地面来发送导航信号或用于对接收机进行定位的信号的导航信号发送机以及生成导航信号的方法。
背景技术
卫星定位***通过由接收机被动地测量从多个卫星发送的定位信号来对接收机进行定位。在这种情况下，时刻同步是重要的技术要素之一，为了生成被称为“历元”的、规定的通常来说连续的一系列事件而使用星载时钟，这些历元的产生时刻被编码为随机码或伪随机码(被称为扩频码(spreadingcode))。而且，作为时间历元编码序列的伪随机或随机功能的结果，输出信号的频谱由扩频码要素的变化速率以及扩频信号的波形决定。其频率是遍及大范围的频率。通常，其扩频波形是长方形(矩形状)，具有由sinc(辛格)函数表示的功率谱。
作为所述的卫星定位***的例子，列举有全球定位***(GPS)。一般来说，GPS分别使用以1575.42MHz、1227.6MHz以及1176.45MHz为中心的L1、L2以及L5等多个频率进行动作。这些各个信号通过各自的扩频信号而被调制。如本领域技术人员能够容易理解的那样，以1575.42MHz的L1频率对GPS卫星导航***所发送的CA(Coarse Acquisition：粗捕获)信号进行广播，该CA信号具有1.023MHz的扩频码速率(码片速率)。
另一方面，除了以GPS为代表的卫星定位***以外，还存在以在室内环境中确定位置信息为目的的地面补偿信号(Indoor Messaging System(IMES))。IMES信号是与GPS相似的定位信号，以相同的1575.42MHz的L1频率进行广播，并具有与CA信号的扩频码同族的(Gold序列)的1.023MHz的扩频码速率(码片速率)。
发送IMES信号的IMES发送机多数被设置于大厦建筑物内、地下街道，将发送机的位置信息叠加在IMES信号上发送。即，持有IMES接收装置的用户接收IMES信号并进行解调，通过解读所叠加的位置信息，能够获知自己的位置。
在此，IMES信号的CA码与GPS的CA码相同，以周期1ms重复1023比特(1023码片)的序列。因而，为了不进行载波频率和码相位的搜索而直接进行信号的切换，需要载波频率与其期待值之差收敛于作为码周期1ms的倒数的1kHz的幅度内，因此需要确保±500Hz以内的精度。由于500Hz/1575.42MHz=0.33E-6，因此可以视为其作为时钟的频率偏差需要留出少许的余量而为大约0.2E-6(0.2ppm)以下的精度。另外，由于1码片的长度为大约1μ秒，因此码相位需要±300ns左右以下的精度。
图8示出持有以往的IMES接收机的用户从以往的发送机A的信号区域移动到发送机B的信号区域时的情形。在持有IMES接收机803的用户从发送机A(801)的信号区域(801E)移动到发送机B(802)的信号区域(802E)的情况下，IMES接收机803也需要还将接收信号从与发送机801对应的信号a切换为与发送机802对应的信号b。这样，在将接收信号例如从信号a切换为信号b的情况下，从通信的稳定性以及用户的便利性的观点出发期望IMES信号接收的切断时间尽可能地少。
因此，为了使信号切断时间尽可能地少，需要从IMES发送机A(801)发送的信号a和从发送机B(802)发送的信号b的载波频率和扩频码的相位差小。
在此，为了接收IMES信号，接收机在内部生成由与IMES发送机所发送的信号相同频率及相同扩频码构成的被称为副本信号的信号，在与所广播的信号取得相关的同时进行解调，由此进行接收。图9示出典型的定位信号接收机的框结构。图9中的定位信号接收机900包括：天线901，其对接收信号进行接收；接收部902，其用于进行来自天线901的接收信号的放大处理、下变频处理及A/D转换等接收处理以及变换为数字中频信号(数字IF信号、IF：Intermediate Frequency)的处理；码副本生成器904，其生成码副本信号；以及乘法器905和906，该乘法器905和906分别将来自接收部902的信号和来自码副本生成器904的信号相乘。
并且，定位信号接收机900包括：载波副本生成器907，其用于生成接收机内的载波副本信号；以及乘法器908和909，该乘法器908和909将来自载波副本生成器904的相位相差90度的载波副本信号即sinωrt信号和cosωrt信号分别与乘法器905和906的输出相乘，还包括：累积器910，其用于对规定期间的乘法器908的输出进行累积；累积器911，其用于对规定期间的乘法器909的输出进行累积；以及运算控制器912，其接受累积器910和911的输出，通过软件进行用于提高S/N的累积(平方之前的累积和平方之后的累积)，为了进行信号补充和信号追踪而控制码副本生成器904和载波副本生成器907。
在此，运算控制器912能够通过软件变更码副本生成器904所生成的码。另外，运算控制器912根据所接收到的卫星定位信号来进行导航电文的抽出，进行定位运算等处理。
在所述接收机中的解调过程中，搜索所广播的载波频率与副本信号的载波频率相同(更准确地说是上述的±500Hz以内的精度)的频率以及搜索从IMES发送机发送的扩频码与副本信号的扩频码的码相位相同的码相位。如图10所示那样，在副本信号变为与所广播的信号相同的载波频率和扩频码相位的情况下与所广播的信号的相关值最大，此时能够接收广播信号。
此外，为了不进行载波频率和码相位的搜索就进行信号的切换，如上述那样载波频率需要大约0.2E-6(0.2ppm)以下的精度、码相位需要±300ns左右以下的精度。
专利文献1：日本特开2009-85928号公报
专利文献2：日本特开2009-133731号公报
发明内容
发明要解决的问题
在所述状况中，为了使所有的IMES发送机发送相同的载波频率IMES信号，要求发送机内部的基波振荡相对于公称频率偏差小、频率的波动小以及频率不因周围的温度变动而变动之类的低温度依赖性。一般来说具有这种特性的振荡器被收容在恒温槽等中进行严格的温度管理和温度控制，有时还使用利用了某特定频率的原子共鸣的原子时钟，从而存在设备费用昂贵且其尺寸变大这样的缺点。
并且，无论是多么贵的振荡器，如果长期使用，则频率一定发生变化。因此，导致需要定期地进行频率校正。
作为抑制这样长期的频率变化的一个方法，存在接收GPS信号来对振荡器的长期的变动进行校正的方法。但是，如果是室外环境，则能够容易地接收GPS信号，但是在大厦建筑物内、地下街道之类的室内环境中存在由于信号到达不了而无法进行接收这样的问题。
作为解决该问题的方案，存在被称为GPS中继器的方案。是将在室外接收到的GPS信号通过有线引入到室内并在室内再次放射的装置。但是，在为了设置于地面的导航信号发送机的频率同步而应用该方案的情况下，需要另外导入GPS中继器***，需要追加GPS中继器***的装配、建设成本。另外，由GPS中继器发送的GPS信号对于想要利用高灵敏度接收机等接收虽然微弱但从室外过来的本来的GPS信号的用户来说成为很大的干扰源。
另外，作为在室内环境中设置于地面的用于取得导航信号的频率同步的另一方案，存在在发送机之间通过有线或无线发送和接收定时信号来实现的方案。但是，在为了设置于地面的导航信号发送机的频率同步而应用该方案的情况下，发送机除了导航信号以外还需要具有发送定时信号的发送电路，由此存在随之产生发送机的部件件数增加、消耗电力增加这样的缺点。
本申请发明的实施方式的第一目的在于至少减少现有技术的问题。即，本申请发明涉及一种廉价且可靠地降低地面发送的导航信号的频率偏差的方法，发明所解决的问题在于通过提供其生成方式而不需要以往需内置于发送机的高精度且贵的振荡器。
另外，本申请发明的实施方式的第二目的在于使地面发送的导航信号的定时一致。即，本申请发明涉及一种使地面发送的导航信号的时刻定时与某基准一致的方法，发明所解决的问题在于通过提供其生成方式使以往彼此不一致的地面发送的多个导航信号间的定时相对地、或者相对且绝对地一致，由此导航信号间彼此的扩频码相位差变小、缩短信号捕获时间等提高接收时的便利性。
此外，依据以上记述的技术问题，发明人们发现如果IMES信号a和IMES信号b是相同的载波频率和相同的扩频码相位，则接收机通过使用接收IMES信号a所确定的载波频率和扩频码相位的信息，能够不进行IMES信号b的载波频率和扩频码相位的搜索就接收IMES信号b，能够顺利地进行从IMES信号a向IMES信号b的切换。
用于解决问题的方案
本发明所涉及的导航信号发送机具备：接收部，其接收发送波并生成与规定的数据帧同步的同步脉冲；基准信号同步部，其以由上述接收部生成的脉冲为基准信号生成内部时钟基波振荡；IMES信号生成部，其根据上述内部时钟基波振荡生成IMES信号；以及发送天线，其发送由上述IMES信号生成部生成的IMES信号，该导航信号发送机的特征在于，上述基准信号同步部包括计数器电路、比较器、低通控制用滤波器、D/A转换器、电压控制发送器以及分频电路，在上述计数器电路中，对以从上述发送波输入的信号为基准信号而由上述电压控制发送器生成的时钟的脉冲数进行计数，在上述比较器中将上述计数得到的计数值与基准值进行比较，在上述比较器中的比较结果的大小关系在规定值以内的范围内在一个方向上连续了规定次数的情况下，进行控制以调整上述电压控制发送器的控制电压水平。
特征还在于，在上述比较器中的比较结果的大小关系超过规定值的情况下，进行控制以废弃上述计数值。
特征还在于，在上述比较器中的比较结果的大小关系超过规定值且超过上述规定值的值在规定时间内连续了规定次数的情况下，进行控制以变更成为时间常数的值。
本发明所涉及的导航信号发送方法具备以下步骤：在接收部中接收发送波并生成与规定的数据帧同步的同步脉冲；在基准信号同步部中以由上述接收部生成的脉冲为基准信号来生成内部时钟基波振荡；在IMES信号生成部中，根据上述内部时钟基波振荡生成IMES信号；以及在发送天线中发送由上述IMES信号生成部生成的IMES信号，该导航信号发送方法的特征在于，在上述基准信号同步部中包括计数器电路、比较器、低通控制用滤波器、D/A转换器、电压控制发送器以及分频电路，在上述计数器电路中，对以从上述发送波输入的信号为基准信号而由上述电压控制发送器生成的时钟的脉冲数进行计数，在上述比较器中将上述计数得到的计数值与基准值进行比较，在上述比较器中的比较结果的大小关系在规定值以内的范围内在一个方向上连续了规定次数的情况下，进行控制以调整上述电压控制发送器的控制电压水平。
发明的效果
根据本发明所涉及的导航信号发送机或导航信号发送方法，能够廉价且可靠地降低地面发送的导航信号的频率偏差，能够不需要以往需搭载于发送机的高精度且贵的振荡器。并且，通过使地面发送的多个导航信号间的定时相对地、或者相对且绝对地一致，能够使导航信号间的彼此的扩频码相位差变小、缩短信号捕获时间等提高接收时的便利性。
附图说明
图1是说明本发明的一个实施方式所涉及的导航信号发送机的结构的说明图。
图2是说明本发明的一个实施方式所涉及的导航信号发送机中的基准信号同步部的框结构的说明图。
图3是说明本发明的一个实施方式所涉及的导航信号发送机的基准信号同步部中的频率计数部的动作的说明图。
图4是说明本发明的一个实施方式所涉及的导航信号发送机的基准信号同步部中的各信号的频率稳定度(阿伦标准偏差)的说明图。
图5A是说明本发明的其它实施方式所涉及的导航信号发送机中用于取得时刻同步的基准信号同步部的结构的说明图。
图5B是说明本发明的其它实施方式所涉及的导航信号发送机中用于取得时刻同步的基准信号同步部的结构的说明图。
图5C是说明本发明的其它实施方式所涉及的导航信号发送机中用于取得时刻同步的基准信号同步部中的动作流程的流程图。
图6是说明本发明的其它实施方式所涉及的导航信号发送机中的时刻定时信号与扩频码的关系的说明图。
图7是说明本发明的其它实施方式所涉及的导航信号发送机的结构的说明图。
图8是说明持有以往的IMES接收机的用户从以往的发送机A的信号区域移动到发送机B的信号区域时的情形的说明图。
图9是说明以往的定位信号接收机的接收电路的框结构的说明图。
图10是说明以往的定位信号的载波频率和码相位搜索概念的说明图。
具体实施方式
下面，详细记述本发明所涉及的导航信号发送机以及导航信号生成方法。
实施例1
图1示出本发明的一个实施方式所涉及的导航信号发送机的结构。在此，假设PHS信号作为本实施方式中的“外部***的某些信号(发送波)”。导航信号发送机100包括PHS接收部101、基准信号同步部102、IMES信号生成部103以及发送天线104。此外，PHS接收部101和基准信号同步部102构成内部时钟生成部(正好对应专利文献1的图2所示的内部时钟生成器231)。然而，在例如专利文献1的图2所示的内部时钟生成器等以往的内部时钟生成器中，为了确保高的频率精度而使用了贵的OCXO(Oven Controlled Xtal Oscillator、也被称为“温度控制型晶体振荡器”)等。
在导航信号发送机100中，从PHS基站发送的1.9GHz频带的PHS电波由图1中的作为内部时钟生成部的结构要素的PHS接收部101接收，在此生成与PHS数据帧同步的100ms的脉冲。由于PHS基站的频率偏移小且多个PHS基站是同步的，因此即使发送机内部的PHS接收部的内置时钟产生了偏差，PHS数据帧的周期也满足一定的基准。即，PHS数据帧的重复频率的频率偏移小。
在此，在考虑将外部***的某些信号设为在空中传播的电波而与其取得同步的情况下，考虑与在空中传播的电波的载波频率取得同步的方法、基于载波生成定时信号的方法。然而，载波频率存在根据电波的调制方式的不同而不同的情况(FM调制、FDMA、CDMA的跳频方式等频率动态地变化)，因此在本发明中，特征在于，不是与载波取得同步而是与数据帧周期取得同步。
接着，从图1中的PHS接收部101输出的100ms的脉冲作为基准信号被输入到基准信号同步部102。在基准信号同步部102中，生成与该基准信号取得频率同步的内部时钟基波振荡，并向IMES信号生成部103输出。此外，代替向IMES信号生成部103输出，也能够输出到专利文献1的图2所示那样的MUX232。
而且，在图1中的IMES信号生成部中，生成专利文献1和2中所公开的IMES信号，并经由发送天线104发送。
在此，请注意由PHS接收部101输出并作为基准信号同步部102的基准信号输入的信号与在空中传播的PHS电波同步。
此外，PHS接收部101也可以是接收PHS信号以外的信号(例如GSM、LTE、商用电源等)的接收部。即使是PHS信号以外的信号，信号处理的详细内容也能够采用下一段以后说明的结构。下面，以由接收部101接收的信号是PHS信号来进行说明。
图2示出说明基准信号同步部102的详细结构的框图。基准信号同步部102由频率计数部201、循环滤波器202以及VCO(压控振荡器)203构成，从PHS接收部101输入的基准信号最终作为10MHz的内部时钟基波振荡输出到IMES信号生成部103。
接着，图3示出基准信号同步部102中的频率计数部201的动作。在频率计数部201中，将从PHS接收部101输入的信号设为基准信号同步部102的基准信号，以该信号为触发，如图3所示那样利用计数器电路(未图示)对由基准信号同步部102内的VCO203生成的时钟的脉冲数进行计数。计测出的计数值在比较电路(未图示)中与由VCO203的公称频率和基准信号的脉冲周期公称值决定的脉冲数进行比较，由循环滤波器202对作为其差的值进行平滑化处理，通过适当的增益设定和D/A转换而转换为直流电压并输入到VCO203。该直流电压与基准信号和内部时钟基波振荡之间的频率差成比例，VCO203根据电压来调整自身的频率，由此将基准信号和内部时钟基波振荡之间的频率差保持为固定。
在此，在VCO203的公称频率为10MHz、基准信号的脉冲周期公称值为100ms的情况下，由VCO203的公称频率和基准信号的脉冲频率公称值决定的脉冲数为
10*10^6*0.1=1000000[脉冲]。
[本发明所涉及的导航信号发送机等的效果]
图4示出说明随着基准信号同步部102的动作而生成的基准信号和内部时钟基波振荡的稳定性的说明图。首先，在图4中，(a)是基准信号同步部的基准信号、即PHS接收部输出信号的频率稳定度(阿伦标准偏差)的典型例子，(b)是表示嵌入于基准信号同步部的VCO单体的频率稳定度的一例的图。从特性(a)获知的是基准信号在长期的频率稳定性方面优秀但在短期的频率稳定性方面不足，从特性(b)获知的是VCO在长期的频率稳定性方面不足但在短期的频率稳定性方面优秀。
这样，特性(c)表示本发明所涉及的导航信号发送机等中的基准信号同步部102所输出的时钟信号的频率稳定性。根据特性(c)可知，由于具有长期的频率稳定性与基准信号(即，PHS电波)同等、短期的频率稳定性与VCO的特性同等的特性，因此在长期和短期的大范围的频率区域中发挥稳定的性能。
实施例2
作为本发明的第二实施方式，图5A示出导航信号发送机中用于取得时刻同步的基准信号同步部的结构。基准信号同步部500包括相位比较部501、循环滤波器502、VCO(压控振荡器)503以及分频器504。
将PHS接收部所输出的信号作为基准信号同步部的基准信号，在相位比较部501中与由PLL部内的分频器504生成的信号进行相位比较，来计测相位差。在此计测出的相位差在循环滤波器502中被进行平滑化处理，通过适当的增益设定和D/A转换被转换为直流电压并输入到VCO503。该直流电压与基准信号和分频信号之间的相位差成比例，因而，VCO503根据电压来调整自身的频率，由此将基准信号和分频信号之间的相位差保持为固定。
在该实施方式中，从基准信号同步部除了输出内部时钟基波振荡之外，例如还为了控制PRN(pseudorandomnoisecode：伪随机噪声)码的定时而输出脉冲周期为1ms的整数倍(作为一例，采用10ms、100ms、1000ms。与图7中的基准信号脉冲不同)的时刻同步定时信号脉冲(该时刻同步定时信号脉冲在后述的图7中从702被供给到703)。
此外，图6示出PRN码的定时控制例。图6的(A)中示出了由IMES信号生成部生成的周期1ms的扩频码C，使时刻同步定时信号T与扩频码C取得同步。将图6的(A)的区间T1-T2放大得到的是图6的(B)，进行控制使比特数(码片数)为1023比特(1023码片)的扩频码C’的开头(码1与码片1一致的定时)与时刻同步定时信号T’的脉冲同步后进行广播，由此时刻定时也成为与PHS电波同步的状态。
实施例3
作为本申请发明的第三实施方式，图7示出作为外部***的某些信号而利用GSM、LTE之类的移动电话的电波时的结构。导航信号发送机700包括用于接收GSM或LTE信号的GSM接收部或LTE接收部(统称为接收部701)、基准信号同步部702、IMES信号生成部703以及发送天线704。即，在本实施方式中，代替PHS接收部101而利用GSM或LTE接收部701将10ms、100ms或1000ms的脉冲作为基准信号输入到基准信号同步部702。在基准信号同步部702中，只是将与由频率计数部(图7中未图示)计数出的脉冲数进行比较的值变更为10ms、100ms或1000ms即可，除了GSM或LTE接收部701以外不需要变更发送机的结构，由此能够简单地利用GSM、LTE之类的PHS以外的电波。
在此，根据通信基础结构的环境而分开使用基准信号脉冲的周期(10ms、100ms、1000ms)。例如，在PHS中能够仅利用100ms的基准信号，在CDMA中能够利用10ms的基准信号。
实施例4
作为本申请发明的第四实施方式，作为外部***的某些信号，也可以利用商用电源。在本实施方式中，代替接收部701而使用商用电源接收部，根据电源频率(在日本是50/60Hz)，将10ms、100ms或1000ms的脉冲作为基准信号输入到基准信号同步部702。如果是商用电源，则即使绝对精度差，由于例如在大厦内是相同的电源，因此同一大厦内的IMES发送机的相对的频率是一致的。由此，在PHS、GSM、LTE之类的电波到达不了的场所中，IMES发送机也能够取得频率同步。
实施例5
作为本申请发明的第五实施方式，在图5B中说明导航信号发送机中用于取得时刻同步的基准信号同步部的结构。基准信号同步部550包括计数器电路551、保持电路552、比较器553、低通控制用滤波器554、D/A转换器555、电压控制发送器556以及分频电路557。
计数器551对从电压控制型发送器(VCXO)556发送的时钟的“脉冲数(典型的是10MHz)”进行计数，每当发送基准信号脉冲时、即每隔100ms向保持电路552发送计数值。并且，在比较器553中将计数值与比较用的基准值(典型的是1,000,000次)进行比较，作为第一次滤波，在VCXO的计数值相对于基准值超出±10%的情况下，作为异常的值而忽略(异常值(outlier)去除)。
接着，作为第二次滤波，在比较结果的大小关系连续n次持续大(+方向)或小(-方向)的情况下，进行控制对电压控制水平变更1。即，在+方向被连续n次计测出的情况下，将控制电压水平设为针对当前的水平减1(-1)，在-方向被连续n次计测出的情况下，将控制电压水平设为针对当前的水平加1(+1)。在此，与1个水平对应的电压控制量在以12比特的分辨率进行控制的情况下是2.5(v)/4096(v)。
另外，从分频电路557输出时刻同步定时信号脉冲。
此外，在图5B中，RIN是复位输入，CLIN是时钟输入，CNTOUT是计数值输出，CNTIN是计数值输入，STIN是设置定时输入。
这样，在图5B中，比较器553和低通控制用滤波器554形成为应用了所谓的随机漫步滤波器(random walk filter)的结构，但是在本申请发明中，特征在于上述n(滤波器时间常数)的调整，当使n的值变大时，直到收敛为止的时间变长，试验的结果为，在使用PHS作为基准信号脉冲的情况下，通过将n设定为10左右获得了良好的结果。另外，在使用CDMA作为基准信号脉冲的情况下，期望将n设为2左右。
在此，基准信号脉冲是以每100ms为周期，因此在n=10的情况下，以1秒1次的比例进行电压控制调整，在n=2的情况下，以0.2秒1次的比例进行调整。
一般来说，在使用PHS作为基准信号脉冲的情况下，在设置了导航信号发送机之后，在15分钟～30分钟左右内与基准信号脉冲的频率大致同步。然而，存在在发生火灾等而导航信号发送机的温度急剧上升的情况下无法期待发送机正确地进行动作的情况。在这种情况下，与基准信号脉冲的频率之间失去同步，需要快速地重新取得定时同步。因而，也可以构成为另外设置温度传感器以检测如火灾那样的温度急剧上升等的紧急情况，但是由于需要额外的电路、成本，因此也可以构成为通过检测计数器值的异常来进行紧急情况的判断。具体地说，在规定时间(例如20秒或30秒)内VCXO为超出±10%以上的次数连续一定次数(例如100次或150次)的情况下，判断为温度异常(火灾等紧急情况)。
图5C示出这种情况下的详细流程。当在S501中定时同步开始时，进入S502，将用于检查是否为因火灾等引起的温度急剧上升等紧急情况的标志(以下为紧急情况标志)初始化。
接着，进入S503，在计数器中对从VCXO发送的脉冲进行计数。在S504中，根据PHS的基波振荡来计测时间，判断是否经过了100ms。在还未经过100ms的情况下(S504中为“否”)，返回S503，在经过了100ms的情况下，进入S505，检查紧急情况标志是否开启。在S505中紧急情况标志开启的情况下进入S510，在紧急情况标志关闭的情况下进入S506。
在S506中，判断VCXO是否为±10%以内。如果VCXO为±10%以内，则作为正常的变动而进行控制电压调整(进入S510)，但是在VCXO超出±10%的情况下，判断是应该废弃的错误(异常值)还是紧急情况(S507)。在S507中判断VCXO超出±10%的情况在规定时间内是否连续一定次数。作为一例，判断在20秒内是否连续了100次、或者在30秒内是否连续了150次。在规定时间内连续了一定次数的情况下(“是”)，进入S509，判断为在设置有导航信号发送机的场所附近由于火灾等紧急情况而周边温度急剧上升，将时间常数n变更为比当前设定的值小的值(例如从n=10变更为n=2)。然后，将紧急情况标志设为开启。
在S507中，在VCXO超出±10%的情况在规定时间内没有连续一定次数的情况下，将该值作为异常值而废弃。
在S510中，在从VCXO发送的脉冲计数向正(+)方向偏移的情况下，以加1进行计数，在脉冲计数向负(-)方向偏移的情况下，以减1进行计数，并进入到S511。
在S511中，判断在S510中计数出的值(+或-)是否连续了n次，在连续了n次的情况下(“是”)进入S512，在未连续n次的情况下(“否”)，返回S502。
在S512中连续n次的是正(+)方向的情况下，向-方向调整控制电压，在连续n次的是负(-)方向的情况下，向-方向调整控制电压。然后，返回S503。
在图5C所示的流程图中，在S507中VCXO超出±10%的情况下，判断其在规定时间内是否连续了一定次数，但是不限于在规定时间内VCXO连续地超出±10%的情况，也可以在规定时间内VCXO超出±10%的情况累计达到了一定次数时进入S509，进行控制以将紧急情况标志设为开启且将时间常数n变更为比当前设定的值小的值。在这种情况下，例如在3分钟内VCXO超出±10%的情况累计达到了1000次时、或者在5分钟内VCXO超出±10%的情况累计达到了1000次时，进入S509。
判断VCXO超出±10%的情况在规定时间内是否连续了一定次数的流程具有能够在非常短的时间内检测火灾等损害的优点。另一方面，判断VCXO超出±10%的情况是否在规定时间内累计达到了一定次数的流程具有在防止引起错误动作的同时能够在某种程度的短时间内检测火灾等损害的优点。
在图5C所示的流程图中，关于将紧急情况标志设为关闭的处理省略了说明，能够根据实施方式考虑各种处理。例如在经过了预先决定的时间的情况下将紧急情况标志设为关闭、通过手动关闭等。
或者，也可以在规定时间内VCXO连续一定次数收敛于±10%以内时进行控制来将紧急情况标志设为关闭、或者在VCXO收敛于±10%以内的情况在规定时间内累计达到了一定次数时进行控制以将紧急情况标志设为关闭。
此外，也能够实施未安装上述的紧急情况检测逻辑(S502、S505、S509等)的简单的定时同步控制，这是不言而喻的。
如上所述那样，在本发明所涉及的导航信号发送机等中，着眼于接收GPS这样的基于高精度时钟的信号的接收机中的接收动作，同时着眼于用于提高接收机的便利性的设置于地面使用的导航信号的课题，提供一种用于实现满足所述条件的发送机的廉价的单元和方法以克服要求0.2ppm左右的频率偏移这样的课题。
另外，GPS基于高精度时钟，因此如果基于本领域技术人员的自然的想法，则容易产生在生成与GPS同样设置于地面使用的导航信号时也需要高精度时钟的认识。但是，设置于地面的导航信号发送机所需要的与其说是绝对的频率精度，倒不如说是各发送机间的相对的频率精度。因而，与所使用的频率基准是高精度相比，各发送机使用共通的频率标准更重要。另一方面，期望用于实现上述要求的针对导航信号发送机新添加的功能、模块少。因此，地面的导航信号发送机的频率基准即使不是作为普通的频率标准利用的性质，也能够在室内使用，比导航信号发送机的可达范围更大，能够利用多个导航信号发送机，通过利用现有的基准作为该频率标准，起到下面的效果：能够使包括本发明所涉及的导航信号发送机的***整体的结构规模小型化。
此外，权利要求书、说明书、摘要、附图所记载的所有技术要素以及方法或处理步骤通过除了这些要素和/或步骤的至少一部分相互排斥的组合以外的任意的组合能够形成为本发明所涉及的发送机以及方法的结构要素或构成步骤。
并且，本发明不受上述实施方式的任一个个别的具体详细记载限制。并且，本发明的技术范围不是只由上述说明确定，而是通过权利要求书的记载来确定其外延，与权利要求书同等的替换或变更也是本发明的技术范围。
附图标记说明
100、500：导航信号发送机；101：PHS接收部；102、702：基准信号同步部；103、703：IMES信号生成部；104、704：发送天线；201：频率计数部；202、502：循环滤波器；203、503：VCO(电压控制发送器)；501：相位比较部；504：分频器；551：计数器；552：保持电路；553：比较器；554：低通控制用滤波器；555：D/A转换器；556：电压控制型发送器；557：分频电路；701：GSM或LTE接收部。

Claims (9)

1.一种导航信号发送机，具备：接收部，其接收发送波并生成与规定的数据帧同步的同步脉冲；基准信号同步部，其以由上述接收部生成的脉冲为基准信号生成内部时钟基波振荡；IMES信号生成部，其根据上述内部时钟基波振荡生成IMES信号；以及发送天线，其发送由上述IMES信号生成部生成的IMES信号，该导航信号发送机的特征在于，
上述基准信号同步部包括计数器电路、比较器、低通控制用滤波器、D/A转换器、电压控制发送器以及分频电路，在上述计数器电路中，对以从上述发送波输入的信号为基准信号而由上述电压控制发送器生成的时钟的脉冲数进行计数，在上述比较器中将上述计数得到的计数值与基准值进行比较，在上述比较器中的比较结果的大小关系在规定值以内的范围内在一个方向上连续了规定次数的情况下，进行控制以调整上述电压控制发送器的控制电压水平。
2.根据权利要求1所述的导航信号发送机，其特征在于，
在上述比较器中的比较结果的大小关系超过规定值的情况下，进行控制以废弃上述计数值。
3.根据权利要求2所述的导航信号发送机，其特征在于，
在上述比较器中的比较结果的大小关系超过规定值且超过上述规定值的值在规定时间内连续了规定次数的情况下，进行控制以变更成为时间常数的值。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的导航信号发送机，其特征在于，
上述发送波是从PHS基站发送的1.9GHz频带的PHS电波，上述数据帧是PHS数据帧，上述同步脉冲是以100ms为周期的脉冲。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的导航信号发送机，其特征在于，
上述发送波是FM广播波。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的导航信号发送机，其特征在于，
上述发送波是地面数字广播波。
7.一种导航信号发送方法，具备以下步骤：在接收部中接收发送波并生成与规定的数据帧同步的同步脉冲；在基准信号同步部中以由上述接收部生成的脉冲为基准信号来生成内部时钟基波振荡；在IMES信号生成部中，根据上述内部时钟基波振荡生成IMES信号；以及在发送天线中发送由上述IMES信号生成部生成的IMES信号，该导航信号发送方法的特征在于，
在上述基准信号同步部中包括计数器电路、比较器、低通控制用滤波器、D/A转换器、电压控制发送器以及分频电路，在上述计数器电路中，对以从上述发送波输入的信号为基准信号而由上述电压控制发送器生成的时钟的脉冲数进行计数，在上述比较器中将上述计数得到的计数值与基准值进行比较，在上述比较器中的比较结果的大小关系在规定值以内的范围内在一个方向上连续了规定次数的情况下，进行控制以调整上述电压控制发送器的控制电压水平。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
在上述比较器中的比较结果的大小关系超过规定值的情况下，进行控制以废弃上述计数值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
在上述比较器中的比较结果的大小关系超过规定值且超过上述规定值的值在规定时间内连续了规定次数的情况下，进行控制以变更成为时间常数的值。
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