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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