JP2007215100A - Receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、拡散符号による拡散処理が施された拡散信号を含む信号を受信する受信装置に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus that receives a signal including a spread signal subjected to spreading processing using a spreading code.
測位衛星は、送信の対象とする源信号に対して拡散処理を施した拡散信号を送信する。そのため、一般に、測位装置は受信した信号から源信号を復元するための逆拡散処理を行う手段を備える。図６に測位装置に備えられ、逆拡散処理を行う逆拡散処理部１０の構成を示す。逆拡散処理部１０は、乗算部１２、相関制御部１４、コード信号生成部１６を備えて構成される。
The positioning satellite transmits a spread signal obtained by performing spread processing on the source signal to be transmitted. Therefore, in general, the positioning device includes means for performing a despreading process for restoring the source signal from the received signal. FIG. 6 shows a configuration of a
相関制御部１４は、測位に必要な情報を取得する測位衛星を指定する衛星指定番号の情報をコード信号生成部１６に出力する。コード信号生成部１６は、衛星指定番号によって指定される指定衛星に割り当てられた拡散符号に基づいてコード信号を生成し乗算部１２に出力する。ここでコード信号とは、拡散符号の符号要素を信号の値に対応付けた信号をいい、例えば１および−１で表される拡散符号の符号要素に対して１および−１がコード信号の値として対応付けられる。
The correlation control unit 14 outputs information on a satellite designation number that designates a positioning satellite from which information necessary for positioning is acquired to the code
測位装置において受信された受信信号ＲＸは乗算部１２に入力される。乗算部１２は受信信号ＲＸにコード信号を乗じて相関制御部１４に出力する。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値が所定の大きさ以上となるよう、コード信号生成部１６が出力するコード信号のタイミングを制御する。
The reception signal RX received by the positioning device is input to the multiplication unit 12. The multiplier 12 multiplies the received signal RX by the code signal and outputs the result to the correlation controller 14. The correlation control unit 14 controls the timing of the code signal output from the code
相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となっている状態では、指定衛星から送信された拡散信号に対する源信号Ｏｒｇを含む信号が乗算部１２から出力される。相関制御部１４は測位に必要な測位用信号Ｐを源信号Ｏｒｇから抽出して出力する。 In a state where the time average value of the signal output from the multiplication unit 12 is maximized by the control of the correlation control unit 14, a signal including the source signal Org for the spread signal transmitted from the designated satellite is output from the multiplication unit 12. . The correlation control unit 14 extracts the positioning signal P necessary for positioning from the source signal Org and outputs it.
測位装置が設けられる地点の上空には複数の測位衛星が存在する。複数の測位衛星にはそれぞれ互いに異なる拡散符号が割り当てられる。複数の測位衛星はそれぞれに割り当てられた拡散符号によって生成されたコード信号を乗ずる拡散処理を施した拡散信号を送信する。したがって、測位装置の受信信号ＲＸは、それぞれ互いに異なる拡散符号によって拡散処理が施された複数の拡散信号が重畳された信号となる。逆拡散処理部１０が行う処理によれば、重畳された複数の拡散信号のうち指定衛星から送信されたものに対する源信号Ｏｒｇを取得することができ、源信号Ｏｒｇから測位用信号Ｐを抽出することができる。
A plurality of positioning satellites exist above the point where the positioning device is provided. A plurality of different positioning satellites are assigned different spreading codes. A plurality of positioning satellites transmit spread signals that have been spread by multiplying code signals generated by the spread codes assigned to them. Therefore, the received signal RX of the positioning device is a signal in which a plurality of spread signals subjected to spread processing using different spread codes are superimposed. According to the process performed by the despreading
このように、源信号Ｏｒｇのみを取得することが可能となるのは、ある拡散符号による拡散処理が施された拡散信号と、それとは異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号との間の相関が小さく、源信号Ｏｒｇの値に比してこれらの積の値が無視できる程度に小さいためである。 In this way, only the source signal Org can be acquired between a spread signal that has been spread by a spread code and a code signal that is generated based on a different spread code. This is because the correlation is small and the value of these products is negligibly small compared to the value of the source signal Org.
ところが、指定衛星から送信された拡散信号の強度よりも、その他の測位衛星から送信された拡散信号の強度が著しく大きい場合、その他の測位衛星から送信された拡散信号とコード信号との積の値を無視することができない。このような場合、乗算部１２から出力される源信号Ｏｒｇが当該その他の測位衛星から送信された拡散信号とコード信号との積によって生成される信号から干渉を受け、測位装置の測位誤差を増大させる。 However, if the intensity of the spread signal transmitted from other positioning satellites is significantly greater than the intensity of the spread signal transmitted from the designated satellite, the value of the product of the spread signal and code signal transmitted from the other positioning satellites Can not be ignored. In such a case, the source signal Org output from the multiplication unit 12 is interfered with by a signal generated by the product of the spread signal transmitted from the other positioning satellite and the code signal, and the positioning error of the positioning device is increased. Let
本発明は、このような課題に対してなされたものであり、逆拡散処理を施した後の信号に含まれる干渉信号を低減することを可能にした受信装置を提供する。 The present invention has been made for such a problem, and provides a receiving apparatus capable of reducing interference signals contained in a signal after being subjected to despreading processing.
本発明に係る受信装置は、拡散符号による拡散処理が元の信号に対して施された拡散信号を含む信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した信号に基づいて前記拡散符号を決定する拡散符号決定部と、前記拡散符号決定部によって決定された決定拡散符号による逆拡散処理を前記受信部が受信した信号に対して施して出力する逆拡散部と、前記逆拡散処理によって復元された前記元の信号の成分を低減する処理を前記逆拡散部が出力する信号に対して施して出力するフィルタと、を備えることを特徴とする。 A receiving apparatus according to the present invention includes: a receiving unit that receives a signal including a spread signal that has been subjected to spreading processing using a spreading code; and the spreading code is determined based on the signal received by the receiving unit A despreading unit that performs a despreading process on the signal received by the receiving unit and outputs the signal by the despreading process determined by the spreading code determining unit, and is restored by the despreading process. And a filter for performing processing for reducing the component of the original signal on the signal output from the despreading unit and outputting the signal.
また、本発明に係る受信装置においては、前記受信部が受信する信号は前記決定拡散符号とは異なる拡散符号によって拡散処理が施された信号を含むことが好適である。 In the receiving apparatus according to the present invention, it is preferable that the signal received by the receiving unit includes a signal that has been subjected to spreading processing using a spreading code different from the determined spreading code.
また、本発明に係る受信装置においては、前記決定拡散符号による拡散処理を前記フィルタが出力する信号に対して施して出力する拡散部を備える構成とすることが好適である。 In the receiving apparatus according to the present invention, it is preferable that the receiving apparatus includes a spreading unit that performs spreading processing using the determined spreading code on a signal output from the filter and outputs the signal.
また、本発明に係る受信装置においては、前記受信部が受信する信号は測位衛星から送信される信号であり、前記拡散部が出力する信号に基づいて測位を行う測位部、を備える構成とすることが好適である。 In the receiving device according to the present invention, the signal received by the receiving unit is a signal transmitted from a positioning satellite, and includes a positioning unit that performs positioning based on the signal output by the spreading unit. Is preferred.
本発明によれば、逆拡散処理を施した後の信号に含まれる干渉信号を低減することを可能にした受信装置を実現することができる。また、本発明に係る受信装置を測位装置に適用する場合にあっては、測位誤差を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the receiver which enabled it to reduce the interference signal contained in the signal after performing a de-spreading process is realizable. In addition, when the receiving apparatus according to the present invention is applied to a positioning apparatus, positioning errors can be reduced.
図１に本発明の第１の実施形態に係る測位装置１００の構成を示す。測位装置１００は、アンテナ１８、無線受信部２０、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎ（ｎは測位に必要な情報を取得する測位衛星の数ｒ以上の整数）、逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎ、表示部２６、制御部２８を備えて構成される。
FIG. 1 shows a configuration of a positioning apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. The positioning device 100 includes an antenna 18, a
測位装置１００が設けられる地点の上空には複数の測位衛星が存在する。測位衛星は、衛星指定番号、測位衛星に割り当てられた拡散符号の種類、測位衛星の軌道、信号送信時刻等の情報を含む源信号を生成する。複数の測位衛星は、それぞれに割り当てられた拡散符号によって拡散処理を源信号に施した拡散信号を無線信号で送信する。したがって、アンテナ１８では、それぞれ互いに異なる拡散符号によって拡散処理が施された複数の拡散信号が重畳された無線信号が受信される。測位装置１００は、無線信号として受信された複数の拡散信号のうち、ｒ個（好ましくはｒは３以上）の拡散信号を用いて測位計算を行う。 A plurality of positioning satellites exist above the point where the positioning device 100 is provided. The positioning satellite generates a source signal including information such as the satellite designation number, the type of spreading code assigned to the positioning satellite, the orbit of the positioning satellite, and the signal transmission time. A plurality of positioning satellites transmit, as radio signals, a spread signal obtained by performing spread processing on a source signal using a spread code assigned to each of the positioning satellites. Therefore, the antenna 18 receives a radio signal on which a plurality of spread signals subjected to spread processing using different spread codes are superimposed. The positioning device 100 performs positioning calculation using r (preferably r is 3 or more) spread signals among a plurality of spread signals received as radio signals.
アンテナ１８から受信された無線信号は無線受信部２０に入力される。無線受信部２０は、無線信号を無線周波数帯域より低い周波数帯域を占有する信号に変換して増幅し、さらにディジタル信号に変換して受信信号ＲＸとして不要信号低減部２２−１〜２２−ｎに出力する。
A radio signal received from the antenna 18 is input to the
逆拡散処理部１０−ｉは（ｉは１〜ｎの整数）、１つの測位衛星が送信した源信号ＯｒｇＤｉを、不要信号低減部２２−ｉが出力した信号から復元し、測位用信号Ｐｉを抽出して制御部２８に出力する。以下、逆拡散処理部１０−ｉが復元する源信号ＯｒｇＤｉを送信した測位衛星を、逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星という。不要信号低減部２２−ｉは、逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星以外の１つの測位衛星から送信された源信号を受信信号ＲＸから復元し、その値を低減する処理を実行する。以下、不要信号低減部２２−ｉにおいて復元され値が低減される源信号を送信した測位衛星を低減衛星という。
The despreading processing unit 10-i (i is an integer of 1 to n) restores the source signal OrgDi transmitted from one positioning satellite from the signal output from the unnecessary signal reduction unit 22-i, and generates the positioning signal Pi. Extract and output to the
不要信号低減部２２−1〜２２−ｎは同一の構成を有し、同一の処理を実行する。図１では、不要信号低減部２２−１についてのみ詳細な構成を記載し、不要信号低減部２２−２〜２２−ｎについての詳細な構成の記載を省略している。以下では、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎのうちの１つである不要信号低減部２２−ｉの構成およびそれが実行する処理について説明する。 The unnecessary signal reduction units 22-1 to 22-n have the same configuration and execute the same processing. In FIG. 1, only the detailed configuration of the unnecessary signal reduction unit 22-1 is described, and the detailed configuration of the unnecessary signal reduction units 22-2 to 22-n is omitted. Below, the structure of the unnecessary signal reduction part 22-i which is one of the unnecessary signal reduction parts 22-1 to 22-n and the process which it performs are demonstrated.
不要信号低減部２２−ｉは、コード信号選択部３０、乗算部３２および３４、フィルタ３６を備えて構成される。コード信号選択部３０は、制御部２８の制御に基づいて、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力されたコード信号Ｒｓｔ１〜Ｒｓｔｎのうちコード信号Ｒｓｔｉを除く１つを選択し、コード信号ＲｓｔＵとして乗算部３２および３４に出力する。
The unnecessary signal reduction unit 22-i includes a code
コード信号Ｒｓｔｉおよびコード信号ＲｓｔＵは、それぞれ処理対象衛星および低減衛星から送信された拡散信号から源信号を復元するためのコード信号であり、それぞれ処理対象衛星および低減衛星に割り当てられている拡散符号の符号要素を信号の値に対応付けたものである。 The code signal Rsti and the code signal RstU are code signals for restoring the source signal from the spread signals transmitted from the processing target satellite and the reduction satellite, respectively, and the spreading codes assigned to the processing target satellite and the reduction satellite, respectively. A code element is associated with a signal value.
受信信号ＲＸは乗算部３２に入力される。乗算部３２は、受信信号ＲＸにコード信号ＲｓｔＵを乗じてフィルタ３６に出力する。フィルタ３６には、所定のタップ係数が入力されることによって周波数特性が定まるタップ係数フィルタを適用することが好適である。
Received signal RX is input to multiplier 32. The
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号に基づいて生成されたコード信号を所定のタイミングで乗ずると、当該源信号が復元される。コード信号ＲｓｔＵは低減衛星に割り当てられている拡散符号に基づいて生成された信号であるため、乗算部３２からは、低減衛星から送信された拡散信号に対する源信号ＯｒｇＵを含む信号が出力される。
Generally, when a spread signal obtained by multiplying a source signal by a code signal generated based on a certain spread code is multiplied by a code signal generated based on the spread code at a predetermined timing, the source signal is Restored. Since the code signal RstU is a signal generated based on the spreading code assigned to the reduced satellite, the
フィルタ３６は、乗算部３２が出力する信号に含まれる源信号ＯｒｇＵの値を低減して乗算部３４に出力する。図２は、拡散信号Ｓｐｒが占有するの周波数帯域と源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域との一般的な関係を、横軸を周波数とし縦軸を電力として示したものである。拡散信号Ｓｐｒが占有する周波数帯域の中心周波数および源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域の中心周波数は、当該拡散信号Ｓｐｒを送信した測位衛星の測位装置１００への接近速度が零であるときの周波数ｆ０から、当該測位衛星の測位装置１００への接近速度に基づいて定まるドップラシフト周波数ｆＤだけずれた周波数ｆ０＋ｆＤとなる。また、源信号Ｏｒｇが占有する周波数帯域幅は、拡散信号Ｓｐｒが占有する周波数帯域幅よりも狭い。
The
そこで、フィルタ３６の周波数特性は、周波数ｆ０＋ｆＤを中心周波数とした帯域減衰特性とすることが好適である。帯域減衰特性の減衰周波数帯域幅は、源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅とすればよい。
Therefore, the frequency characteristic of the
乗算部３４は、フィルタ３６が出力する信号にコード信号ＲｓｔＵを乗じて逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎに出力する。
The
不要信号低減部２２−ｉでは、乗算部３２で復元された源信号ＯｒｇＵの値がフィルタ３６によって低減される。フィルタ３６から出力される信号には、低減衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号にコード信号ＲｓｔＵが１回乗ぜられた信号が含まれる。不要信号低減部２２−ｉからは、そのような信号にコード信号ＲｓｔＵをさらに乗じた信号が出力される。
In the unnecessary signal reduction unit 22-i, the value of the source signal OrgU restored by the
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号と異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号が２回にわたり乗ぜられても、当該拡散信号は影響を受けない。不要信号低減部２２−ｉでは、受信信号ＲＸにコード信号ＲｓｔＵが乗ぜられた信号が占有する周波数帯域の一部の成分がフィルタ３６によって低減されるものの、低減される成分の周波数帯域幅は受信信号ＲＸが占有する周波数帯域幅に比して著しく狭い。そのため、乗算部３４からは、低減衛星から送信された拡散信号の成分が低減され、低減衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号が重畳された信号と同等の信号が出力される。
In general, a spread signal obtained by multiplying a source signal by a code signal generated based on a certain spread code may be multiplied twice by a code signal generated based on a spread code different from the spread code. The spread signal is not affected. In the unnecessary signal reduction unit 22-i, although a part of the frequency band occupied by the signal obtained by multiplying the reception signal RX by the code signal RstU is reduced by the
逆拡散処理部１０−1〜１０−ｎは同一の構成を有し、同一の処理を実行する。図１では、逆拡散処理部１０−１についてのみ詳細な構成を記載し、逆拡散処理部１０−２〜１０−ｎについての詳細な構成の記載を省略している。逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎは、乗算部１２、相関制御部１４、コード信号生成部１６、ドップラシフト補償部２４を備えて構成される。図６の逆拡散処理部１０と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。以下では、逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎのうちの１つである逆拡散処理部１０−ｉの構成およびそれが実行する処理について説明する。
The despreading processing units 10-1 to 10-n have the same configuration and execute the same processing. In FIG. 1, only the detailed configuration of the despreading processing unit 10-1 is described, and the detailed configuration of the despreading processing units 10-2 to 10-n is omitted. The despreading processing units 10-1 to 10-n include a multiplication unit 12, a correlation control unit 14, a code
相関制御部１４は、処理対象衛星を指定する衛星指定番号の情報を、制御部２８が出力する制御信号Ｃｉから取得し、コード信号生成部１６に出力する。コード信号生成部１６は、衛星指定番号によって指定される処理対象衛星に割り当てられた拡散符号に基づいてコード信号Ｒｓｔｉを生成し乗算部１２および不要信号低減部２２−ｉを除く不要信号低減部に出力する。また、相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の周波数のドップラ効果によるずれを検出し、当該ずれを示すドップラシフト周波数の値をドップラシフト補償部２４に出力する。
The correlation control unit 14 acquires information on the satellite designation number that designates the processing target satellite from the control signal Ci output from the
ドップラシフト補償部２４は、相関制御部１４が出力するドップラシフト周波数の値に基づいて、不要信号低減部２２−ｉから出力された信号に対してドップラシフト周波数を補償する処理を施し乗算部１２に出力する。乗算部１２は入力された信号にコード信号Ｒｓｔｉを乗じて相関制御部１４に出力する。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値が所定の大きさ以上となるよう、コード信号生成部１６が出力するコード信号Ｒｓｔｉのタイミングを制御する。
The Doppler shift compensation unit 24 performs processing for compensating the Doppler shift frequency for the signal output from the unnecessary signal reduction unit 22-i based on the value of the Doppler shift frequency output from the correlation control unit 14, and the multiplication unit 12. Output to. The multiplier 12 multiplies the input signal by the code signal Rsti and outputs the result to the correlation controller 14. The correlation control unit 14 controls the timing of the code signal Rsti output from the code
ドップラシフト補償部２４が行う処理によって乗算部１２が出力する信号に対するドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となっている状態では、処理対象衛星から送信された拡散信号に対する源信号ＯｒｇＤｉを含む信号が乗算部１２から出力される。相関制御部１４は測位に必要な測位用信号Ｐｉを源信号ＯｒｇＤｉから抽出して制御部２８に出力する。
In a state where the Doppler shift frequency for the signal output from the multiplier 12 is compensated by the processing performed by the Doppler shift compensator 24 and the time average value of the signal output from the multiplier 12 is maximized by the control of the correlation controller 14. A signal including the source signal OrgDi for the spread signal transmitted from the satellite to be processed is output from the multiplier 12. The correlation control unit 14 extracts the positioning signal Pi necessary for positioning from the source signal OrgDi and outputs it to the
一般に、ある拡散符号に基づいて生成されたコード信号を源信号に乗ずることで得られた拡散信号に、当該拡散符号とは異なる拡散符号に基づいて生成されたコード信号を乗じた信号の時間平均値は零となる。したがって、処理対象衛星以外の測位衛星から送信された拡散信号に、処理対象衛星に割り当てられた拡散符号に基づいて生成されたコード信号Ｒｓｔｉを乗じたとしてもその時間平均値は零となるため、乗算部１２が出力する信号の時間平均値は源信号ＯｒｇＤｉの時間平均値に等しくなる。相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の時間平均値を源信号ＯｒｇＤｉの時間平均値Ａｉとして制御部２８に出力する。
In general, a time average of a signal obtained by multiplying a spread signal obtained by multiplying a source signal by a code signal generated based on a certain spread code and a code signal generated based on a spread code different from the spread code The value is zero. Therefore, even if the spread signal transmitted from the positioning satellite other than the processing target satellite is multiplied by the code signal Rsti generated based on the spreading code assigned to the processing target satellite, the time average value becomes zero. The time average value of the signal output from the multiplier 12 is equal to the time average value of the source signal OrgDi. The correlation control unit 14 outputs the time average value of the signal output from the multiplication unit 12 to the
制御部２８は、測位用信号Ｐ１〜Ｐｎのうち少なくともｒ個の測位用信号に基づいて測位計算を行い、測位装置１００が設置されている位置の座標を算出する。制御部２８は、算出された座標に関する情報を装置位置情報として表示部２６に出力する。表示部２６は、ディスプレイ装置等によって構成され装置位置情報を表示する。
The
制御部２８は、装置位置情報、現在時刻等を与えることによって、測位装置１００の上空の見通し内に存在する見通し内衛星の衛星指定番号およびこれらの見通し内衛星が存在する位置の座標を取得する衛星推定手段（図示せず）を備える。制御部２８は、衛星推定手段によって、見通し内衛星の衛星指定番号およびこれらの見通し内衛星が存在する位置の座標を所定の時間間隔で推定する。そして、装置位置情報と見通し内衛星が存在する位置の座標に基づいて、測位装置１００が設置されている位置から見通し内衛星が存在する方向を見た仰角（以下、単に仰角という。）を算出する。
The
なお、測位装置１００の稼働を開始する場合、電磁波の伝搬状況が良好でない場合等、装置位置情報を取得することが不可能である場合に仮の装置位置情報を取得するため、上記衛星推定手段によって取得した装置位置情報を制御部２８が備える記憶手段（図示せず）に随時記憶し、記憶された情報を必要に応じて読み出して利用する構成とすることが好適である。
In addition, when starting operation of the positioning apparatus 100, or when it is impossible to acquire apparatus position information, such as when the propagation state of electromagnetic waves is not good, the satellite estimation means is used to acquire temporary apparatus position information. It is preferable to store the apparatus position information acquired by the above in a storage means (not shown) provided in the
制御部２８は、時間平均値が所定の第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星のうち、仰角が大きいものを優先的に測位計算に寄与させる制御を行う。時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星の数Ｍが測位に好適なｒ個に満たない場合には、時間平均値が所定の第２の閾値以上かつ第１の閾値未満である源信号が取得された見通し内衛星のうち、仰角の大きい順位における上位ｒ−Ｍ個以上の見通し内衛星を、先のＭ個の見通し内衛星と共に測位計算に寄与させる制御を行う。ここで、第２の閾値は、第１の閾値より小さい測位計算を行うのに十分な値として予め決定しておくものとする。制御部２８は、当該Ｍ個の見通し内衛星のうち時間平均値が最大である源信号が取得されたものを低減衛星とする制御を行う。具体的には、図３Ａおよび３Ｂに示すフローチャートに従う処理を実行する。
The
制御部２８は、衛星推定手段によって見通し内衛星の衛星指定番号および見通し内衛星が存在する位置の座標を推定し、これと装置位置情報に基づいて見通し内衛星の仰角を算出する（Ｓ１）。
The
制御部２８は、すべての見通し内衛星のうち仰角が大きい順位における上位ｎ個のものの衛星識別番号Ｄ１〜Ｄｎの情報をそれぞれ含む制御信号Ｃ１〜Ｃｎを、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎに出力する（Ｓ２）。
The
制御部２８は、コード信号Ｒｓｔｉを除く任意のコード信号（例えば、Ｒｓｔｉ＋１またはＲｓｔｉ−１）を選択するよう不要信号低減部２２−ｉのコード信号選択部３０を制御する（Ｓ３）。
The
制御部２８は、ドップラシフト補償部２４が行う処理によってドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となった後、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力された時間平均値Ａ１〜Ａｎを読み込む（Ｓ４）。
The
制御部２８は時間平均値Ａ１〜Ａｎを第１の閾値と比較する（Ｓ５）。そして、時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち第１の閾値以上のものがｒ個以上ある場合には、時間平均値が第１の閾値以上の源信号が取得された、少なくともｒ個の見通し内衛星から取得された測位用信号に基づいて測位計算を開始する（Ｓ１３）。その後、制御部２８が実行する処理は再びステップＳ１へと移行する。
The
一方、時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち第１の閾値以上のものがｒ個未満である場合には、制御部２８は、すべての見通し内衛星のうち時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得されたものを除外した中から、仰角が大きい順位における上位ｍ個の見通し内衛星を選択する（Ｓ６）。ここで、ｍは正の整数であり、時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星の数がＭ個である場合ｍ＝ｎ−Ｍの関係がある。
On the other hand, when the number of time average values A1 to An that is greater than or equal to the first threshold is less than r, the
制御部２８は、さらに、ステップＳ４で読み込まれた時間平均値Ａ１〜Ａｎのうち最大のものを出力した逆拡散処理部１０−ｋ（ｋは１〜ｎの整数）が出力するコード信号Ｒｓｔｋがコード信号ＲｓｔＵとして出力されるよう、不要信号低減部２２−ｋを除く不要信号低減部のコード信号選択部３０を制御する（Ｓ７）。また、制御部２８は、コード信号Ｒｓｔｋを除く任意のコード信号（例えば、Ｒｓｔｋ＋１またはＲｓｔｋ−１）を選択するよう不要信号低減部２２−ｋのコード信号選択部３０を制御する（Ｓ８）。
The
制御部２８は、当該上位ｍ個の見通し内衛星の衛星識別番号Ｅ１〜Ｅｍの情報をそれぞれ含む制御信号Ｃｊ（１）〜Ｃｊ（ｍ）を、それぞれ第１の閾値未満である時間平均値を出力した逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）に出力する。また、逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）以外の逆拡散処理部には、ステップＳ２で出力した制御信号と同一の制御信号を出力する（Ｓ９）。ここで、ｊ（１）〜ｊ（ｍ）は、第１の閾値未満である時間平均値を出力した逆拡散処理部を区別するための整数であり、それぞれ互いに異なる１〜ｎの整数である。
The
制御部２８は、ドップラシフト補償部２４が行う処理によってドップラシフト周波数が補償され、相関制御部１４の制御によって乗算部１２が出力する信号の時間平均値が最大となった後、それぞれ逆拡散処理部１０−ｊ（１）〜１０−ｊ（ｍ）から出力された時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）を読み込む（Ｓ１０）。
The
制御部２８は時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）を予め定められた第２の閾値と比較する（Ｓ１１）。そして、時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）のうち第２の閾値以上のものがｒ−Ｍ個以上ある場合には、時間平均値が第２の閾値以上の源信号が取得された、少なくともｒ個の見通し内衛星（時間平均値が第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星を含む）から取得された測位用信号に基づいて測位計算を開始する（Ｓ１４）。その後、制御部２８が実行する処理は再びステップＳ１へと移行する。
The
一方、時間平均値Ａｊ（１）〜Ａｊ（ｍ）が第２の閾値未満である場合には、制御部２８は、表示部２６に測位が不可能である旨の表示を行い（Ｓ１２）、ステップＳ１の処理へと移行する。
On the other hand, when the time average values Aj (1) to Aj (m) are less than the second threshold value, the
本実施形態に係る測位装置１００は、時間平均値Ａ１〜Ａｎに第１の閾値以上のものと、第２の閾値以上かつ第１の閾値未満のものとが混在する場合には、ステップＳ７の処理において時間平均値が最大である源信号が取得された見通し内衛星を低減衛星とする。このような構成では、当該低減衛星を処理対象衛星としない逆拡散処理部１０−ｉに前置される不要信号低減部２２−ｉにおいて、低減衛星が送信する拡散信号から復元された源信号ＯｒｇＵの値が低減される。これによって、逆拡散処理部１０−ｉにおいて復元される源信号ＯｒｇＤｉが、低減衛星から送信された拡散信号による干渉を回避し、測位装置の測位誤差が増大するという問題を回避することができる。 The positioning device 100 according to the present embodiment, when the time average values A1 to An include those having a first threshold value or more and those having a second threshold value or more and less than the first threshold value in step S7. The line-of-sight satellite from which the source signal having the maximum time average value in the processing is acquired is set as the reduction satellite. In such a configuration, the source signal OrgU restored from the spread signal transmitted by the reduction satellite in the unnecessary signal reduction unit 22-i that precedes the despreading processing unit 10-i that does not treat the reduction satellite as the processing target satellite. The value of is reduced. As a result, the source signal OrgDi restored in the despreading processing unit 10-i can avoid interference due to the spread signal transmitted from the reduction satellite, and the problem that the positioning error of the positioning device increases can be avoided.
一般に、測位衛星の仰角が大きい程その測位衛星までの距離が短いため、仰角が大きい測位衛星程、源信号から取得することができる情報の信頼性が高くなる。本実施形態に係る測位装置１００では、時間平均値が所定の第１の閾値以上である源信号が取得された見通し内衛星、および時間平均値が所定の第２の閾値以上かつ第１の閾値未満である源信号が取得された見通し内衛星のそれぞれについて、仰角が大きいものを優先的に測位計算に寄与させるため、測位精度を高めることができる。 Generally, since the distance to a positioning satellite is shorter as the elevation angle of the positioning satellite is larger, the reliability of information that can be obtained from the source signal is higher as the positioning satellite has a larger elevation angle. In the positioning apparatus 100 according to the present embodiment, the line-of-sight satellite from which the source signal whose time average value is equal to or greater than the predetermined first threshold is acquired, and the time average value is equal to or greater than the predetermined second threshold and the first threshold value are obtained. For each of the line-of-sight satellites from which the source signal of less than is obtained, the one with a large elevation angle is preferentially contributed to the positioning calculation, so that the positioning accuracy can be improved.
本実施形態に係る測位装置は、上方が遮られ壁面に窓等を備える建造物の内部での使用における測位精度の向上に対して効果的である。このような場合、上方に存在する測位衛星から送信された拡散信号は減衰を受けるため、測位衛星が存在する方向の仰角が大きい程、測位装置で受信される拡散信号の強度が小さいという傾向が強くなる。また、窓等の存在により、測位衛星が存在する方向の仰角が小さい程、測位装置で受信される拡散信号の強度が大きいという傾向が強くなる。この場合、複数の拡散信号の相互間における強度の差異が大きくなり、逆拡散処理部において復元される源信号が、当該逆拡散処理部の処理対象衛星とは異なる測位衛星から送信された拡散信号による干渉を受け易くなる。 The positioning device according to the present embodiment is effective for improving positioning accuracy in use inside a building whose upper part is blocked and a wall is provided with a window or the like. In such a case, since the spread signal transmitted from the positioning satellite existing above is attenuated, the greater the elevation angle in the direction in which the positioning satellite exists, the smaller the intensity of the spread signal received by the positioning device. Become stronger. In addition, due to the presence of a window or the like, the smaller the elevation angle in the direction in which the positioning satellite exists, the stronger the tendency that the intensity of the spread signal received by the positioning device is higher. In this case, the difference in intensity among a plurality of spread signals becomes large, and the source signal restored in the despreading processing unit is transmitted from a positioning satellite different from the processing target satellite of the despreading processing unit. It becomes easy to receive the interference by.
本実施形態に係る測位装置１００によれば、測位装置１００が建造物の内部に存在する場合において、複数の拡散信号の相互間における強度の差異が大きいことによる干渉の問題を回避することができる。 According to the positioning device 100 according to the present embodiment, when the positioning device 100 exists inside a building, it is possible to avoid the problem of interference due to a large difference in intensity between the plurality of spread signals. .
また、測位装置１００によれば、不要信号低減部２２−ｉが出力する信号に対してドップラシフト周波数を補償する処理が施される。このため、コード信号生成部１６が出力するコード信号Ｒｓｔｉに予め設定されている所定の周波数と、処理対象衛星から送信された拡散信号の周波数とのずれを補償することができる。これによって、コード信号Ｒｓｔ１〜Ｒｓｔｎのタイミングを高精度で制御することができるため、源信号ＯｒｇＤ１〜ＯｒｇＤｎを高い精度で復元し、高精度で測位を行うことができる。
Moreover, according to the positioning apparatus 100, the process which compensates a Doppler shift frequency with respect to the signal which the unnecessary signal reduction part 22-i outputs is performed. For this reason, it is possible to compensate for a deviation between a predetermined frequency set in advance in the code signal Rsti output from the code
なお、測位装置１００においては、不要信号低減部２２−ｉの入出力のそれぞれに、当該入出力の間を短絡するバイパス経路ＢＰを接続するスイッチＳ１およびＳ２を設けた構成とすることができる。図４にそのような構成を適用した不要信号低減部２２Ｓ−ｉの構成を示す。 Note that the positioning device 100 may have a configuration in which switches S1 and S2 that connect a bypass path BP that short-circuits between the input and output are provided to the input and output of the unnecessary signal reduction unit 22-i. FIG. 4 shows a configuration of the unnecessary signal reduction unit 22S-i to which such a configuration is applied.
この構成では、図３Ａおよび３Ｂに示したフローチャートのステップＳ３またはＳ８の処理の代わりに、スイッチＳ１およびＳ２をバイパス経路ＢＰ側を選択するよう制御する処理を実行する。このような構成によれば、フィルタ３６による処理を必ずしも施す必要がない逆拡散処理部１０−ｉに、フィルタ処理が施されない信号が入力されるため、源信号ＯｒｇＤｉの復元の高精度化を図ることができる。
In this configuration, processing for controlling the switches S1 and S2 to select the bypass path BP side is executed instead of the processing in step S3 or S8 in the flowcharts shown in FIGS. 3A and 3B. According to such a configuration, since the signal that is not subjected to the filter processing is input to the despreading processing unit 10-i that does not necessarily need to perform the processing by the
また、逆拡散処理部１０−ｉに複数の不要信号低減部を縦続に接続したものを前置する構成も可能である。例えば、２つの不要信号低減部を縦続接続する場合には、時間平均値が最大である源信号が取得された見通し内衛星を第１の低減衛星とし、時間平均値がその次に大きい源信号が取得された見通し内衛星を第２の低減衛星とする。時間平均値が最大である源信号を出力した逆拡散処理部が逆拡散処理部１０−ｋ１（ｋ１は１〜ｎの整数）であり、時間平均値がその次に大きい源信号を出力した逆拡散処理部が逆拡散処理部１０−ｋ２（ｋ２は１〜ｎの整数）であるとした場合、逆拡散処理部１０−ｋ１が出力するコード信号Ｒｓｔｋ１および逆拡散処理部１０−ｋ２が出力するコード信号Ｒｓｔｋ２が、それぞれ縦続接続された２つの不要信号低減部においてコード信号ＲｓｔＵとして選択されるようにすればよい。このような構成によれば、逆拡散処理部１０−ｉにおいて復元される源信号が、当該逆拡散処理部１０−ｉの処理対象衛星とは異なる複数の低減衛星から送信された拡散信号による干渉を回避することができる。 Further, a configuration in which a plurality of unnecessary signal reduction units connected in cascade to the despreading processing unit 10-i is also possible. For example, when two unnecessary signal reduction units are connected in cascade, the line-of-sight satellite from which the source signal having the maximum time average value is acquired is set as the first reduction satellite, and the source signal having the next highest time average value is used. The line-of-sight satellite for which is acquired as the second reduction satellite. The despreading processing unit 10-k1 (k1 is an integer from 1 to n) that outputs the source signal having the maximum time average value is the despreading processing unit 10-k1 (k1 is an integer from 1 to n), and the despreading unit 10-k1 If the spreading processing unit is the despreading processing unit 10-k2 (k2 is an integer from 1 to n), the code signal Rstk1 output from the despreading processing unit 10-k1 and the despreading processing unit 10-k2 output. The code signal Rstk2 may be selected as the code signal RstU in the two unnecessary signal reduction units connected in cascade. According to such a configuration, the source signal restored in the despreading processing unit 10-i is interfered by spread signals transmitted from a plurality of reduction satellites different from the processing target satellite of the despreading processing unit 10-i. Can be avoided.
図５に第２の実施形態に係る測位装置１０２の構成を示す。測位装置１０２は、測位装置１００において、不要信号低減部２２−１〜２２−ｎを不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎへと置き換えたものである。
FIG. 5 shows a configuration of the
不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎは不要信号低減部２２−１〜２２−ｎに対し、ドップラシフト選択部３８およびタップ係数生成部４０をさらに備える。不要信号低減部２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎにはフィルタとしてタップ係数フィルタ４２が適用される。図１の測位装置１００と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。以下では、不要信号低減部２２Ａ−ｉおよび逆拡散処理部１０−ｉが実行する処理について説明する。 The unnecessary signal reduction units 22A-1 to 22A-n further include a Doppler shift selection unit 38 and a tap coefficient generation unit 40 with respect to the unnecessary signal reduction units 22-1 to 22-n. A tap coefficient filter 42 is applied as a filter to the unnecessary signal reduction units 22A-1 to 22A-n. The same components as those of the positioning device 100 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Hereinafter, processing performed by the unnecessary signal reduction unit 22A-i and the despreading processing unit 10-i will be described.
逆拡散処理部１０−ｉの相関制御部１４は、乗算部１２が出力する信号の周波数のドップラ効果によるずれを検出し、当該ずれを示すドップラシフト周波数の値をドップラシフト補償部２４に出力する。ドップラシフト補償部２４は、不要信号低減部２２Ａ−ｉから出力された信号に対しドップラシフト周波数を補償する処理を施し乗算部１２に出力する。また、ドップラシフト補償部２４は、ドップラシフト周波数の補償値ｆＤｉを不要信号低減部２２Ａ−ｉを除く不要信号低減部のドップラシフト選択部３８に出力する。
The correlation control unit 14 of the despreading processing unit 10-i detects a shift due to the Doppler effect of the frequency of the signal output from the multiplication unit 12, and outputs a Doppler shift frequency value indicating the shift to the Doppler shift compensation unit 24. . The Doppler shift compensation unit 24 performs processing for compensating the Doppler shift frequency on the signal output from the unnecessary
ドップラシフト選択部３８は、制御部２８の制御に基づいて、それぞれ逆拡散処理部１０−１〜１０−ｎから出力されたドップラシフト周波数の補償値ｆＤ１〜ｆＤｎのうちドップラシフト周波数の補償値ｆＤｉを除く１つを選択してタップ係数生成部４０に出力する。
Based on the control of the
タップ係数生成部４０は、タップ係数フィルタ４２の周波数特性を、源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅を減衰周波数帯域幅とし、ドップラシフト選択部３８が選択したドップラシフト周波数の補償値ｆＤだけ周波数ｆ０からずれた周波数ｆ０＋ｆＤを減衰周波数帯域の中心周波数とする帯域減衰特性とするためのタップ係数を算出する。そして、当該タップ係数をタップ係数フィルタ４２に出力する。ここで、周波数ｆ０とは、低減衛星の測位装置１０２への接近速度が零であるときの源信号ＯｒｇＵの周波数をいう。タップ係数フィルタ４２は、タップ係数に従う周波数特性を以て、乗算部３２から出力された信号に対するフィルタ処理を行う。
The tap coefficient generation unit 40 uses the frequency characteristic of the tap coefficient filter 42 as the attenuation frequency bandwidth of the frequency bandwidth occupied by the source signal OrgU, and the frequency f0 by the compensation value fD of the Doppler shift frequency selected by the Doppler shift selection unit 38. A tap coefficient for calculating a band attenuation characteristic having a frequency f0 + fD deviated from the center as the center frequency of the attenuation frequency band is calculated. Then, the tap coefficient is output to the tap coefficient filter 42. Here, the frequency f0 means the frequency of the source signal OrgU when the approaching speed of the reduced satellite to the
本実施形態に係る測位装置１０２では、制御部２８は、図３ＡのフローチャートのステップＳ７において、さらに、逆拡散処理部１０−ｋが出力するドップラシフト周波数の補償値ｆＤｋがタップ係数生成部４０に出力されるよう、不要信号低減部２２Ａ−ｋを除く不要信号低減部のドップラシフト選択部３８を制御する処理を実行する。
In the
フィルタの周波数特性を帯域減衰特性とした場合、その減衰周波数帯域幅が狭い程、源信号ＯｒｇＤｉを高精度で復元することができる。ところが、低減衛星から送信される拡散信号のドップラシフト周波数は当該低減衛星の位置によって異なる。そのため、周波数特性が固定されたフィルタを用いた場合、その減衰周波数帯域幅をドップラシフト周波数の変動を見込んだ広めの値とする必要が生じ、源信号ＯｒｇＤｉの復元の高精度化のために好ましくない。本実施形態に係る測位装置１０２によれば、タップ係数フィルタ４２の周波数特性を、低減衛星から送信された拡散信号のドップラシフト周波数に基づいて適応的に変化させることができる。そのため、減衰周波数帯域幅を源信号ＯｒｇＵが占有する周波数帯域幅の程度まで狭く設定することができる。
When the frequency characteristic of the filter is a band attenuation characteristic, the source signal OrgDi can be restored with higher accuracy as the attenuation frequency bandwidth is narrower. However, the Doppler shift frequency of the spread signal transmitted from the reduction satellite differs depending on the position of the reduction satellite. For this reason, when a filter having a fixed frequency characteristic is used, it is necessary to set the attenuation frequency bandwidth to a wider value in consideration of the fluctuation of the Doppler shift frequency, which is preferable for improving the accuracy of the restoration of the source signal OrgDi. Absent. According to the
なお、第１および第２の実施形態においては、すべての逆拡散処理部に不要信号低減部を前置した構成としている。しかし、すべての逆拡散処理部において低減衛星から送信された拡散信号による干渉の問題が生じるわけではないため、逆拡散処理部の数ｎより少ない不要信号低減部を設け、不要信号低減部を設ける必要のある逆拡散処理部にスイッチにより不要信号低減部を選択して前置する構成とすることも可能である。 In the first and second embodiments, an unnecessary signal reduction unit is provided in front of all the despreading processing units. However, since the problem of interference due to the spread signal transmitted from the reduction satellite does not occur in all the despreading processing units, the unnecessary signal reducing units less than the number n of the despreading processing units are provided, and the unnecessary signal reducing units are provided. It is also possible to employ a configuration in which an unnecessary signal reduction unit is selected and placed in front of a necessary despreading processing unit by a switch.
１０，１０−１〜１０−ｎ 逆拡散処理部、１２，３０，３２，３４ 乗算部、１４ 相関制御部、１６ コード信号生成部、１８ アンテナ、２０ 無線受信部、２２−１〜２２−ｎ，２２Ｓ−ｉ，２２Ａ−１〜２２Ａ−ｎ 不要信号低減部、２４ ドップラシフト補償部、２６ 表示部、２８ 制御部、３０ コード信号選択部、３６ フィルタ、３８ ドップラシフト選択部、４０ タップ係数生成部、４２ タップ係数フィルタ、１００，１０２ 測位装置。 10, 10-1 to 10-n Despreading processing unit, 12, 30, 32, 34 multiplication unit, 14 correlation control unit, 16 code signal generation unit, 18 antenna, 20 radio reception unit, 22-1 to 22-n , 22S-i, 22A-1 to 22A-n Unnecessary signal reduction unit, 24 Doppler shift compensation unit, 26 display unit, 28 control unit, 30 code signal selection unit, 36 filter, 38 Doppler shift selection unit, 40 tap coefficient generation Part, 42 tap coefficient filter, 100, 102 positioning device.
Claims (4)
前記受信部が受信した信号に基づいて前記拡散符号を決定する拡散符号決定部と、
前記拡散符号決定部によって決定された決定拡散符号による逆拡散処理を前記受信部が受信した信号に対して施して出力する逆拡散部と、
前記逆拡散処理によって復元された前記元の信号の成分を低減する処理を前記逆拡散部が出力する信号に対して施して出力するフィルタと、
を備えることを特徴とする受信装置。 A receiving unit that receives a signal including a spread signal subjected to spreading processing by a spreading code with respect to the original signal;
A spreading code determining unit that determines the spreading code based on a signal received by the receiving unit;
A despreading unit that performs despreading processing on the signal received by the receiving unit by the despreading code determined by the spreading code determining unit,
A filter that performs processing for reducing the component of the original signal restored by the despreading process on the signal output by the despreading unit,
A receiving apparatus comprising:
前記受信部が受信する信号は前記決定拡散符号とは異なる拡散符号によって拡散処理が施された信号を含むことを特徴とする受信装置。 The receiving device according to claim 1,
The signal received by the receiving unit includes a signal subjected to spreading processing by a spreading code different from the determined spreading code.
前記決定拡散符号による拡散処理を前記フィルタが出力する信号に対して施して出力する拡散部を備えることを特徴とする受信装置。 The receiving device according to claim 1 or 2, wherein
A receiving apparatus, comprising: a spreading unit that performs spreading processing using the determined spreading code on a signal output from the filter and outputs the signal.
前記受信部が受信する信号は測位衛星から送信される信号であり、
前記拡散部が出力する信号に基づいて測位を行う測位部、
を備えることを特徴とする受信装置。 The receiving device according to claim 3,
The signal received by the receiver is a signal transmitted from a positioning satellite,
A positioning unit that performs positioning based on a signal output from the diffusion unit;
A receiving apparatus comprising:
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