JP5614029B2 - 捕捉周波数決定方法 - Google Patents
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Description
先ず、本実施形態における捕捉周波数決定の原理について説明する。
GPS衛星は、測位用衛星の一種であり、6つの地球周回軌道面それぞれに4機以上ずつ配置され、原則、地球上のどこからでも常時4機以上の衛星が幾何学的配置のもとで観測できるように運用されている。
Δf[Hz]=1000[msec]/t[msec]×1.5 ・・・(1)
但し、「t」は相関積算時間である。
図2は、第1電界環境における捕捉周波数決定の原理を説明するための図である。ここでは、第1種及び第2種相関積算時間を「10ミリ秒」として相関演算処理を行う場合を一例として説明する。図2の最上段のグラフは、ある受信信号に対する相関演算を行った場合の周波数方向の相関値の変化の例を示す。横軸の周波数はサーチ周波数を示している。相関値の変化のグラフを事前に図示・説明しているが、捕捉周波数の決定に当たっては、未だ、相関値を算出していない状態である。
図3は、第2電界環境における捕捉周波数決定の原理を説明するための図である。図2と同様に、第1種及び第2種相関積算時間を「10ミリ秒」として相関演算処理を行う場合を例に挙げて説明する。図3の最上段のグラフは、図2と同様に、ある受信信号に対する相関演算を行った場合の周波数方向の相関値の変化の例である。
図6は、GPS受信装置を内蔵した電子機器の一例である携帯型電話機1の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機1は、GPSアンテナ9と、GPS受信部10と、ホストCPU(Central Processing Unit)30と、操作部40と、表示部50と、携帯電話用アンテナ60と、携帯電話用無線通信回路部70と、記憶部80とを備えて構成される。
ベースバンド処理回路部20の記憶部25(図7参照)には、CPU23により読み出され、ベースバンド処理(図9参照)として実行されるベースバンド処理プログラム251と、第1種周波数選択パターンデータ253と、第2種周波数選択パターンデータ255とが記憶されている。ベースバンド処理プログラム251には、捕捉周波数決定プログラム2511と、第1種相関演算処理プログラム2512と、第2種相関演算処理プログラム2513と、第1電界周波数探索プログラム2514と、第2電界周波数探索プログラム2515とがサブルーチンとして含まれている。
図9は、記憶部25に記憶されているベースバンド処理プログラム251がCPU23により読み出されて実行されることで、携帯型電話機1において実行されるベースバンド処理の流れを示すフローチャートである。特に説明しないが、以下のベースバンド処理の実行中は、GPSアンテナ9によるRF信号の受信や、RF受信回路部11によるRF信号のIF信号へのダウンコンバージョンが行われ、IF信号がベースバンド処理回路部20に随時出力される状態にあるものとする。
先ず、CPU23は、当該捕捉対象衛星からの受信信号の信号強度2612を計測し、当該捕捉対象衛星の番号2611と対応付けた相関データを、記憶部25の相関データベース261に記憶させる(ステップB1)。そして、CPU23は、記憶部25から第1種相関演算処理プログラム2512を読み出して実行することで、第1種相関演算処理を行う(ステップB3)。
先ず、CPU23は、第1種相関積算時間2613を設定し、相関データベース261の当該捕捉対象衛星の相関データに記憶させる(ステップC1)。第1種相関積算時間2613は、例えばステップB1で計測した受信信号の信号強度2612や電界強度に基づいて設定してもよいし、当該捕捉対象衛星の仰角に基づいて設定してもよい。
先ず、CPU23は、第2種相関積算時間2614を設定し、相関データベース261の当該捕捉対象衛星の相関データに記憶させる(ステップD1)。第2種相関積算時間2614も、第1種相関積算時間2613と同様に、例えばステップB1で計測した受信信号の信号強度2612や電界強度に基づいて設定してもよいし、当該捕捉対象衛星の仰角に基づいて設定してもよい。
先ず、CPU23は、メイン/サイド判定処理を行う(ステップE1)。そして、CPU23は、移行段階の処理を実行するか否かを判定する(ステップE3)。具体的には、メイン/サイド判定処理において、相関値が最大となった周波数がサイドローブチェック用周波数であるか否かを判定し、サイドローブチェック用周波数であると判定した場合は(ステップE3;Yes)、移行段階処理を行う(ステップE5)。
本実施形態によれば、GPS衛星信号の受信信号に対して概略的な周波数探索処理(第1次周波数探索処理)である第1種相関演算処理を実行する。そして、第1種相関演算処理で用いる相関積算時間である第1種相関積算時間に基づいてメインローブとサイドローブ間の周波数を算出し、当該周波数と、第1種相関積算処理で相関値が最大となった周波数とを用いて、サイドローブチェック用周波数を設定する。そして、第1種相関積算処理で相関値が最大となった周波数と、サイドローブチェック用周波数とを含めて複数のサーチ周波数を選択し、選択した各サーチ周波数で第2種相関演算処理を行う。そして、第2種相関演算処理で相関値が最大となったサーチ周波数を判定して捕捉周波数に決定する。
6−1.適用システム
上述した実施形態では、CDMA信号の一例としてGPS衛星信号を例に挙げ、GPS衛星信号を受信するGPS受信装置における捕捉周波数の決定方法について説明したが、GPS衛星信号以外の信号を受信する受信装置についても、本発明を同様に適用可能である。すなわち、CDMA方式で拡散変調された信号を受信する受信装置であって、拡散符号レプリカを用いた相関演算を行ってCDMA信号を捕捉するように構成された受信装置であればよい。
また、上述した実施形態では、電子機器の一種である携帯型電話機に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な電子機器はこれに限られるわけではない。例えば、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置、パソコン、PDA(Personal Digital Assistants)、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。
上述した実施形態では、衛星位置算出システムとしてGPSを例に挙げて説明したが、WAAS(Wide Area Augmentation System)、QZSS(Quasi Zenith Satellite System)、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO等の他の衛星位置算出システムであってもよい。
上述した実施形態では、第2種相関演算処理において、メイン/サイド判定段階と、移行段階と、主探索段階とにおいて、同一の周波数選択パターンを適用してサーチ周波数を選択するものとして説明したが、各段階で周波数選択パターンを変えてサーチ周波数を選択することとしてもよい。
上述した実施形態では、式(1)に従ってメイン/サイド周波数差「Δf」を算出する場合を例に挙げて説明したが、メインローブとサイドローブ間の周波数を近似することができる式であれば、その他の近似式を用いてメイン/サイド周波数差「Δf」を算出してもよい。
サイドローブチェックを行うか否かを手動で設定することとしてもよい。具体的には、例えばサイドローブチェック用のフラグを用意しておき、初期設定においてユーザーによりサイドローブチェックの実行指示操作がなされた場合は、フラグをONに設定する。そして、第2種相関演算処理において、フラグがONに設定されている場合は、サイドローブチェックを行い、OFFに設定されている場合は、サイドローブチェックを行わない。
Claims (6)
- CDMA(Code Division Multiple Access)信号を受信した受信信号に対する相関演算処理を周波数を変化させて行う周波数探索処理を実行して捕捉周波数を決定する捕捉周波数決定方法であって、
第1の複数のサーチ周波数それぞれにおいて、前記相関演算処理を行う第1次周波数探索処理を実行することと、
前記第1次周波数探索処理に用いた相関積算時間をもとにサイドローブチェック用周波数を設定することと、
前記第1次周波数探索処理の結果をもとに、前記サイドローブチェック用周波数を含む第2の複数のサーチ周波数を選択することと、
前記第2の複数のサーチ周波数それぞれにおいて、前記相関演算処理を行う第2次周波数探索処理を実行することと、
前記第2次周波数探索処理の結果を用いて第3次周波数探索処理を実行して捕捉周波数を決定することと、
前記第2次周波数探索処理により求まった最大の相関値の周波数が前記サイドローブチェック用周波数であった場合には、当該サイドローブチェック用周波数に基づいて新たなサイドローブチェック用周波数を含む新たなサーチ周波数を選択して、前記第2次周波数探索処理を再度実行すること、を含み、
前記第2の複数のサーチ周波数の各サーチ周波数の間隔は、前記第1の複数のサーチ周波数の各サーチ周波数の間隔より狭い、
捕捉周波数決定方法。 - 前記サイドローブチェック用周波数を設定することは、前記相関演算処理を周波数を変化させて行った場合に前記相関積算時間に応じて定まるメインローブとサイドローブとの周波数の差分を用いて前記サイドローブチェック用周波数を設定することを含み、
前記第3次周波数探索処理を実行することは、前記第2次周波数探索処理により求まった相関値が最も大きいサーチ周波数に基づいて周波数探索処理を実行することを含む、
請求項1に記載の捕捉周波数決定方法。 - 前記第2次周波数探索処理を再度実行することは、既に実行した前記第2次周波数探索処理における最大の相関値の周波数が、前記第1次周波数探索処理における最大の相関値の周波数よりも大きい場合には、前記新たなサイドローブチェック用周波数を、既に実行した前記第2次周波数探索処理における最大の相関値の周波数よりも大きい周波数に設定することを含む、
請求項1に記載の捕捉周波数決定方法。 - 前記第2次周波数探索処理を再度実行することは、既に実行した前記第2次周波数探索処理における最大の相関値の周波数が、前記第1次周波数探索処理における最大の相関値の周波数よりも小さい場合には、前記新たなサイドローブチェック用周波数を、既に実行した前記第2次周波数探索処理における最大の相関値の周波数よりも小さい周波数に設定することを含む、
請求項1に記載の捕捉周波数決定方法。 - 前記受信信号の信号強度に基づいて、前記第2次周波数探索処理において前記サイドローブチェック用周波数を使用するか否かを判定することを更に含み、
前記第2次周波数探索処理を実行することは、前記判定が使用するとの判定結果であった場合に、前記サイドローブチェック用周波数を含めて前記第2の複数のサーチ周波数それぞれにおいて前記相関演算処理を行い、前記判定が使用しないとの判定結果であった場合には、前記サイドローブチェック用周波数とは異なるサーチ周波数において前記相関演算処理を行うことである、
請求項1〜4の何れか一項に記載の捕捉周波数決定方法。 - 前記第2の複数のサーチ周波数を選択することは、所与の基準周波数をもとにサーチ周波数を選択することに用いるサーチ周波数選択パターンを用いて選択した周波数と、前記サイドローブチェック用周波数とを前記第2次周波数探索処理に用いるサーチ周波数として選択することを含み、
前記第3次周波数探索処理を実行することは、
前記第2次周波数探索処理により求まった相関値が最も大きいサーチ周波数を前記基準周波数として前記サーチ周波数選択パターンを用いて前記第3次周波数探索処理における詳細サーチ用周波数を選択することと、
前記詳細サーチ用周波数それぞれにおいて前記相関演算処理を行う詳細周波数探索処理を実行することと、
前記詳細周波数探索処理により求まった相関値が最も大きい詳細サーチ用周波数を新たな前記基準周波数として、前記詳細サーチ用周波数の選択と前記詳細周波数探索処理の実行とを繰り返すことと、
を含む、
請求項1〜5の何れか一項に記載の捕捉周波数決定方法。
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