JP2008028470A - Satellite receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、衛星からＢＯＣ（１、１）方式にて変調された受信信号を受信し、この受信信号から得られたベースバンド信号とレプリカコードとの相関結果に基づいて該受信信号の追尾を行う衛星受信装置に関する。 The present invention receives a received signal modulated by the BOC (1, 1) system from a satellite, and tracks the received signal based on a correlation result between a baseband signal obtained from the received signal and a replica code. The present invention relates to a satellite receiving apparatus.
近時、欧州連合及び欧州宇宙機関では、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）以外の新しい衛星航法システムを構築するためのＧａｌｉｌｅｏ計画を進めている。この計画に係る衛星航法システムでの測位原理は、従来のＧＰＳと略同様であるが、１１６４〜１２１５［ＭＨｚ］のＥ５波、１２６０〜１３００［ＭＨｚ］のＥ６波、１５５９〜１５９１［ＭＨｚ］のＥ１波の３つの周波数帯で、宇宙空間の衛星から地球上の衛星受信装置に受信信号を放送することが検討されている。 Recently, the European Union and the European Space Agency are proceeding with the Galileo program to build a new satellite navigation system other than GPS (Global Positioning System). The positioning principle in the satellite navigation system according to this plan is substantially the same as that of the conventional GPS, but E5 wave of 1164 to 1215 [MHz], E6 wave of 1260 to 1300 [MHz], and 1559 to 1591 [MHz]. Broadcasting a received signal from a satellite in outer space to a satellite receiver on the earth in three frequency bands of E1 waves is under study.
この場合、シングルキャリアで変調された受信信号を衛星から地球に向けて放送すると、該受信信号とＧＰＳの信号とが干渉するおそれがあるので、ＢＯＣ（Ｂｉｎａｒｙ Ｏｆｆｓｅｔ Ｃａｒｒｉｅｒ）のサブキャリアを用いたＢＯＣ（１、１）方式により変調された受信信号を衛星から放送することが検討されている。なお、前記ＢＯＣ（１、１）の括弧内の左側の数字は、サブキャリアの周波数［ＭＨｚ］（より正確には、１．０２３［ＭＨｚ］）であり、右側の数字は、ＰＮコード（擬似雑音コード）のチップレート［ＭＨｚ］（より正確には、１．０２３［ＭＨｚ］）である。 In this case, if a reception signal modulated with a single carrier is broadcast from a satellite toward the earth, the reception signal and the GPS signal may interfere with each other. Therefore, a BOC using a BOC (Binary Offset Carrier) subcarrier is used. Broadcasting a received signal modulated by the (1, 1) system from a satellite is under study. The number on the left side in parentheses of the BOC (1, 1) is the subcarrier frequency [MHz] (more precisely, 1.023 [MHz]), and the number on the right side is the PN code (pseudo). Noise code) chip rate [MHz] (more precisely, 1.023 [MHz]).
そこで、本出願人は、従来からあるＢＰＳＫ変調方式の衛星受信装置（非特許文献１）を用いて、ＢＯＣ（１、１）方式により変調された受信信号を受信可能な衛星受信装置を案出できるか否かを検討した。 Therefore, the present applicant has devised a satellite receiver capable of receiving a reception signal modulated by the BOC (1, 1) method using a conventional satellite receiver of the BPSK modulation method (Non-Patent Document 1). We examined whether it was possible.
この衛星受信装置１０は、図３に示すように、ベースバンド信号生成部１２と、Ｉ成分相関処理部１４と、Ｑ成分相関処理部１６と、Ｉ成分積算処理部１８と、Ｑ成分積算処理部２０と、コードループディスクリミネータ（弁別器）２２と、コード生成部２３とを有する。
As shown in FIG. 3, the
衛星受信装置１０では、図示しない衛星から受信した受信信号を中間周波数の信号に変換しベースバンド信号生成部１２に出力する。なお、前記受信信号は、前記衛星内において、航法データとＰＮコードとを乗算して得られた信号をサブキャリアに重畳して変調し、変調した信号を前述したＥ１波のキャリアに重畳してさらに変調することにより得られる信号である。
The
ベースバンド信号生成部１２のローカルキャリア発生器３６は、前記キャリアと同一の周波数を有するローカルキャリアを生成し、このローカルキャリアをＩ成分（同相成分）のキャリア（以下、Ｉ成分ローカルキャリアともいう。）としてミキサ３８及び９０°移相部４０に出力する。９０°移相部４０は、前記Ｉ成分ローカルキャリアの位相を９０°移相させてＱ成分（直交成分）のローカルキャリア（以下、Ｑ成分ローカルキャリアともいう。）を生成しミキサ４２に出力する。
The
ミキサ３８は、前記受信信号と前記Ｉ成分ローカルキャリアとを乗算して、前記受信信号から前記キャリアを除去したＩ成分ベースバンド信号を生成する。ミキサ４２は、前記受信信号と前記Ｑ成分ローカルキャリアとを乗算して、前記受信信号から前記キャリアを除去したＱ成分ベースバンド信号を生成する。
The
コード生成部２３内のサブキャリア発生器２６は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）である発振器２４からの所定周波数の信号に基づいて、前記各ベースバンド信号中のサブキャリアと同一の周波数で且つ位相が互いに異なる３種類のローカルサブキャリア（Ｅ位相、Ｐ位相及びＬ位相のローカルサブキャリア）を生成して、Ｅ位相のローカルサブキャリアをミキサ３０に出力し、Ｐ位相のローカルサブキャリアをミキサ３２に出力し、Ｌ位相のローカルサブキャリアをミキサ３４に出力する。また、ＰＮコード発生器２８は、発振器２４からの前記信号に基づいて、前記各ベースバンド信号中のＰＮコードと略同一のチップレートで且つ位相が互いに異なる３種類のローカルＰＮコード（Ｅ位相、Ｐ位相及びＬ位相のローカルＰＮコード）を生成して、Ｅ位相のローカルＰＮコードをミキサ３０に出力し、Ｐ位相のローカルＰＮコードをミキサ３２に出力し、Ｌ位相のローカルＰＮコードをミキサ３４に出力する。
The
なお、前記Ｐ位相のローカルサブキャリアとは、前記各ベースバンド信号中のサブキャリアとは同相である現時点でのサブキャリアをいい、前記Ｐ位相のローカルＰＮコードとは、前記各ベースバンド信号中のＰＮコードとは同相である現時点でのローカルＰＮコードをいう。また、前記Ｅ位相とは、前記Ｐ位相に対して所定数のチップ（例えば、０．１チップ）だけ位相が進んでいることをいい、前記Ｌ位相とは、前記Ｐ位相に対して前記所定数のチップだけ位相が遅れていることをいう。 The P-phase local subcarrier refers to a current subcarrier in phase with the subcarrier in each baseband signal, and the P-phase local PN code refers to the baseband signal in each baseband signal. The current PN code is in phase with the current PN code. The E phase means that the phase is advanced by a predetermined number of chips (for example, 0.1 chip) with respect to the P phase, and the L phase is the predetermined phase with respect to the P phase. This means that the phase is delayed by several chips.
ミキサ３０は、Ｅ位相のローカルサブキャリア及びＥ位相のローカルＰＮコードを乗算してＢＯＣ（１、１）方式によるＥ位相のレプリカコードを生成し、このレプリカコードをＩ成分相関処理部１４及びＱ成分相関処理部１６に出力する。また、ミキサ３２は、Ｐ位相のローカルサブキャリア及びＰ位相のローカルＰＮコードを乗算してＢＯＣ（１、１）方式によるＰ位相のレプリカコードを生成し、このレプリカコードをＩ成分相関処理部１４及びＱ成分相関処理部１６に出力する。さらに、ミキサ３４は、Ｌ位相のローカルサブキャリア及びＬ位相のローカルＰＮコードを乗算してＢＯＣ（１、１）方式によるＬ位相のレプリカコードを生成し、このレプリカコードをＩ成分相関処理部１４及びＱ成分相関処理部１６に出力する。
The
Ｉ成分相関処理部１４のミキサ４４は、Ｉ成分ベースバンド信号とＥ位相のレプリカコードとを乗算し、乗算結果（相関処理結果）をＥ位相の相関値としてＩ成分積算処理部１８に出力する。また、ミキサ４６は、前記Ｉ成分ベースバンド信号とＰ位相のレプリカコードとを乗算し、乗算結果をＰ位相の相関値としてＩ成分積算処理部１８に出力する。さらに、ミキサ４８は、前記Ｉ成分ベースバンド信号とＬ位相のレプリカコードとを乗算し、乗算結果をＬ位相の相関値としてＩ成分積算処理部１８に出力する。
The
一方、Ｑ成分相関処理部１６のミキサ５０は、Ｑ成分ベースバンド信号とＥ位相のレプリカコードとを乗算し、乗算結果をＥ位相の相関値としてＱ成分積算処理部２０に出力する。また、ミキサ５２は、前記Ｑ成分ベースバンド信号とＰ位相のレプリカコードとを乗算し、乗算結果をＰ位相の相関値としてＱ成分積算処理部２０に出力する。さらに、ミキサ５４は、前記Ｑ成分ベースバンド信号とＬ位相のレプリカコードとを乗算し、乗算結果をＬ位相の相関値としてＱ成分積算処理部２０に出力する。
On the other hand, the
Ｉ成分積算処理部１８の積算部５６、５８、６０及びＱ成分積算処理部２０の積算部６２、６４、６６は、ローパスフィルタとみなすことができ、Ｉ成分相関処理部１４及びＱ成分相関処理部１６からの各相関値を所定時間（例えば、ローカルＰＮコードの１周期分の時間）だけ積算することにより、新たな相関値（以下、積算相関値ともいう。）ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ、ＱＥ、ＱＰ、ＱＬとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
The
すなわち、積算部５６は、ミキサ４４からのＥ位相の相関値を積算したＩ成分積算相関値ＩＥを出力し、積算部５８は、ミキサ４６からのＰ位相の相関値を積算したＩ成分積算相関値ＩＰを出力し、積算部６０は、ミキサ４８からのＬ位相の相関値を積算したＩ成分積算相関値ＩＬを出力する。一方、積算部６２は、ミキサ５０からのＥ位相の相関値を積算したＱ成分積算相関値ＱＥを出力し、積算部６４は、ミキサ５２からのＰ位相の相関値を積算したＱ成分積算相関値ＱＰを出力し、積算部６６は、ミキサ５４からのＬ位相の相関値を積算したＱ成分積算相関値ＱＬを出力する。
That is, the integrating
コードループディスクリミネータ２２は、各積算相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ、ＱＥ、ＱＰ、ＱＬに基づいて、前記受信信号の追尾を行うために、レプリカコードの位相を調整する制御信号を発振器２４に出力する。発振器２４は、前記制御信号に基づいて、前記ローカルサブキャリアと前記サブキャリアとが位相同期すると共に、前記ローカルＰＮコードと前記ＰＮコードとが位相同期するように、換言すれば、前記レプリカコードと前記Ｉ成分ベースバンド信号とが位相同期するように、所定周波数の信号をサブキャリア発生器２６及びＰＮコード発生器２８に出力する。
The
具体的には、図４Ａに示すように、Ｉ成分積算相関値ＩＰが正のピークとなるときの位相において、Ｐ位相のローカルレプリカコードとＩ成分ベースバンド信号との相関は最も高くなり、一方で、下記の（１）式で表わされるコード位相弁別信号ｄの値も、図４Ｂに示すようにｄ＝０となる。
ｄ＝（ＩＥ2＋ＱＥ2）−（ＩＬ2＋ＱＬ2） （１）
Specifically, as shown in FIG. 4A, the correlation between the local replica code of the P phase and the I component baseband signal is highest in the phase when the I component integrated correlation value IP has a positive peak, Thus, the value of the code phase discrimination signal d expressed by the following equation (1) is also d = 0 as shown in FIG. 4B.
d = (IE 2 + QE 2 ) − (IL 2 + QL 2 ) (1)
従って、コードループディスクリミネータ２２は、各積算相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ、ＱＥ、ＱＰ、ＱＬから算出されるコード位相弁別信号ｄに対応する位相がｄ＝０における位相（図４Ｂの「追尾」での位相）からずれていると判断したときには、この位相のずれに応じた制御信号を発振器２４に出力する。この結果、衛星受信装置１０では、前記ローカルＰＮコードと前記ＰＮコードとの位相同期と、前記ローカルサブキャリアと前記サブキャリアとの位相同期と、前記レプリカコードと前記Ｉ成分ベースバンド信号との位相同期とがそれぞれ取られて、前記受信信号の追尾を行うことが可能となる。
Therefore, the
しかしながら、前述した衛星受信装置１０では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、Ｉ成分積算相関値ＩＰが正のピークでなくてもコード位相弁別信号ｄの値が０となるような位相が２箇所（図４Ｂの「誤追尾」）存在するので、これらの位相からのずれに応じた制御信号を発振器２４に出力すれば、受信信号を誤追尾するおそれがある。
However, in the
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、衛星からの受信信号を確実に追尾することが可能な衛星受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a satellite receiver capable of reliably tracking a received signal from a satellite.
本発明に係る衛星受信装置は、衛星からＢＯＣ（１、１）方式にて変調された受信信号を受信し、この受信信号とＩ成分ローカルキャリアとを乗算してＩ成分ベースバンド信号を生成すると共に、前記受信信号とＱ成分ローカルキャリアとを乗算してＱ成分ベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部と、前記各ベースバンド信号中のＰＮコードに対応するローカルＰＮコードと該各ベースバンド信号中のサブキャリアに対応するローカルサブキャリアとを乗算してレプリカコードを生成するコード生成部とを有する衛星受信装置において、前記Ｉ成分ベースバンド信号と前記レプリカコードとの相関を取り、その相関値を第１相関値として出力すると共に、前記Ｉ成分ベースバンド信号と前記ローカルＰＮコードとの相関を取り、その相関値を第２相関値として出力するＩ成分相関処理部と、前記Ｑ成分ベースバンド信号と前記レプリカコードとの相関を取り、その相関値を第３相関値として出力すると共に、前記Ｑ成分ベースバンド信号と前記ローカルＰＮコードとの相関を取り、その相関値を第４相関値として出力するＱ成分相関処理部と、前記第１相関値を所定時間積算して得られた第１積算相関値と前記第２相関値を所定時間積算して得られた第２積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＩ成分積算相関値として出力するＩ成分積算処理部と、前記第３相関値を所定時間積算して得られた第３積算相関値と前記第４相関値を所定時間積算して得られた第４積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＱ成分積算相関値として出力するＱ成分積算処理部と、前記Ｉ成分積算相関値及び前記Ｑ成分積算相関値に基づいて、前記受信信号の追尾を行えるように、前記ローカルＰＮコード及び前記レプリカコードの位相を調整する制御信号を前記コード生成部に出力する弁別器とを備えることを特徴とする。 The satellite receiver according to the present invention receives a reception signal modulated by the BOC (1, 1) system from a satellite, and multiplies the reception signal by an I component local carrier to generate an I component baseband signal. And a baseband signal generator for generating a Q component baseband signal by multiplying the received signal and a Q component local carrier, a local PN code corresponding to the PN code in each baseband signal, and each baseband In a satellite receiver having a code generation unit that generates a replica code by multiplying a local subcarrier corresponding to a subcarrier in the signal, the I component baseband signal and the replica code are correlated, and the correlation Output a value as a first correlation value, and correlate the I component baseband signal with the local PN code, An I component correlation processing unit that outputs the correlation value of the Q component baseband signal and the replica code as a second correlation value, outputs the correlation value as a third correlation value, and the Q component A Q component correlation processing unit that takes a correlation between a baseband signal and the local PN code and outputs the correlation value as a fourth correlation value; and a first integration correlation obtained by integrating the first correlation value for a predetermined time An I component integration processing unit that adds the value and the absolute value of the second integrated correlation value obtained by integrating the second correlation value for a predetermined time, and outputs the addition result as an I component integrated correlation value; The third integrated correlation value obtained by integrating the correlation value for a predetermined time and the absolute value of the fourth integrated correlation value obtained by integrating the fourth correlation value for a predetermined time are added, and the addition result is Q-component integrated. Q component integration processing unit that outputs as a correlation value, Discriminating to output to the code generator a control signal that adjusts the phase of the local PN code and the replica code so that the received signal can be tracked based on the I component integrated correlation value and the Q component integrated correlation value And a vessel.
この構成によれば、前記Ｉ成分積算処理部は、前記第１相関値を所定時間積算して得られる第１積算相関値と、前記第２相関値を所定時間積算して得られる第２積算相関値の絶対値との加算処理を行って前記Ｉ成分積算相関値を出力し、一方で、前記Ｑ成分積算処理部は、前記第３相関値を所定時間積算して得られる第３積算相関値と、前記第４相関値を所定時間積算して得られる第４積算相関値の絶対値との加算処理を行って前記Ｑ成分積算相関値を出力する。 According to this configuration, the I component integration processing unit includes the first integration correlation value obtained by integrating the first correlation value for a predetermined time and the second integration obtained by integrating the second correlation value for a predetermined time. An addition process with the absolute value of the correlation value is performed and the I component integrated correlation value is output, while the Q component integration processing unit is a third integrated correlation obtained by integrating the third correlation value for a predetermined time. The Q component integrated correlation value is output by adding the value and the absolute value of the fourth integrated correlation value obtained by integrating the fourth correlation value for a predetermined time.
これにより、前記弁別器では、前記Ｉ成分積算相関値及び前記Ｑ成分積算相関値に基づいてコード位相弁別信号を生成した際に、該コード位相弁別信号の値が０になるときの位相と、前記Ｉ成分積算相関値が正のピークになるときの位相とが一致すると共に、前記コード位相弁別信号の値が０となるときの位相が、位相軸上において前記一致した位相の１箇所のみとなる。この結果、前記一致した位相で前記受信信号を追尾するように、前記弁別器から前記コード生成部に前記制御信号を出力すれば、前記衛星受信装置内にコードトラッキングループが構成されて、前記受信信号を安定且つ確実に追尾することが可能となる。また、前記衛星受信装置では、複雑な判断処理を行うことなく、前記受信信号の追尾を行うことができるので、該受信信号の誤追尾を容易に回避することが可能である。 Thereby, in the discriminator, when the code phase discrimination signal is generated based on the I component integrated correlation value and the Q component integrated correlation value, the phase when the value of the code phase discrimination signal becomes 0, and The phase when the I component integrated correlation value becomes a positive peak coincides, and the phase when the value of the code phase discrimination signal becomes 0 is only one point of the coincidence phase on the phase axis. Become. As a result, if the control signal is output from the discriminator to the code generator so as to track the received signal with the matched phase, a code tracking loop is configured in the satellite receiver, and the reception It becomes possible to track the signal stably and reliably. In addition, the satellite reception apparatus can track the received signal without performing complicated determination processing, and therefore it is possible to easily avoid erroneous tracking of the received signal.
そして、上記の衛星受信装置では、（１）前記コード生成部は、前記Ｉ成分相関処理部及び前記Ｑ成分相関処理部に前記ローカルＰＮコードを出力し、（２）前記Ｉ成分相関処理部は、前記ローカルＰＮコードと前記Ｉ成分ベースバンド信号との相関を取り、（３）前記Ｑ成分相関処理部は、前記ローカルＰＮコードと前記Ｑ成分ベースバンド信号との相関を取り、（４）前記Ｉ成分積算処理部は、前記第１積算相関値と前記第２積算相関値の絶対値とを加算して前記Ｉ成分積算相関値を出力し、（５）前記Ｑ成分積算処理部は、前記第３積算相関値と前記第４積算相関値の絶対値とを加算して前記Ｑ成分積算相関値を出力する。従って、従来技術に係るＢＰＳＫ変調方式の衛星受信装置に（１）〜（５）の機能を追加するような改良を加えることにより、本発明に係る衛星受信装置を製造することができるので、従来技術に係るＢＰＳＫ変調方式の衛星受信装置を流用して本発明に係る衛星受信装置を効率よく製造することが可能となる。 In the satellite receiver, (1) the code generation unit outputs the local PN code to the I component correlation processing unit and the Q component correlation processing unit, and (2) the I component correlation processing unit The correlation between the local PN code and the I component baseband signal is taken. (3) The Q component correlation processing unit takes the correlation between the local PN code and the Q component baseband signal. The I component integration processing unit adds the first integration correlation value and the absolute value of the second integration correlation value to output the I component integration correlation value. (5) The Q component integration processing unit The third integrated correlation value and the absolute value of the fourth integrated correlation value are added to output the Q component integrated correlation value. Accordingly, the satellite receiver according to the present invention can be manufactured by adding the improvements (1) to (5) to the satellite receiver of the BPSK modulation method according to the prior art. The satellite receiver according to the present invention can be efficiently manufactured by using the BPSK modulation satellite receiver according to the technology.
本発明によれば、コード位相弁別信号の値が０になるときの位相と、Ｉ成分積算相関値が正のピークになるときの位相とが一致すると共に、前記コード位相弁別信号の値が０となるときの位相が、位相軸上において前記一致した位相の１箇所のみとなるので、この一致した位相で受信信号を追尾するように、弁別器からコード生成部に制御信号を出力すれば、衛星からの受信信号を確実に追尾することが可能となる。 According to the present invention, the phase when the value of the code phase discrimination signal becomes 0 and the phase when the I component integrated correlation value becomes a positive peak coincide with each other, and the value of the code phase discrimination signal is 0. When the control signal is output from the discriminator to the code generation unit so as to track the received signal at the matched phase, the phase when It is possible to reliably track the received signal from the satellite.
本発明に係る衛星受信装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下に説明する。 A preferred embodiment of a satellite receiver according to the present invention will be described below and described with reference to the accompanying drawings.
なお、本実施形態に係る衛星受信装置７０を図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照しながら説明する際に、衛星受信装置１０（図３参照）と同じ構成要素については、同一の参照符号を付けて説明する。
When the
本実施形態に係る衛星受信装置７０は、図１に示すように、ベースバンド信号生成部１２と、コード生成部７１と、Ｉ成分相関処理部７２と、Ｑ成分相関処理部７４と、Ｉ成分積算処理部７６と、Ｑ成分積算処理部７８と、コードループディスクリミネータ２２とを有している。そして、この衛星受信装置７０は、下記の（１）〜（６）の点で、衛星受信装置１０（図３参照）の構成とは異なる。なお、図１に示す衛星受信装置７０のブロック図では、図３に示す衛星受信装置１０のブロック図との違いを明確にするために、衛星受信装置１０にはないラインを太線で表記している。
As shown in FIG. 1, the
（１）コード生成部７１のＰＮコード発生器２８は、Ｅ位相のローカルＰＮコードと、Ｐ位相のローカルＰＮコードと、Ｌ位相のローカルＰＮコードとを、Ｉ成分相関処理部７２及びＱ成分相関処理部７４に出力する。
(1) The
（２）Ｉ成分相関処理部７２は、ミキサ４４、４６、４８、８０、８２、８４を有する。ミキサ８０は、Ｅ位相のローカルＰＮコードとＩ成分ベースバンド信号とを乗算して、その乗算結果（相関処理結果）をＥ位相の相関値としてＩ成分積算処理部７６に出力する。ミキサ８２は、Ｐ位相のローカルＰＮコードとＩ成分ベースバンド信号とを乗算して、その乗算結果をＰ位相の相関値としてＩ成分積算処理部７６に出力する。ミキサ８４は、Ｌ位相のローカルＰＮコードとＩ成分ベースバンド信号とを乗算し、その乗算結果をＬ位相の相関値としてＩ成分積算処理部７６に出力する。なお、以下の説明では、ミキサ４４、４６、４８から出力される相関値をＥ位相、Ｐ位相及びＬ位相の第１相関値と称し、ミキサ８０、８２、８４から出力される相関値をＥ位相、Ｐ位相及びＬ位相の第２相関値と称する。
(2) The I component
（３）Ｑ成分相関処理部７４は、ミキサ５０、５２、５４、８６、８８、９０を有する。ミキサ８６は、Ｅ位相のローカルＰＮコードとＱ成分ベースバンド信号とを乗算して、その乗算結果をＥ位相の相関値としてＱ成分積算処理部７８に出力する。ミキサ８８は、Ｐ位相のローカルＰＮコードとＱ成分ベースバンド信号とを乗算して、その乗算結果をＰ位相の相関値としてＱ成分積算処理部７８に出力する。ミキサ９０は、Ｌ位相のローカルＰＮコードとＱ成分ベースバンド信号とを乗算し、その乗算結果をＬ位相の相関値としてＱ成分積算処理部７８に出力する。なお、以下の説明では、ミキサ５０、５２、５４から出力される相関値をＥ位相、Ｐ位相及びＬ位相の第３相関値と称し、ミキサ８６、８８、９０から出力される相関値をＥ位相、Ｐ位相及びＬ位相の第４相関値と称する。
(3) The Q component
（４）Ｉ成分積算処理部７６は、積算部５６、５８、６０、９２、９８、１０４と、絶対値処理部９４、１００、１０６と、加算部９６、１０２、１０８とを有する。なお、以下の説明では、第１相関値から得られる積算相関値を第１積算相関値と称し、第２相関値から得られる積算相関値を第２積算相関値と称する。
(4) The I component
積算部９２は、ミキサ８０からのＥ位相の第２相関値を所定時間内（例えば、ローカルＰＮコードの１周期分の時間）で積算することによりＥ位相の第２積算相関値を出力し、絶対値処理部９４は、前記Ｅ位相の第２積算相関値の絶対値を加算部９６に出力する。加算部９６は、絶対値処理部９４からのＥ位相の第２積算相関値の絶対値と、積算部５６にてＥ位相の第１相関値を前記所定時間だけ積算することで得られたＥ位相の第１積算相関値とを加算し、加算結果をＥ位相のＩ成分積算相関値ＩＥとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
The accumulating
また、積算部９８は、ミキサ８２からのＰ位相の第２相関値を前記所定時間内で積算することによりＰ位相の第２積算相関値を出力し、絶対値処理部１００は、前記Ｐ位相の第２積算相関値の絶対値を加算部１０２に出力する。加算部１０２は、絶対値処理部１００からの前記Ｐ位相の第２積算相関値の絶対値と、積算部５８にてＰ位相の第１相関値を前記所定時間だけ積算することで得られたＰ位相の第１積算相関値とを加算し、加算結果をＰ位相のＩ成分積算相関値ＩＰとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
Further, the integrating
さらに、積算部１０４は、ミキサ８４からのＬ位相の第２相関値を前記所定時間内で積算することによりＬ位相の第２積算相関値を出力し、絶対値処理部１０６は、前記Ｌ位相の第２積算相関値の絶対値を加算部１０８に出力する。加算部１０８は、絶対値処理部１０６からの前記Ｌ位相の第２積算相関値の絶対値と、積算部６０にてＬ位相の第１相関値を前記所定時間だけ積算することで得られたＬ位相の第１積算相関値とを加算し、加算結果をＬ位相のＩ成分積算相関値ＩＬとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
Further, the accumulating
（５）Ｑ成分積算処理部７８は、積算部６２、６４、６６、１１０、１１６、１２２と、絶対値処理部１１２、１１８、１２４と、加算部１１４、１２０、１２６とを有する。なお、以下の説明では、第３相関値から得られる積算相関値を第３積算相関値と称し、第４相関値から得られる積算相関値を第４積算相関値と称する。
(5) The Q component
積算部１１０は、ミキサ８６からのＥ位相の第４相関値を前記所定時間内で積算することによりＥ位相の第４積算相関値を出力し、絶対値処理部１１２は、前記Ｅ位相の第４積算相関値の絶対値を加算部１１４に出力する。加算部１１４は、絶対値処理部１１２からの前記Ｅ位相の第４積算相関値の絶対値と、積算部６２にてＥ位相の第３相関値を前記所定時間だけ積算することで得られたＥ位相の第３積算相関値とを加算し、加算結果をＥ位相のＱ成分積算相関値ＱＥとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
The accumulating
また、積算部１１６は、ミキサ８８からのＰ位相の第４相関値を前記所定時間内で積算することによりＰ位相の第４積算相関値を出力し、絶対値処理部１１８は、前記Ｐ位相の第４積算相関値の絶対値を加算部１２０に出力する。加算部１２０は、絶対値処理部１１８からの前記Ｐ位相の第４積算相関値の絶対値と、積算部６４にてＰ位相の第３相関値を前記所定時間だけ積算することで得られたＰ位相の第３積算相関値とを加算し、加算結果をＰ位相のＱ成分積算相関値ＱＰとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
The integrating
さらに、積算部１２２は、ミキサ９０からのＬ位相の第４相関値を前記所定時間内で積算することによりＬ位相の第４積算相関値を出力し、絶対値処理部１２４は、前記Ｌ位相の第４積算相関値の絶対値を加算部１２６に出力する。加算部１２６は、絶対値処理部１２４からの前記Ｌ位相の第４積算相関値の絶対値と、積算部６６にてＬ位相の第３相関値を前記所定時間だけ積算することで得られたＬ位相の第３積算相関値とを加算し、加算結果をＬ位相のＱ成分積算相関値ＱＬとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
Further, the integrating
（６）コードループディスクリミネータ２２は、Ｉ成分積算処理部７６からのＥ位相のＩ成分積算相関値ＩＥ、Ｐ位相のＩ成分積算相関値ＩＰ及びＬ位相のＩ成分積算相関値ＩＬと、Ｑ成分積算処理部７８からのＥ位相のＱ成分積算相関値ＱＥ、Ｐ位相のＱ成分積算相関値ＱＰ及びＬ位相のＱ成分積算相関値ＱＬとに基づいて、前記の（１）式、あるいは、下記の（２）式又は（３）式で表わされるコード位相弁別信号ｄを生成し、ｄ＝０における位相からのずれに応じた制御信号を発振器２４に出力する。
ｄ＝（ＩＥ−ＩＬ）×ＩＰ−（ＱＥ−ＱＬ）×ＱＰ （２）
ｄ＝ＩＥ−ＩＬ （３）
(6) The
d = (IE-IL) * IP- (QE-QL) * QP (2)
d = IE-IL (3)
発振器２４は、前記制御信号に基づいて、サブキャリア発生器２６で生成されるローカルサブキャリアとサブキャリアとが位相同期し、ＰＮコード発生器２８で生成されるローカルＰＮコードとＰＮコードとが位相同期し、さらに、前記レプリカコードと前記Ｉ成分ベースバンド信号とが位相同期するように、所定周波数の信号をサブキャリア発生器２６及びＰＮコード発生器２８に出力する。
Based on the control signal, the
次に、本実施形態に係る衛星受信装置７０の動作（受信信号の追尾）について、図１及び図２Ａ〜図２Ｄを参照しながら説明する。
Next, the operation (tracking of the received signal) of the
衛星受信装置７０は、図示しない衛星から受信した受信信号を中間周波数の信号に変換してベースバンド信号生成部１２に出力する。
The
ベースバンド信号生成部１２のミキサ３８は、ローカルキャリア発生器３６からのＩ成分ローカルキャリアと前記受信信号とを乗算して、該受信信号からキャリアが除去されたＩ成分ベースバンド信号を生成する。ミキサ４２は、９０°移相部４０にて生成されたＱ成分ベースバンド信号と前記受信信号とを乗算して、該受信信号からキャリアが除去されたＱ成分ベースバンド信号を生成する。
The
コード生成部７１内のサブキャリア発生器２６は、発振器２４からの所定周波数の信号に基づいて、Ｅ位相、Ｐ位相及びＬ位相のローカルサブキャリアを生成し、一方で、ＰＮコード発生器２８は、前記所定周波数の信号に基づいて、Ｅ位相、Ｐ位相及びＬ位相のローカルＰＮコードを生成する。
The
ミキサ３０は、Ｅ位相のローカルサブキャリア及びローカルＰＮコードを乗算してＢＯＣ（１、１）方式によるＥ位相のレプリカコードを生成し、ミキサ３２は、Ｐ位相のローカルサブキャリア及びローカルＰＮコードを乗算してＢＯＣ（１、１）方式によるＰ位相のレプリカコードを生成し、ミキサ３４は、Ｌ位相のローカルサブキャリア及びローカルＰＮコードを乗算してＢＯＣ（１、１）方式によるＬ位相のレプリカコードを生成する。
The
Ｉ成分相関処理部７２内のミキサ４４は、Ｉ成分ベースバンド信号と前記Ｅ位相のレプリカコードとを乗算してＥ位相の第１相関値を出力し、ミキサ４６は、Ｉ成分ベースバンド信号と前記Ｐ位相のレプリカコードとを乗算してＰ位相の第１相関値を出力し、ミキサ４８は、Ｉ成分ベースバンド信号と前記Ｌ位相のレプリカコードとを乗算してＬ位相の第１相関値を出力する。また、ミキサ８０は、Ｉ成分ベースバンド信号と前記Ｅ位相のローカルＰＮコードとを乗算してＥ位相の第２相関値を出力し、ミキサ８２は、Ｉ成分ベースバンド信号と前記Ｐ位相のローカルＰＮコードとを乗算してＰ位相の第２相関値を出力し、ミキサ８４は、Ｉ成分ベースバンド信号と前記Ｌ位相のローカルＰＮコードとを乗算してＬ位相の第２相関値を出力する。
The
Ｑ成分相関処理部７４内のミキサ５０は、Ｑ成分ベースバンド信号と前記Ｅ位相のレプリカコードとを乗算してＥ位相の第３相関値を出力し、ミキサ５２は、Ｑ成分ベースバンド信号と前記Ｐ位相のレプリカコードとを乗算してＰ位相の第３相関値を出力し、ミキサ５４は、Ｑ成分ベースバンド信号と前記Ｌ位相のレプリカコードとを乗算してＬ位相の第３相関値を出力する。また、ミキサ８６は、Ｑ成分ベースバンド信号と前記Ｅ位相のローカルＰＮコードとを乗算してＥ位相の第４相関値を出力し、ミキサ８８は、Ｑ成分ベースバンド信号と前記Ｐ位相のローカルＰＮコードとを乗算してＰ位相の第４相関値を出力し、ミキサ９０は、Ｑ成分ベースバンド信号と前記Ｌ位相のローカルＰＮコードとを乗算してＬ位相の第４相関値を出力する。
The
Ｉ成分積算処理部７６内の積算部５６は、前記Ｅ位相の第１相関値を前記所定時間だけ積算することによりＥ位相の第１積算相関値を加算部９６に出力し、積算部９２は、前記Ｅ位相の第２相関値を前記所定時間だけ積算することによりＥ位相の第２積算相関値を絶対値処理部９４に出力し、絶対値処理部９４は、前記第２積算相関値の絶対値を加算部９６に出力する。加算部９６は、積算部５６からのＥ位相の第１積算相関値と、絶対値処理部９４からのＥ位相の第２積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＥ位相のＩ成分積算相関値ＩＥとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
The
積算部５８は、前記Ｐ位相の第１相関値を前記所定時間だけ積算することによりＰ位相の第１積算相関値（図２Ａ参照）を加算部１０２に出力し、積算部９８は、前記Ｐ位相の第２相関値を前記所定時間だけ積算することによりＰ位相の第２積算相関値を絶対値処理部１００に出力し、絶対値処理部１００は、前記第２積算相関値の絶対値（図２Ｂ参照）を加算部１０２に出力する。加算部１０２は、積算部５８からのＰ位相の第１積算相関値（図２Ａ参照）と、絶対値処理部１００からのＰ位相の第２積算相関値の絶対値（図２Ｂ参照）とを加算し、加算結果をＰ位相のＩ成分積算相関値ＩＰ（図２Ｃ）としてコードループディスクリミネータ２２に出力する。これにより、前記Ｐ位相のＩ成分積算相関値ＩＰの波形は、図２Ｃに示すように、位相が０チップで正のピークとなる三角形状の波形となる。
The
積算部６０は、前記Ｌ位相の第１相関値を前記所定時間だけ積算することによりＬ位相の第１積算相関値を加算部１０８に出力し、積算部１０４は、前記Ｌ位相の第２相関値を前記所定時間だけ積算することによりＬ位相の第２積算相関値を絶対値処理部１０６に出力し、絶対値処理部１０６は、前記第２積算相関値の絶対値を加算部１０８に出力する。加算部１０８は、積算部６０からのＬ位相の第１積算相関値と、絶対値処理部１０６からのＬ位相の第２積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＬ位相のＩ成分積算相関値ＩＬとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
The integrating
一方、Ｑ成分積算処理部７８内の積算部６２は、前記Ｅ位相の第３相関値を前記所定時間だけ積算することによりＥ位相の第３積算相関値を加算部１１４に出力し、積算部１１０は、前記Ｅ位相の第４相関値を前記所定時間だけ積算することによりＥ位相の第４積算相関値を絶対値処理部１１２に出力し、絶対値処理部１１２は、前記第４積算相関値の絶対値を加算部１１４に出力する。加算部１１４は、積算部６２からのＥ位相の第３積算相関値と、絶対値処理部１１２からのＥ位相の第４積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＥ位相のＱ成分積算相関値ＱＥとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
On the other hand, the
積算部６４は、前記Ｐ位相の第３相関値を前記所定時間だけ積算することによりＰ位相の第３積算相関値を加算部１２０に出力し、積算部１１６は、前記Ｐ位相の第４相関値を前記所定時間だけ積算することによりＰ位相の第４積算相関値を絶対値処理部１１８に出力し、絶対値処理部１１８は、前記第４積算相関値の絶対値を加算部１２０に出力する。加算部１２０は、積算部６４からのＰ位相の第３積算相関値と、絶対値処理部１１８からのＰ位相の第４積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＰ位相のＱ成分積算相関値ＱＰとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
The integrating
積算部６６は、前記Ｌ位相の第３相関値を前記所定時間だけ積算することによりＬ位相の第３積算相関値を加算部１２６に出力し、積算部１２２は、前記Ｌ位相の第４相関値を前記所定時間だけ積算することによりＬ位相の第４積算相関値を絶対値処理部１２４に出力し、絶対値処理部１２４は、前記第４積算相関値の絶対値を加算部１２６に出力する。加算部１２６は、積算部６６からのＬ位相の第３積算相関値と、絶対値処理部１２４からのＬ位相の第４積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＬ位相のＱ成分積算相関値ＱＬとしてコードループディスクリミネータ２２に出力する。
The integrating
コードループディスクリミネータ２２は、Ｉ成分積算処理部７６からのＥ位相、Ｐ位相及びＬ位相のＩ成分積算相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ及びＱ成分積算処理部７８からのＥ位相、Ｐ位相及びＬ位相のＱ成分積算相関値ＱＥ、ＱＰ、ＱＬと、上記した（１）式、（２）式及び（３）式のいずれかを用いて、コード位相弁別信号ｄ（図２Ｄ参照）を生成する。この場合、ｄ＝０となる位相は、図２Ｄに示すように、位相軸上で１箇所のみになると共に、Ｉ成分積算相関値ＩＰ（図２Ｃ参照）が正のピークとなるときの位相に一致する。従って、コードループディスクリミネータ２２は、現在入力された各積算相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ、ＱＥ、ＱＰ、ＱＬに基づくｄの値に対応した位相が、ｄ＝０における位相からずれている場合には、この位相のずれに応じた制御信号を発振器２４に出力して、ｄ＝０にて受信信号が追尾できるように、コード生成部７１を制御する。
The
発振器２４は、前記制御信号に基づく所定周波数の信号をサブキャリア発生器２６及びＰＮコード発生器２８に出力する。これにより、衛星受信装置７０内には、ｄ＝０の位相にて受信信号を追尾するコードトラッキングループが構成され、サブキャリア発生器２６は、前記サブキャリアに位相同期したローカルサブキャリアを出力し、ＰＮコード発生器２８は、前記ＰＮコードに位相同期したローカルＰＮコードを出力し、コード生成部７１内で生成されたレプリカコードは、Ｉ成分ベースバンド信号に位相同期したコードとなる。
The
このように、本実施形態によれば、Ｉ成分積算処理部７６は、Ｅ位相、Ｐ位相及びＬ位相の第１相関値を前記所定時間だけ積算して得られる第１積算相関値と、Ｅ位相、Ｐ位相及びＬ位相の第２相関値を前記所定時間だけ積算して得られる第２積算相関値の絶対値との加算処理を行ってＥ位相、Ｐ位相及びＬ位相のＩ成分積算相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬを出力する。一方、Ｑ成分積算処理部７８は、Ｅ位相、Ｐ位相及びＬ位相の第３相関値を前記所定時間だけ積算して得られる第３積算相関値と、Ｅ位相、Ｐ位相及びＬ位相の第４相関値を所定時間だけ積算して得られる第４積算相関値の絶対値との加算処理を行ってＥ位相、Ｐ位相及びＬ位相のＱ成分積算相関値ＱＥ、ＱＰ、ＱＬを出力する。
As described above, according to the present embodiment, the I component
これにより、コードループディスクリミネータ２２では、Ｉ成分積算相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬ及びＱ成分積算相関値ＱＥ、ＱＰ、ＱＬに基づいてコード位相弁別信号ｄを生成した際に、該コード位相弁別信号ｄの値が０になるときの位相と、Ｉ成分積算相関値ＩＰが正のピークになるときの位相とが一致すると共に、コード位相弁別信号ｄの値が０になるときの位相が、位相軸上において前記一致した位相の１箇所のみとなる。この結果、前記一致した位相で前記受信信号を追尾するように、コードループディスクリミネータ２２からコード生成部７１に制御信号を出力すれば、衛星受信装置７０内にコードトラッキングループが構成されて、前記受信信号を安定且つ確実に追尾することが可能となる。また、衛星受信装置７０では、複雑な判断処理を行うことなく、前記受信信号の追尾を行うことができるので、該受信信号の誤追尾を容易に回避することが可能である。
Thereby, when the
そして、衛星受信装置７０では、（１）コード生成部７１は、Ｉ成分相関処理部７２及びＱ成分相関処理部７４にローカルＰＮコードを出力し、（２）Ｉ成分相関処理部７２は、前記ローカルＰＮコードとＩ成分ベースバンド信号との相関を取り、（３）Ｑ成分相関処理部７４は、前記ローカルＰＮコードとＱ成分ベースバンド信号との相関を取り、（４）Ｉ成分積算処理部７６は、第１積算相関値と第２積算相関値の絶対値とを加算してＩ成分積算相関値ＩＥ、ＩＰ、ＩＬを出力し、（５）Ｑ成分積算処理部７８は、第３積算相関値と第４積算相関値の絶対値とを加算してＱ成分積算相関値ＱＥ、ＱＰ、ＱＬを出力する。
In the
従って、従来技術に係るＢＰＳＫ変調方式の衛星受信装置に上記の（１）〜（５）の機能を追加するような改良を加えることにより、本実施形態に係る衛星受信装置７０を製造することができるので、従来技術に係るＢＰＳＫ変調方式の衛星受信装置を流用して該衛星受信装置７０を効率よく製造することが可能となる。
Accordingly, the
本発明に係る衛星受信装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。 The satellite receiver according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
１０、７０…衛星受信装置 １２…ベースバンド信号生成部
１４、７２…Ｉ成分相関処理部 １６、７４…Ｑ成分相関処理部
１８、７６…Ｉ成分積算処理部 ２０、７８…Ｑ成分積算処理部
２２…コードループディスクリミネータ ２３、７１…コード生成部
２４…発振器 ２６…サブキャリア発生器
２８…ＰＮコード発生器
３０〜３４、３８、４２〜５４、８０〜９０…ミキサ
３６…ローカルキャリア発生器 ４０…９０°移相部
５６〜６６、９２、９８、１０４、１１０、１１６、１２２…積算部
９４、１００、１０６、１１２、１１８、１２４…絶対値処理部
９６、１０２、１０８、１１４、１２０、１２６…加算部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記Ｉ成分ベースバンド信号と前記レプリカコードとの相関を取り、その相関値を第１相関値として出力すると共に、前記Ｉ成分ベースバンド信号と前記ローカルＰＮコードとの相関を取り、その相関値を第２相関値として出力するＩ成分相関処理部と、
前記Ｑ成分ベースバンド信号と前記レプリカコードとの相関を取り、その相関値を第３相関値として出力すると共に、前記Ｑ成分ベースバンド信号と前記ローカルＰＮコードとの相関を取り、その相関値を第４相関値として出力するＱ成分相関処理部と、
前記第１相関値を所定時間積算して得られた第１積算相関値と前記第２相関値を所定時間積算して得られた第２積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＩ成分積算相関値として出力するＩ成分積算処理部と、
前記第３相関値を所定時間積算して得られた第３積算相関値と前記第４相関値を所定時間積算して得られた第４積算相関値の絶対値とを加算し、加算結果をＱ成分積算相関値として出力するＱ成分積算処理部と、
前記Ｉ成分積算相関値及び前記Ｑ成分積算相関値に基づいて、前記受信信号の追尾を行えるように、前記ローカルＰＮコード及び前記レプリカコードの位相を調整する制御信号を前記コード生成部に出力する弁別器と、
を備えることを特徴とする衛星受信装置。 A received signal modulated by the BOC (1, 1) system is received from a satellite, and the received signal and an I component local carrier are multiplied to generate an I component baseband signal. A baseband signal generator that multiplies carriers to generate a Q component baseband signal, a local PN code corresponding to the PN code in each baseband signal, and a local corresponding to a subcarrier in each baseband signal In a satellite receiver having a code generator that multiplies subcarriers to generate a replica code,
The correlation between the I component baseband signal and the replica code is obtained, and the correlation value is output as a first correlation value. The correlation between the I component baseband signal and the local PN code is obtained, and the correlation value is obtained. An I component correlation processing unit that outputs the second correlation value;
Correlating the Q component baseband signal and the replica code, outputting the correlation value as a third correlation value, correlating the Q component baseband signal and the local PN code, and calculating the correlation value A Q component correlation processing unit for outputting as a fourth correlation value;
The first integrated correlation value obtained by integrating the first correlation value for a predetermined time and the absolute value of the second integrated correlation value obtained by integrating the second correlation value for a predetermined time are added, and the addition result is obtained. An I component integration processing unit that outputs an I component integration correlation value;
The third integrated correlation value obtained by integrating the third correlation value for a predetermined time and the absolute value of the fourth integrated correlation value obtained by integrating the fourth correlation value for a predetermined time are added, and the addition result is obtained. A Q component integration processing unit for outputting as a Q component integration correlation value;
Based on the I component integrated correlation value and the Q component integrated correlation value, a control signal for adjusting the phase of the local PN code and the replica code is output to the code generation unit so that the received signal can be tracked. A discriminator,
A satellite receiver characterized by comprising:
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