JP2011024211A - 信号の受信方法及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ＧＭＳＫ変調方式により変調された信号を受信する方法に関するものである。
【解決手段】この信号は、２つのサービス信号を同時に伝送するために、同相信号と直交位相信号とを含んでおり、同相信号の疑似ランダム符号と直交位相信号の疑似ランダム符号とは互いに異なっている。参照信号と受信信号との間の相関を求める相関処理の実行中に、参照信号の信号経路上の分解フィルタによって、一方のサービス信号が他方のサービス信号とは独立的に検出されるようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は位相連続信号の受信方法及び受信装置に関する。

通信信号やナビゲーション信号などの信号の伝送に関して、限られた帯域幅の中で、隣接する帯域と干渉することなく複数の信号を伝送するための変調方式として最も有望な方式の１つに、ＧＭＳＫ（ガウシアン・ミニマム・シフト・キーイング）変調方式がある。

ＧＭＳＫ変調方式の、その他の信号変調方式と比較したときの利点としては、下記のものがある。
−その他のキーイング式の変調方式と比べて、スペクトル効率が優れていること。
−コンスタント・エンベロープとなること。そのため非線形増幅器が使用されており、それによって干渉が抑制されている。

ＧＭＳＫ変調方式は、例えばセルラＧＳＭ（グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ）などの無線通信システムに、現在主として採用されている変調方式である。

これまで、ＧＭＳＫ変調方式は、ナビゲーション信号の変調方式としては、採用されることがなかった。そのため、ＧＭＳＫ変調方式を用いたナビゲーション信号の受信装置というものも、これまでのところ存在していない。ただし本発明は、ナビゲーション信号に限られず、通信信号にも適用可能なものである。

ナビゲーション信号とは、位置が固定されている送信設備または移動する送信設備から送信される信号であって、対応する受信装置が、その信号に基づいて少なくとも１つの位置特定（測位）を行うことのできる信号をいう。この測位は、方位の計測によって行うのではなく、即ち、例えば受信方向によって受信信号の強度が変化することなどを利用して方向を判定することを通して行うのではなく、信号の伝搬時間を計測することによって行うものである。信号の伝搬時間を計測するのに適した信号としては例えばＣＤＭＡ信号があり、そのＣＤＭＡ信号と受信装置において生成する比較信号との間で相関処理を行うことで、伝搬時間が計測される。ＣＤＭＡ変調方式で変調したナビゲーション信号の特徴の１つに、この変調方式とするためのＰＲＮ（疑似ランダム雑音）符号を含んでいるということがあり、そのため、通信信号と比べてデータ・レートが低くなっている（例えばパイロット・チャネルのデータ・レートは０ビット／秒であり、また、例えばデータ・チャネルのデータ・レートは１０００ビット／秒である）。現在運用されている幾つかのナビゲーション・システムでは、データ・レートが５０ビット／秒とされている。

ＣＤＭＡ方式のうちでも最も簡明な方式では、ＰＲＮ符号をデータ・ビットで多重化している。一方、ＰＲＮ符号またはデータビットを搬送波（キャリア）で多重化している方式もあり、そのような搬送波をサブキャリアという。サブキャリアとしては、例えば無変調の矩形波信号などが用いられる。そのようなサブキャリアには、例えば、いわゆるＢＯＣ（バイナリ・オフセット・キャリヤ）信号や、ＢＣＳ（バイナリ・コーデッド・シグナル）信号などがある。ＢＯＣ信号については後に図１を参照して更に詳細に説明する。

サブキャリアを用いることによって、割当てられている帯域幅内での周波数スペクトルの利用効率が向上する。なぜならば、サブキャリアの周波数に応じて、サブキャリアを使用しなければ高い利用効率で利用される周波数帯中央部分から、サブキャリアを使用しなければ低い利用効率で利用される周波数帯辺縁部分へスペクトルが移動するため、周波数帯がその辺縁部分に至るまで略々一様な利用効率で利用されるようになるからである。

本発明に関して“サービス”という用語は信号を伝送することを意味しており、また、そのサービス信号とは、ある特定の用途のために伝送されて受信されるところの、及び／または、ある特定のユーザ群のために伝送されて受信されるところの、物理的な信号それ自体、及び／または、その物理的な信号を変調している信号の内容を意味するものである。更に、ここでいう特定の用途には、例えば、営利事業として運用されている高精度ナビゲーションの用途などがある。また、ここでいう特定のユーザ群とは、何らかの条件により限定されたユーザ群であることもあり、更には、非公開ユーザ群であることもある。そのようなユーザ群の具体例としては、例えば、営利事業としてのサービスを利用している利用者や、安全保障関係の省庁などがある。また更に、ここでいう特定のユーザ群は、公開されているサービスを利用している一般利用者であることもある。

自由に利用することのできるサービス信号に用いられている符号は、公開符号、即ち既知符号であるのに対して、自由に利用することを許されていないサービス信号に用いられている符号は秘密符号であり、その秘密符号の機密レベルは、具体的な用途（営利事業用途、安全保障用途、等々）に応じて様々な高さのレベルに設定されている。

もし、受信装置が、自由に利用することを許されていないサービス信号を認識しなければならないとすれば、そのサービス信号に用いられている符号がそれを知る権限を持たない非権限者に知られてしまうおそれがある。それゆえ、複数のサービス信号を互いに独立的に受信可能であるということが重要なのである。

サービス信号は、例えばそのサービス信号の通信チャネルの物理的特性によって、或いは、そのサービス信号のデジタル信号構造によって、それ自体が高精度の測位信号となり得るものであり、また、例えば、インテグリティ情報、電離圏情報、対流圏情報などの様々な補助情報を提供する信号ともなり得るものである。

一方、衛星に搭載する送信設備の観点からは、できるだけ少ないリソースで、できるだけ多くのサービス信号を送出できるようにすることが望まれている。そうするための可能な方法としては、例えば、１つの複素ＧＭＳＫ信号チャネル上において、各々がＣＤＭＡ符号（即ちＰＲＮ符号）を含んでいる２つのサービス信号を伝送するという方法が考えられる。

また、ユーザが使用する受信装置を、ある特定のユーザ群のための専用の受信装置として構成することができ、そのような受信装置は、最初からその特定のユーザ群が利用するサービス信号だけを取扱うように構成して、その複雑度を低減することによって、例えば、低価格化、低消費電力化、それに軽量化などの利点が得られる。

従って、１つの通信チャネル上で複数のサービス信号を伝送する場合に、受信装置を、それら複数のサービス信号のうちの、受信しようとする１つのサービス信号だけを取扱うような構成とすることは、価値のあることである。

本発明に関して特に考慮すべき用途は、チャネル共有方式としてＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式が用いられている用途である。より具体的には、例えば、ＧＭＳＫ変調方式で変調されたＣＤＭＡ方式のナビゲーション信号によって、２つのサービス信号を同時に伝送するようにしている用途などである。この場合、２つのサービス信号を同時に伝送するには、ナビゲーション信号を複素信号として生成すればよい。１つの複素信号は２つの成分信号により表され、それら２つの成分信号は、互いに９０°の位相差を有しており、従って互いに直交しており、それゆえ互いに独立的な成分信号である。そして、１つの複素信号を、そのような２つの成分信号により構成することができる。また、１つの複素信号をＩ経路（Ｉチャネルまたは同相チャネルと称する）と、Ｑ経路（Ｑチャネルまたは直交位相チャネルと称する）とに分離することが可能であり、そのように分離する目的は、入力してくる１本のデータ・ストリームを振分けて、一方のサービス信号のデータを一方のチャネル（例えばＩチャネル）上において伝送させ、他方のサービス信号のデータを他方のチャネル（例えばＱチャネル）上において伝送させることにある。また、この振分けが可能なように、入力してくるデータ・ストリームは、第１サービス信号のデータ・ビットと、第２サービス信号のデータ・ビットとが、交互に配置されて構成されている。

ＯＱＰＳＫ（オフセット・クォドラチャ・フェーズ・シフト・キーイング）方式では、同相チャネルのＰＲＮ（疑似ランダム雑音）符号と直交位相チャネルのＰＲＮ符号とを互いに独立的に生成し得るのに対して、ＧＭＳＫ変調方式では、ＩＣＣＩ（符号チップ間干渉）が存在するために、それら２つのチャネルのＰＲＮ符号を互いに独立的に生成することができない。しかし乍ら、ＯＱＰＳＫ方式は、ＰＲＮ符号の独立的な生成が可能ではあっても、スペクトル特性において劣ることから、好適なソリューションではない。

かかる事情から、２つの個別のサービス信号の一方をＩチャネル上に伝送させ、他方をＱチャネル上に伝送させることには、機密保持上の問題があり、なぜならば、それら２つのサービス信号のうちの一方を受信するためには、受信装置において、受信しようとするその一方のサービス信号のＰＲＮ符号ばかりでなく、他方のサービス信号のＰＲＮ符号も既知となっている必要があるからである。

例えば、営利事業として運用されている商用サービス信号では、そのＰＲＮ符号を非公開符号とし、或いは、暗号化した符号としている。そのため、例えば、ナビゲーション信号によって、公開サービス信号と、商用サービス信号とを同時に伝送しようとするとき、従来の方式では、受信装置においてそのナビゲーション信号を復号化するために、それら２つのサービス信号の夫々のＰＲＮ符号が、その受信装置において共に既知となっている必要があった。これは、符号チップ間干渉が存在するために、２つのサービス信号を分離できないからである。互いに隣接する符号チップの間に存在する符号チップ間干渉は、夫々、他方のサービス信号のＰＲＮ符号に原因して発生するものであるため、他方のサービス信号のＰＲＮ符号のレプリカとの相関処理を行わなければ対処できないのである。

従って、ある受信装置が、商用サービス信号を取扱わないものであっても、その受信装置の製造者は、その受信装置に商用サービス信号のＰＲＮ符号を組込んでおかねばならず、それゆえ、そのＰＲＮ符号を知っていなければならない。そのことによって、商用サービス信号のＰＲＮ符号が、それを知る権限を持たない非権限者に知られてしまうおそれが生じている。

２つの信号のＰＲＮ符号が共に既知でなければ、それら信号をＩチャネルとＱチャネルとに分離できないという問題を解決するための従来の解決方法の１つに、いわゆるプリコーディング技術を利用する方法がある。この方法は、多くの通信システムに用いられる方法である。この方法では、プリコーディングによって、出力信号の正負極性を、入力信号のバイナリＰＲＮ符号の正負極性と同一極性に保持する。これによって、受信装置は、受信装置に入力してくる信号と、受信装置において局所的に生成しているバイナリＰＲＮ符号との間の相関を求める相関処理を行えるようになる。

このプリコーディングを利用する方法には大きな短所が３つあり、それらは以下の通りである。
−送信装置の構造がより複雑になること。
−受信装置の電力損失が大きくなること。
−入力してくるＲＦ信号と、受信装置において局所的に生成するバイナリＰＲＮ符号との間に不可避的に存在する符号遅延を補償するために、受信装置の構造が複雑にならざるを得ないこと。尚、この方法によって、ＢＰＳＫ方式と同等のパフォーマンスが得られるのは、符号遅延及び移相誤差がゼロのときだけである。

更に付言すると、この従来の方法を用いて行われる通信システム内における伝送は、互いに独立した２つのサービス信号の伝送ではなく、入力してくる１つのデータ・ストリーム（１つの「サービス信号」）の伝送であって、そのサービス信号のデータ・ストリームを高速データ・レートで伝送することを主眼としたものである。

本発明の目的は、ＧＭＳＫ変調方式によるナビゲーション信号として伝送される２つのサービス信号を互いに独立的に受信することのできる、受信装置のアーキテクチャを提供することにある。

上記目的は、請求項１に記載した方法により達成される。上記目的は更に、請求項１１に記載した受信装置により達成される。

本発明においては、２つのサービス信号のためのＰＲＮ符号を互いに独立的に生成できるようにするために、ＧＭＳＫ変調信号の複素エンベロープのローラン分解を利用するようにしている。

ローラン分解を利用することによって、ベースバンド・ナビゲーション信号を受信するためのナビゲーション信号受信装置のアーキテクチャを、同相チャネル（Ｉチャネル）におけるＰＲＮ符号と直交位相チャネル（Ｑチャネル）におけるＰＲＮ符号とを互いに独立的に生成し得るものとすることができる。

これについての基本原理は、ＩチャネルまたはＱチャネル上を伝送されるサービス信号に関して、ローラン分解の公式から算出されるＣ０フィルタを利用するというものである。このサービス信号はＣＤＭＡ信号であり、伝送されるこのＣＤＭＡ信号との間の相関を求めるために用いられる参照信号を構成するＰＲＮ符号に対して、このＣ０フィルタを適用するのである。尚、その参照信号は、メモリに格納しておいてもよく、或いは、リアルタイムで生成するようにしてもよい。

ＧＭＳＫ変調方式を規定するための一般的な規定の仕方は、使用するローパス・ガウシアン・フィルタにより、ＭＳＫ変調方式を規定するものである。

これとは別の規定の仕方もあり、それは、伝送されるベースバンドＧＭＳＫ信号をその１周期に亘ってローラン分解の公式を用いて表すことによって、ＧＭＳＫ変調方式を規定するというものである。その場合、信号は下式で表される。

上式において、
Ａは、信号振幅である。

ＢＰＳＫ信号の信号波形に関しては、上式において、
ａ_ｎは、ＢＰＳＫ同相チャネル上の信号の第ｎ番目のＰＲＮチップである。
ｂ_ｎは、ＢＰＳＫ直交位相チャネル上の信号の第ｎ番目のＰＲＮチップである。
Ｌは、ＰＲＮ符号長である。
Ｔ_ｃは、チップ周期である。

また、ＢＯＣｓ（ｍ，ｎ）（これはサブキャリア・レートがｍで、チップ・レートがｎのバイナリ・オフセット・キャリアのｓｉｎを表す）、または、ＢＯＣｃ（ｍ，ｎ）（これはサブキャリア・レートがｍで、チップ・レートがｎのバイナリ・オフセット・キャリアのｃｏｓを表す）に関しては、それらの符号シーケンスに、上式で表される信号波形が挿入される。

図１は、ＢＯＣｓまたはＢＯＣｃの場合の、ａ_ｎの値の具体例を示したグラフである。

ＰＲＮ符号のｂ_ｎの値を表すグラフの曲線も、図１のグラフのａ_ｎの曲線と同じ形状になる。

ＢＯＣｓに関しては、ＰＲＮ符号長はＬ・ｎ／２ｍとなり、また、Ｔｃはサブチップ長（Ｔ_{ｃｈｉｐｐｅｒｉｏｄ}・ｎ／２ｍ）を表す。ここで、ＬはＰＲＮ符号の１周期におけるサブキャリア・チップの個数であり、Ｔ_{ｃｈｉｐｐｅｒｉｏｄ}は、ＰＲＮチップの１個の長さである。

ＢＯＣｃに関しては、ＰＲＮ符号長はＬ・ｎ／４ｍとなり、また、Ｔｃはサブチップ長（Ｔ_{ｃｈｉｐｐｅｒｉｏｄ}・ｎ／４ｍ）を表す。

図２Ａ〜図２Ｃに、Ｃ０フィルタ及びＣ１フィルタを示した。それらの図に示したフィルタは、ＢＴ積の値を、夫々、ＢＴｃ＝０．５、ＢＴｃ＝０．３、ＢＴｃ＝０．２５としたものである。

ベースバンド・ナビゲーション信号を受信するためのこのナビゲーション信号受信装置のアーキテクチャは、ＧＭＳＫ信号の複素エンベロープのローラン分解を利用することによって、同相チャネルのＰＲＮ符号と直交位相チャネルのＰＲＮ符号とを互いに独立的に生成し得るものとなっている。

これについての基本原理は、ＩチャネルまたはＱチャネル上を伝送されるサービス信号に関して、ローラン分解の公式から算出されるＣ０フィルタを利用するというものである。このサービス信号はＣＤＭＡ信号であり、伝送されるこのＣＤＭＡ信号との間の相関を求めるために用いられる参照信号を構成するＰＲＮ符号に対して、このＣ０フィルタを適用するのである。

このアーキテクチャの構成は、下式で表される信号に基づくものである。

Ｑチャネルだけを受信する場合には、受信装置において、下式で表される信号を生成するようにする。

ＱチャネルとＩチャネルとを共に受信する場合には、受信装置において、下式で表される信号を生成するようにする。

マルチパス環境における信号のパフォーマンスを改善するには、Ｃ０フィルタが２ビットで量子化を施すようにする（それら２ビットのうちの一方のビットは大きさを表し、他方のビットは正負を表す）。

このアーキテクチャは、実装することが極めて容易である。このアーキテクチャによれば、マルチパス環境における信号のパフォーマンスが改善され、また、信号をＩ成分（同相成分）とＱ成分（直交位相成分）とに正確に分離して、ユーザが個々のサービス信号を利用できるようにするものである。

添付図面は本発明の実施形態を示したものであり、図示した実施形態については後に詳細に説明する。

ＢＯＣ（バイナリ・オフセット・コード）信号を示した図である。 本発明の１つの実施形態におけるローラン曲線を示した図である。 本発明の１つの実施形態におけるローラン曲線を示した図である。 本発明の１つの実施形態におけるローラン曲線を示した図である。 本発明の１つの実施形態における量子化の効果を示した図である。 本発明の１つの実施形態における量子化の効果を示した図である。 本発明の１つの実施形態における量子化の効果を示した図である。 本発明の１つの実施形態におけるマルチパス信号を示した図である。 本発明の１つの実施形態におけるマルチパス信号を示した図である。 本発明の１つの実施形態にかかる受信装置のアーキテクチャを示した図である。 本発明の１つの実施形態にかかる更に別の受信装置のアーキテクチャを示した図である。

本発明の１つの実施の形態によれば、信号の受信方法が提供される。前記信号は、位相連続変調された複素信号であり、前記信号と受信装置において生成された受信装置生成信号との間の相関を求める相関処理が行われる。受信信号である前記信号と、前記受信装置生成信号とは、いずれも疑似ランダム符号に基づく信号である。また、前記受信装置生成信号を生成する過程は、疑似ランダム符号シーケンスを生成するステップと、当該信号に対して分解フィルタによるフィルタ処理を施すステップとを含んでいる。ただし、分解フィルタに代えてその他のフィルタを用いることも可能であり、例えば、ナイキスト・フィルタ、適合フィルタ（整合フィルタ）、ガウス・フィルタなどを使用することができる。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記分解フィルタはローラン分解フィルタであり、該ローラン分解フィルタのメイン・コンポーネントのみが用いられる。メイン・コンポーネントに加えてその他のコンポーネントを使用することも可能であるが、そのようにすることは、パフォーマンスの点で問題とするに値せず、また、受信装置の複雑度を必要以上に増大させるものである。メイン・コンポーネントのみを用いることによって、前記受信信号上で２つの互いに独立したサービス信号が伝送されている場合に、それらサービス信号のうちの１つだけを分離して受信することができる。より高次のローラン・コンポーネントを使用した場合には、そのような２つのサービス信号を互いに独立的に受信することはできなくなる。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記受信信号はアナログ信号を１ビットまたは複数ビットでサンプリングして生成された信号である。

本発明の１つの実施の形態の方法によれば、前記受信装置生成信号は１ビットまたは複数ビットで量子化される。この量子化によって相関関数の形状が明瞭なピークを持つものとなり、もって、マルチパスに起因するピークの広がりによる誤差が小さくなり、また、受信装置の複雑度が軽減される。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記受信信号は互いに独立した２つの疑似ランダム符号を含んでいる。前記受信装置生成信号は前記２つの疑似ランダム符号のうちの一方の疑似ランダム符号を含んでおり、前記受信装置生成信号に対して同相チャネルと直交位相チャネルとのいずれか一方においてフィルタ処理が施される。

更に、前記フィルタ処理が施された信号と受信信号との間の相関を求める相関処理が行われる。また、前記相関処理によって、受信信号に含まれている前記２つのサービス信号のうちの一方が高精度で検出され、しかもその際に、他方のサービス信号の疑似ランダム符号が既知である必要はない。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記受信信号は第１疑似ランダム符号とこの第１疑似ランダム符号とは独立的な第２疑似ランダム符号とを含んでいる。前記受信装置は更に、第２疑似ランダム符号を含んでいる第２信号を生成し、前記受信装置において生成される前記第１疑似ランダム符号及び前記第２疑似ランダム符号は互いに独立的に生成される。前記第１疑似ランダム符号に対しては前記同相チャネルにおいて第１分解フィルタによるフィルタ処理が施され、前記第２疑似ランダム符号に対しては前記直交位相チャネルにおいて第２分解フィルタによるフィルタ処理が施される。前記フィルタ処理が施された前記第１疑似ランダム符号と前記受信信号との間の相関を求める相関処理が行われ、前記フィルタ処理が施された前記第２疑似ランダム符号と前記受信信号との間の相関を求める相関処理が行われる。

これによって、受信装置生成信号のもう１つのシーケンスが付加され、このシーケンスが最終的に第２受信装置生成信号を生成し、この第２受信装置生成信号は、第２サービス信号の疑似ランダム符号を含むものである。これによって、第２サービス信号を第１サービス信号とは独立的に受信することも可能になる。この方式では、第１サービス信号の受信及び検出と同時に、第２サービス信号の受信及び検出も行うことができる。また更に、２つのサービス信号の間での切替えも、また、必要に応じて２つのサービス信号のうちの一方をオフにすることも可能になる。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記疑似ランダム符号はサブキャリアで変調されている。また、前記受信装置において生成される疑似ランダム符号も前記サブキャリアで変調されているようにすることができる。前記サブキャリアは、例えば、前記疑似ランダム符号と同一のレートまたはそれより高いレートの矩形波信号とすることができ、より具体的には、例えば、ＢＯＣ信号やＢＣＳ信号とすることができる。また、当然のことながら、その他の信号波形の信号とすることも可能である。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記受信信号である前記位相連続信号は、データ・ビットで変調されたＧＭＳＫ信号である。より厳密に述べるならば、当業者には周知のごとく、前記疑似ランダム符号は前記データ・ビットと多重化され、また場合によっては更にサブキャリアと多重化され、そして、それによって発生するビット・シーケンスに対してＧＭＳＫフィルタ処理が施される。

前記受信信号は、例えば以下の、ナビゲーション信号、通信信号、テレビジョン信号、ラジオ信号、及びその他の信号から成る群中のうちの１つに割り当てられることができる。本発明の１つの実施の形態によれば、既述のごとく、かかる信号上において２つのサービス信号を伝送することができる。伝送されるサービス信号は、例えば、無料テレビジョン番組放送などの無料サービス信号、有料テレビジョン番組放送などの商用サービス信号、安全関連サービス信号、等々である。更に、異なった種類のサービス信号を組合せることも可能であり、例えば、一方のチャネル（例えば同相チャネル）では、あるテレビジョン番組を通常画質で無料で受信できるようにすると共に、他方のＱチャネルでは、同じテレビジョン番組をＨＤＴＶ（高精細度テレビジョン）画質で有料放送として受信できるようにするようにしてもよい。また、ユーザが、その番組を高画質で視聴したいときにＨＤＴＶ番組の方へ切替えられるようにしておき、切替えたときにだけ料金を支払えばよいようにすることも可能である。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記受信装置生成信号は、メモリに格納されている予め定められた複数の値から生成される。この場合、前記受信装置生成信号はリアルタイムで生成されるのではなく、予めメモリに格納されている複数の値として用意されている。こうすることにより、受信装置の構成が簡明となり、信号の変更が容易となり、高速の処理が可能となる。また、前記受信装置生成信号の値の全体を前記信号生成方法によって生成したならば、その生成した値をメモリに格納すると共に、その生成した値と前記受信信号との間の相関を直接的に求める相関処理を行うようにすることも考えられる。そのようにすれば、最終的に、前記受信装置にとって信号発生経路は不要となり、その代わりに、前記受信装置生成信号の値を読出すことのできる１つまたは複数のメモリがありさえすればよくなる。

本発明の１つの実施の形態によれば、図６に示したように、位相連続信号６０４を受信するための受信装置６１４が提供され、受信信号である前記信号６０４は互いに独立した２つの入力信号を含んでおり、前記２つの入力信号のうちの第１入力信号は同相信号であり、前記２つの入力信号のうちの第２入力信号は直交位相信号である。前記２つの入力信号はその各々が夫々に疑似ランダム符号を含んでいる。前記受信装置６１４は、前記受信信号６０４を受信するための受信部６０６と、前記受信信号の前記２つの疑似ランダム符号のうちの第１疑似ランダム符号に対応した第１疑似ランダム符号信号を生成するための第１信号生成器６０８とを備えている。更にこの実施の形態によれば、前記受信装置６１４は、生成した前記第１疑似ランダム符号信号にフィルタ処理を施すための第１分解フィルタ６１０と、前記フィルタ処理を施した前記第１疑似ランダム符号信号と前記受信信号６０４との間の相関を求める相関処理を行うための第１相関器６１２とを備えている。

かかる構成により、前記受信装置６１４は、前記受信信号６０４上において伝送されている２つのサービス信号のうちの１つを検出し得るものとなっている。

先に提示した方法に関する説明は、この受信装置にも該当する説明である。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記受信装置６１４は、前記受信信号の前記２つの疑似ランダム符号のうちの第２疑似ランダム符号に対応した第２疑似ランダム符号信号を生成するための第２信号生成器６１６を備えている。またその実施の形態によれば、前記受信装置６１４は更に、生成した前記第２疑似ランダム符号信号にフィルタ処理を施すための第２分解フィルタ６１８を備えている。またその実施の形態によれば、前記受信装置６１４は更に、前記フィルタ処理を施した第２疑似ランダム符号信号と前記受信信号６０４との間の相関を求める相関処理を行うための第２相関器６２０を備えている。

かかる構成により、前記受信装置６１４は、前記受信信号６０４上において伝送されている２つのサービス信号を、同時にまたは選択的に、受信して検出し得るものとなっている。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記第１相関器６１２及び前記第２相関器６２０は、
−アーリー・レイト・コリレータ（early-late correlator）と、
−デルタ・コリレータ（delta correlator）と、
−マルチ・コリレータ（multi correlator）とのうちの、
少なくとも１つから成るものである。

尚、ここでいうマルチ・コリレータは、例えばパンクチュアル信号だけを検出するコリレータであることもあり、或いは、例えばｎ個のアーリー・ブランチとｎ個のレイト・ブランチとを備えたコリレータであることもある。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記第１信号生成器６０８及び前記第２信号生成器６１６は、予め定められた信号値を格納している少なくとも１つのメモリを備えたものである。

本発明の１つの実施の形態によれば、前記受信装置６１４は、前記受信信号を１ビットまたは複数ビットで量子化するための量子化器、及び／または、前記受信装置生成信号を１ビットまたは複数ビットで量子化するための量子化器を備えている。

以下に本発明をその実施形態に即して更に詳細に説明する。

図５に示した受信装置のアーキテクチャは、Ｉチャネルだけでなく、Ｑチャネルも受信することができるアーキテクチャである。参照信号をＩチャネル上で受信するためには、信号経路５０２、５０８、５１０、５１２、５１８だけが実装されなければならない。

参照信号を生成したならば、その生成した参照信号を使用して、その参照信号と送信装置において生成されて送られてくる信号との間の相関を求めることができる。そうすることによって個々の受信装置がＧＭＳＫ信号を受信するために相関関数を利用することができる。

ＰＲＮ符号で変調されているＧＭＳＫ信号の相関関数は、同じくＰＲＮ符号で変調されているＢＰＳＫ（バイナリ・フェーズ・シフト・キーイング）信号の相関関数と比べて、「相関ピークの明瞭度」において劣っている。そのため、ＰＲＮ符号で変調されているＧＭＳＫ信号の相関関数は、マルチパス環境ではパフォーマンスが低下する。そのパフォーマンスを改善するための簡明な方法は、２ビットで量子化されたＣ０フィルタのための参照信号を用いるというものである。

相関ピークの明瞭度を向上させるために、サンプリング５１２、５１４の実行中にＣ０フィルタ（５１６、５１８）が２ビットで量子化を施す構成としてあり（それら２ビットのうちの一方のビットは大きさを表し、他方のビットは正負を表す）、これによって構成が更に簡明になっている。図３Ａに、この構成により量子化した信号を示した。

これによってマルチパス環境におけるパフォーマンスが改善されている。

図３Ｂに示したのは、送信装置において生成されて伝送されてくるＢＰＳＫ＿１０＿ＧＭＳＫ（ＢＴｃ＝３）信号と、受信装置において生成される同信号に対応した参照信号との間の相関を求める相関処理によって得られる相互相関関数（ＣＣＦ）であり、図示した３つの相互相関関数は、夫々以下の３つの場合のものである。
−正確なタイミングで伝送されてくる信号に対してＣ０＋Ｃ１フィルタを適用して量子化を施さない場合の相互相関関数。
−その信号に対してＣ０フィルタだけを適用して量子化を施さない場合の相互相関関数。
−その信号に対してＣ０フィルタだけを適用して２ビットの量子化を施す場合の相互相関関数。

Ｃ０フィルタを適用して量子化を施さない場合には、その電力損失の値が０．１ｄＢ以下であった。また、Ｃ０フィルタを適用して２ビットの量子化を施す場合には、その電力損失の値が０．７ｄＢ以下であった。

図３Ｃに示したのは、ＡＷＧＮ（アディティブ・ホワイト・ガウシアン・ノイズ）環境におけるＢＰＳＫ＿１０＿ＧＭＳＫ（ＢＴｃ＝０．３）信号の符号トラッキングの具体例であり、この具体例はアーリー・レイト間隔をチップ０．５個分（for ＥＬ＝ ０．５０ Chip）としたものである。図から明らかなように、本発明を用いることによって生成される信号は、より複雑なアーキテクチャにおいてＣ０＋Ｃ１フィルタまたはＣ０フィルタを適用して量子化を施さない場合に生成される信号に類似している。

Ｃ０フィルタを適用して２ビットの量子化を施すことによって得られる改善効果を示すために、図４Ａ（Ｃ０フィルタを適用して量子化を施さない場合）と、図４Ｂ（Ｃ０フィルタを適用して２ビットの量子化を施す場合）とに、それら２つの場合のマルチパス・エンベロープを示した。

図４Ａと図４Ｂとの比較により明らかなように、図４Ｂに示した曲線の方が、減衰がよりすみやかに進行している。２ビットの量子化を施すようにしたフィルタを用いた場合には、メイン信号よりチップ１．２５個分遅れて到着するマルチパス信号が、トラッキングに対して少しの影響も及ぼさなくなっている。量子化を施すようにしていないフィルタを用いた場合には、この効果は得られていない。更に、２ビットの量子化を施すようにしたフィルタを用いた場合には、誤差の大きさも幾分改善されている。

Claims (15)

1. 信号の受信方法であって、
   前記信号は、位相連続変調された複素信号であり、
   前記信号と受信装置において生成された受信装置生成信号との間の相関を求める相関処理が行われる、
   信号の受信方法において、
   受信信号である前記信号は疑似ランダム符号を含む信号であり、
   前記受信装置生成信号は疑似ランダム符号を含む信号であり、
   前記受信装置生成信号を生成する過程は、
   疑似ランダム符号シーケンスを生成するステップと、
   当該信号に対して分解フィルタによるフィルタ処理を施すステップと、
   を含んでいる、
   ことを特徴とする信号の受信方法。
2. 前記分解フィルタはローラン分解フィルタであり、
   前記ローラン分解フィルタのメイン・コンポーネントのみが用いられる、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記受信信号はアナログ信号を１ビットまたは複数ビットでサンプリングして生成された信号である、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記受信装置生成信号は１ビットまたは複数ビットで量子化される、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 前記受信信号は互いに独立した２つの疑似ランダム符号を含んでおり、
   前記受信装置生成信号は前記２つの疑似ランダム符号のうちの一方の疑似ランダム符号を含んでおり、
   前記受信装置生成信号に対して同相チャネルと直交位相チャネルとのいずれか一方においてフィルタ処理が施され、
   前記フィルタ処理が施された信号と前記受信信号との間の相関を求める相関処理が行われる、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 前記受信信号は第１疑似ランダム符号とこの第１疑似ランダム符号とは独立的な第２疑似ランダム符号とを含んでおり、
   前記受信装置は更に、第２疑似ランダム符号を含んでいる第２信号を生成し、
   前記受信装置において生成される前記第１疑似ランダム符号及び前記第２疑似ランダム符号は互いに独立的に生成され、
   前記第１疑似ランダム符号に対しては前記同相チャネルにおいて第１分解フィルタによるフィルタ処理が施され、
   前記第２疑似ランダム符号に対しては前記直交位相チャネルにおいて第２分解フィルタによるフィルタ処理が施され、
   前記フィルタ処理が施された前記第１疑似ランダム符号と前記受信信号との間の相関を求める相関処理が行われ、
   前記フィルタ処理が施された前記第２疑似ランダム符号と前記受信信号との間の相関を求める相関処理が行われる、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 前記疑似ランダム符号はサブキャリアで変調されており、
   前記受信装置において生成される前記疑似ランダム符号も前記サブキャリアで変調されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
8. 前記受信信号である前記位相連続信号は、データ・ビットで変調されたＧＭＳＫ信号であることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 前記受信信号は、
   ナビゲーション信号、
   通信信号、
   テレビジョン信号、
   ラジオ信号、
   から成る群のうちの１つに割り当てられることができる、
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
10. 前記受信装置生成信号は、メモリに格納されている予め定められた複数の値から生成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
11. 位相連続信号を受信するための受信装置であって、
    受信信号である前記信号は互いに独立した２つの入力信号を含んでおり、
    前記２つの入力信号のうちの第１入力信号は同相信号であり、前記２つの入力信号のうちの第２入力信号は直交位相信号であり、
    前記２つの入力信号はその各々が夫々に疑似ランダム符号を含んでおり、
    前記受信装置は、前記受信信号を受信するための受信部を備えており、
    前記受信装置は、前記受信信号の前記２つの疑似ランダム符号のうちの第１疑似ランダム符号に対応した第１疑似ランダム符号信号を生成するための第１信号生成器を備えており、
    以上において、
    前記受信装置は、生成した前記第１疑似ランダム符号信号にフィルタ処理を施すための第１分解フィルタを備えており、
    前記受信装置は、前記フィルタ処理を施した前記第１疑似ランダム符号信号と前記受信信号との間の相関を求める相関処理を行うための第１相関器を備えている、
    ことを特徴とする受信装置。
12. 前記受信装置は、前記受信信号の前記２つの疑似ランダム符号のうちの第２疑似ランダム符号に対応した第２疑似ランダム符号信号を生成するための第２信号生成器を備えており、
    前記受信装置は、生成した前記第２疑似ランダム符号信号にフィルタ処理を施すための第２分解フィルタを備えており、
    前記受信装置は、前記フィルタ処理を施した前記第２疑似ランダム符号信号と前記受信信号との間の相関を求める相関処理を行うための第２相関器を備えている、
    ことを特徴とする請求項１１記載の受信装置。
13. 前記相関器は、
    −アーリー・レイト・コリレータ（early-late correlator）と、
    −デルタ・コリレータ（delta correlator）と、
    −マルチ・コリレータ（multi correlator）とのうちの、
    少なくとも１つから成ることを特徴とする請求項１１記載の受信装置。
14. 前記信号生成器は、予め定められた信号値を格納している少なくとも１つのメモリを備えていることを特徴とする請求項１１記載の受信装置。
15. 前記受信装置は、前記受信信号を１ビットまたは複数ビットで量子化するための量子化器、及び／または、前記受信装置生成信号を１ビットまたは複数ビットで量子化するための量子化器を備えていることを特徴とする請求項１１記載の受信装置。

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