(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスにおいて使用するための方法であって、
衛星測位システム(SPS)データシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、前記SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つのSPS信号を受信するステップと、
前記第1のチャネル部分を使用して第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とを確立するステップと、
前記第2のチャネル部分を使用して第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とを確立するステップと、
前記第1のチャネル同相および直交相関出力信号と前記第2のチャネル同相および直交相関出力信号とのドット積を計算するステップと、
前記ドット積を使用して、前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて、前記SPSデータシーケンスを再生するために、前記第1のチャネル部分を復調するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第2のチャネル同相相関出力信号と前記第2のチャネル直交相関出力信号とがある時間期間にわたってフィルタリングされる、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記時間期間が、前記第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られる、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られる、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記第1のチャネル部分がデータチャネルを含み、前記第2のチャネル部分がパイロットチャネルを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記データシーケンスがSPSナビゲーションデータを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記SPSが少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
衛星測位システム(SPS)データシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、前記SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つのSPS測位信号を受信するための手段と、
前記第1のチャネル部分を使用して第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とを確立するための手段と、
前記第2のチャネル部分を使用して第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とを確立するための手段と、
前記第1のチャネル同相および直交相関出力信号と前記第2のチャネル同相および直交相関出力信号とのドット積を計算するための手段と、
前記ドット積を使用して、前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて、前記SPSデータシーケンスを再生するために、前記第1のチャネル部分を復調するための手段と
を含む、装置。
【請求項１０】
前記第2のチャネル同相相関出力信号と前記第2のチャネル直交相関出力信号とがある時間期間にわたってフィルタリングされる、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記時間期間が、前記第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られる、請求項9に記載の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られる、請求項9に記載の装置。
【請求項１４】
前記第1のチャネル部分がデータチャネルを含み、前記第2のチャネル部分がパイロットチャネルを含む、請求項9に記載の装置。
【請求項１５】
前記データシーケンスがSPSナビゲーションデータを含む、請求項9に記載の装置。
【請求項１６】
前記SPSが少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含む、請求項9に記載の装置。
【請求項１７】
衛星測位システム(SPS)データシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、前記SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つのSPS測位信号を受信するためのSPS受信機と、
前記第1のチャネル部分を使用して第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とを確立し、前記第2のチャネル部分を使用して第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とを確立するための1つまたは複数の相関器と、
前記第1のチャネル同相および直交相関出力信号と前記第2のチャネル同相および直交相関出力信号とのドット積を計算すると共に、前記ドット積を使用して、前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて、前記SPSデータシーケンスを再生するために、前記第1のチャネル部分を復調するための復調器と
を含む、装置。
【請求項１８】
前記第2のチャネル同相相関出力信号と前記第2のチャネル直交相関出力信号とがある時間期間にわたってフィルタリングされる、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記時間期間が、前記第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られる、請求項17に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られる、請求項17に記載の装置。
【請求項２２】
前記第1のチャネル部分がデータチャネルを含み、前記第2のチャネル部分がパイロットチャネルを含む、請求項17に記載の装置。
【請求項２３】
前記データシーケンスがSPSナビゲーションデータを含む、請求項17に記載の装置。
【請求項２４】
前記SPS受信機が前記復調器を含む、請求項17に記載の装置。
【請求項２５】
前記SPSが少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含む、請求項17に記載の装置。
【請求項２６】
衛星測位システム(SPS)データシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、前記SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つの受信されたSPS測位信号にアクセスすることと、
前記第1のチャネル部分に関連する、第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とにアクセスすることと、
前記第2のチャネル部分に関連する、第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とにアクセスすることと、
前記第1のチャネル同相および直交相関出力信号と前記第2のチャネル同相および直交相関出力信号とのドット積を計算することと、
前記ドット積を使用して、前記第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて、前記SPSデータシーケンスを再生するために、前記第1のチャネル部分を復調することと
を行うために、電子デバイス中の1つまたは複数の処理ユニットによって実装可能な、コンピュータ実装可能命令を記録したコンピュータ可読記録媒体。
【請求項２７】
前記第2のチャネル同相相関出力信号と前記第2のチャネル直交相関出力信号とがある時間期間にわたってフィルタリングされている、請求項26に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項２８】
前記時間期間が、前記第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い、請求項27に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項２９】
前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られている、請求項26に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項３０】
前記少なくとも1つのSPS信号の送信電力が、前記第1のチャネル部分と前記第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られている、請求項26に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項３１】
前記第1のチャネル部分がデータチャネルを含み、前記第2のチャネル部分がパイロットチャネルを含む、請求項26に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項３２】
前記データシーケンスがSPSナビゲーションデータを含む、請求項26に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項３３】
前記SPSが少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含む、請求項26に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する主題は、電子デバイスに関し、より詳細には、衛星測位システム(SPS)信号を受信することが可能な電子デバイスにおいて使用するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ますます普及しているワイヤレス技術には、ナビゲーションシステム、および同様に構成されたデバイス、特に、たとえば、全地球測位システム(GPS)および/または1つまたは複数の他の同様のグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含み得る衛星測位システム(SPS)から信号を収集するデバイスがある。収集されたSPS信号に少なくとも部分的に基づいて、そのようなデバイスは、それら自体でおよび/または他のデバイスの支援を受けて、現在のロケーションを推定し、および/または他の位置/ナビゲーション情報を確立し得る。たとえば、推定擬似距離情報、推定地理的ロケーション、推定高度、および/または推定速度が、しばしばかなりの精度で確立され得る。
【０００３】
いくつかのSPS信号は、たとえば、データチャネルおよびパイロットチャネルなど、複数のチャネルを含み得る。ここで、たとえば、データチャネルは、現在のロケーションを推定し、および/または他の位置/ナビゲーション情報を確立するために受信デバイスが使用する、ナビゲーション情報を与え得る。パイロットチャネルは、一般に、ナビゲーション情報を搬送しないが、たとえば、受信デバイスがSPS信号を収集し、追跡するのを助けるために与えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Van Dierendonck, A.J. (1995)、「GPS Receivers」、B.ParkinsonおよびJ.J.Spilker, Jr.編、「Global Positioning System: Theory and Applications」、Volume 1、Chapter 8、American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc.、Washington D.C., USA
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかの態様によれば、本明細書では、多重チャネル衛星測位システム(SPS)信号の第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて多重チャネルSPS信号の第1のチャネル部分を復調するために、SPS受信機および/あるいは他の同様の装置またはデバイス内で使用可能であり、および/またはそれらとともに使用され得る、様々な方法および装置を通して実装され得る技法が提供される。
【０００６】
たとえば、いくつかの実装形態では、電子デバイスにおいて使用するための方法は、SPSデータシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つのSPS信号を受信するステップと、第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて第1のチャネル部分を復調するステップとを含み得る。
【０００７】
いくつかの例示的な実装形態では、方法はまた、第1のチャネル部分を使用して第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とを確立するステップと、第2のチャネル部分を使用して第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とを確立するステップとを含み得る。ここで、たとえば、第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とは、ある時間期間にわたってフィルタリングされ得、たとえば、この時間期間は、第1のチャネル部分に関連するビット持続時間よりも長い。
【０００８】
いくつかの例示的な実装形態では、方法はまた、第1のチャネル同相および直交出力信号と第2のチャネル同相および直交出力信号とのドット積、たとえば、(DI、DQ)と(PI、PQ)との間のドット積を確立するステップに少なくとも部分的に基づいて、第2のチャネル信号を使用して第1のチャネル信号内のシンボルを取得するステップを含み得る。
【０００９】
いくつかの例示的な実装形態では、SPS信号の送信電力は、第1のチャネル部分と第2のチャネル部分との間に実質的に均等に割り振られ得る。いくつかの他の例示的な実装形態では、SPS信号の送信電力は、第1のチャネル部分と第2のチャネル部分との間に不均等に割り振られ得る。
【００１０】
いくつかの例示的な実装形態では、第1のチャネル部分はデータチャネルを含み得、第2のチャネル部分はパイロットチャネルを含む。いくつかの例示的な実装形態では、SPSは少なくとも1つのグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)を含み得、および/またはデータシーケンスはSPSナビゲーションデータを含み得る。
【００１１】
いくつかの他の例示的な実装形態では、SPSナビゲーションデータシーケンス(たとえば、SPS衛星によって送信されるナビゲーションおよび/または他の情報)を使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、SPSナビゲーションデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つのSPS測位信号を受信するためのSPS受信機と、第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて第1のチャネル部分を復調するための復調器とを含む装置が提供され得る。
【００１２】
いくつかの例示的な実装形態では、SPS受信機はさらに、第1のチャネル部分を使用して第1のチャネル同相相関出力信号と第1のチャネル直交相関出力信号とを確立し、第2のチャネル部分を使用して第2のチャネル同相相関出力信号と第2のチャネル直交相関出力信号とを確立するための1つまたは複数の相関器を含み得る。
【００１３】
いくつかの他の例示的な実装形態によれば、専用電子デバイス中の1つまたは複数の処理ユニットによって実装された場合、電子デバイスが、SPSデータシーケンスを使用して変調される第1の信号に基づく第1のチャネル部分と、SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に基づく第2のチャネル部分とを含む少なくとも2つのチャネル部分を含む少なくとも1つの受信されたSPS測位信号にアクセスすることと、第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて第1のチャネル部分を復調することとを行うことを実効的に可能にするコンピュータ実装可能命令を記憶したコンピュータ可読媒体を含む製造品が提供され得る。
【００１４】
以下の図を参照しながら非限定的で非網羅的な態様について説明し、別段の規定がない限り、様々な図の全体を通して、同様の参照番号は同様の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実装形態による、第2のチャネル部分を使用して多重チャネルSPS信号の第1のチャネル部分を復調することが可能な少なくとも1つのSPS受信機を有する電子デバイスを含む例示的なシグナリング環境を示す概略ブロック図である。
【図２】一実装形態による、たとえば図1に記載の例示的な電子デバイスのいくつかの特徴を示す概略ブロック図である。
【図３】一実装形態による、たとえば、図2のデバイスの全部または一部に実装され得る第2のチャネル部分を使用して多重チャネルSPS信号の第1のチャネル部分を復調するための例示的なプロセスを示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の図を参照しながら非限定的で非網羅的な態様について説明し、別段の規定がない限り、様々な図の全体を通して、同様の参照番号は同様の部分を指す。
【００１７】
本明細書全体にわたる「一例」、「例」、「いくつかの例」、または「例示的な実装形態」という言及は、特徴および/または例に関して説明する特定の特徴、構造、または特性が、請求する主題の少なくとも1つの特徴および/または例の中に含まれ得ることを意味する。したがって、本明細書全体にわたる様々な場所における「一例では」、「例」、「いくつかの例では」もしくは「いくつかの実装形態では」という句、または他の同様の句の出現は、必ずしもすべてが同じ特徴、例、および/または限定を指すわけではない。さらに、それらの特定の特徴、構造、または特性を組み合わせて1つまたは複数の例および/または特徴にすることができる。
【００１８】
以下の詳細な説明では、請求する主題の完全な理解を与えるために多数の具体的な詳細を記載する。ただし、請求する主題は、これらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には理解されよう。他の例では、請求する主題を不明瞭にしないように、当業者には既知であろう方法および装置については詳細に説明していない。
【００１９】
本明細書では、第2のチャネル部分を使用して多重チャネル衛星測位システム(SPS)信号の第1のチャネル部分を復調するために、少なくとも1つのSPS受信機および/あるいは他の同様の装置またはデバイス内で使用可能であり、および/またはそれらとともに使用され得るいくつかの例示的な技法について説明する。そのような技法は、たとえば、差分データ復調、コヒーレントデータ復調などの他の復調技法の代わりにおよび/またはそれに加えて使用され得る。
【００２０】
本明細書で使用する「SPS信号」および「多重チャネルSPS信号」という用語は、互換的に使用され得、別段の規定がない限り、同じものを意味するものとする。このことを念頭に置いて、本明細書で使用する第1のチャネル部分および第2のチャネル部分という用語は、送信されるSPS信号中に含まれ得る2つの異なる部分(たとえば、チャネル)を識別するものである。第1のチャネル部分は、SPSデータシーケンスを使用して変調される第1の信号に少なくとも部分的に基づき得る。第2のチャネル部分は、SPSデータシーケンスを使用して変調されない第2の信号に少なくとも部分的に基づき得る。限定ではなく例として、いくつかの例示的な実装形態では、第1のチャネル部分はデータチャネルを含み得、SPSデータシーケンスはSPSナビゲーションメッセージなどを含み得、第2のチャネル部分はパイロットチャネルを含み得る。そのような多重チャネルSPS信号を生成し、送信するためのいくつかの技法を示す、いくつかの例示的な非限定的なSPS信号について以下で説明する。
【００２１】
いくつかの例示的なデバイスに関して、SPSは、一般に、エンティティが、送信機から受信した信号に少なくとも部分的に基づいて地球上または地球上空のそれらのエンティティのロケーションを判断することを可能にするように配置された送信機のシステムを含み得る。そのような送信機は、設定された数のチップの反復擬似ランダム雑音(PN)コードでマークされたSPS信号を送信し得、地上ベースの制御局、ユーザ機器および/または宇宙ビークル上に配置され得る。本明細書で言及する「宇宙ビークル」(SV)は、地球表面上または地球表面上空の受信機に信号を送信することが可能である物体に関する。1つの特定の例では、そのようなSVは静止衛星を含み得る。代替的に、SVは、軌道を進行し、地球上の静止位置に対して移動する衛星を含み得る。ただし、これらはSVの例にすぎず、請求する主題はこれらの点について限定されない。
【００２２】
特定の例では、そのような送信機は地球周回軌道衛星などのSV上に配置され得る。たとえば、全地球測位システム(GPS)、Galileo、Glonass、CompassなどのGNSSのコンスタレーション中の衛星は、コンスタレーション中の他の衛星によって送信されるPNコードと区別可能であるPNコードでマークされた信号を送信し得る。受信機においてロケーションを推定するために、デバイスは、SVから受信した信号中のPNコードの検出に少なくとも部分的に基づいて、よく知られている技法を使用して、受信機の「視野内の」SVまでの擬似距離測定値を判断することが可能であり得る。
【００２３】
GPSおよびGLONASSなどのGNSSコンスタレーションは、BPSKナビゲーションデータで変調されたスペクトラム拡散信号を送信する。たとえば、GPS L1 C/A波形は、ナビゲーションメッセージに関連する50bpsのBPSK情報ビットによって変調された、反復する1ミリ秒の持続時間の1023チップのゴールドコードを含む。
【００２４】
いくつかの新しいおよび/または「現代化された」SPS信号が利用可能になることが予想される。限定ではなく例として、GPSは、L2C、L5、およびL1C SPS信号を送信することが予想され、Galileoは、L1 OSおよびE5 SPS信号を送信することが予想され、CompassおよびGLONASSはまた、他の新しいおよび/または「近代化された」SPS信号を送信することが予想される。
【００２５】
これらの新しいSPS信号のいくつかは、第1のチャネル部分(たとえば、データチャネル)と、第2のチャネル部分(たとえば、パイロットチャネル)との間に、送信されるSPS信号の電力を割り振ることが予想される。そのようなパイロットチャネルは、たとえば、SPS信号取得および/またはSPS信号追跡を助けるために(初期意図であるように見えるように)使用され得る。GPS L2Cの場合のように、送信された信号電力は、たとえば、データチャネルとパイロットチャネルとの間に実質的に均等に割り振られ得る。他の例では、送信された信号エネルギーは何らかの他の方法で割り振られ得る。ここで、たとえば、例示的なGPS L1C信号は、送信された信号電力の約25%をデータチャネルのために使用し、約75%をパイロットチャネルのために使用し得る。
【００２６】
データチャネルとパイロットチャネルの両方は、たとえば、スペクトラム拡散擬似ランダムコードを利用し続け得、これは、異なる同時に送信されたSPS信号間の相関を最小限に抑えるか、あるいは低減する傾向がある。いくつかの例示的な実装形態では、データチャネルとパイロットチャネルの両方は同じ拡散コードを使用し得る。他の例示的な実装形態では、データチャネルとパイロットチャネルとは異なる拡散コードを使用し得る。いくつかの例示的な実装形態では、データチャネルは、ナビゲーションメッセージを復号し、および/または場合によってはそれを回復する受信機の能力を改善し得る、高度な前方誤り訂正(FEC)符号化および/または他の同様の技法の使用を採用し得る。
【００２７】
信号取得のためにパイロットチャネルを使用することにいくつかの追加の利益があり得ることが、他者によって認識されている。たとえば、1つの利益は、任意の長さのコヒーレント積分プロセス、たとえば、必ずしも20.0msまたは他の同様のビット持続時間に限定されないプロセスが可能になることであり得ることが、他者によって認識されている。たとえば、パイロットチャネルを用いると、取得/追跡積分を信号ビットエッジに同期させる必要がなくなり得ることが、他者によって認識されている。またさらに、信号取得のためにパイロットチャネルを使用することにより、コードおよびキャリアトラッキングループ性能を改善することが可能になり得ることが、他者によって認識されている。追加の参照として、たとえば、Van Dierendonck, A.J. (1995)、「GPS Receivers」、B.ParkinsonおよびJ.J.Spilker, Jr.編、「Global Positioning System: Theory and Applications」、Volume 1、Chapter 8、American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc.、Washington D.C., USAを参照されたい。
【００２８】
本明細書の態様によれば、データチャネルを復調するのを助けるためにパイロットチャネルが同じくおよび/または代替的に採用され得る場合にさらなる利益があり得ることが認識される。しかしながら、そのような技法を示す前に、知られているSPS変調および復調技法のいくつかの例を検討する。
【００２９】
例示的なGPS差分データ復調
GPSおよびGLONASSなどのレガシーGNSSシステムは、BPSK被変調信号を送信する。ベースバンド相関プロセッサが、注目するGPS信号に対応する正しい時間および周波数でサンプリングされるように完全に同調されると仮定すると、GPS PRNコードの20の期間にわたる逆拡散および累積(たとえば、20msのGPSビット持続時間にわたるコヒーレント積分)の後のトラッキング相関器の出力信号は、次のようにモデル化され得る。
【００３０】
【数１】
0005635131.tif 000002
【００３１】
上式で、
【００３２】
【数２】
0005635131.tif 000003
【００３３】
は、時間kにおける同相および直交相関出力信号であり、Aは、累積に対する利得であり、bkは、時間kにおける50bpsのナビゲーションストリーム中の所望のビットであり、φkは、時間kにおけるダウンコンバート信号のキャリア位相であり、
【００３４】
【数３】
0005635131.tif 000004
【００３５】
は、同相および直交ガウス雑音項である。
【００３６】
GPSデータストリームは差分符号化されるので、差分ビットストリームを抽出するために従来の差分復調が適用され得る。これは、たとえば、時間k-1における前の累積と時間kにおける現在のコヒーレント累積との間のドット積を計算することによって達成され得る。
【００３７】
ドット積の計算は、次のように、位相が2つの連続する2ビットの持続時間にわたって比較的一定であるという仮定を条件として、信号の位相を除去する。
【００３８】
【数４】
0005635131.tif 000005
【００３９】
差分復調ドット積は、以下によって与えられる。
【００４０】
【数５】
0005635131.tif 000006
【００４１】
上式で、bk・bk-1は、所望の差分出力信号であり、Nは、ドット積からの3つの雑音項を含む。
【００４２】
復号されたシーケンス{Dotk}は、次いで、SPSナビゲーションデータを復元することが可能である差分デコーダに与えられ得る。
【００４３】
例示的な理想的なコヒーレントデータ復調
知的演習として、信号の位相φkが完全に既知であると仮定する。この場合、現在のシンボルを復調するために前に受信されたシンボルを使用する必要がない。むしろ、次のようにコヒーレント検出を計算し得る。
【００４４】
【数６】
0005635131.tif 000007
【００４５】
これらの2つの候補ドット積式の1つの差は特定の雑音項中にあり、たとえば、雑音項中の電力および/または雑音項の量は、おそらく上記のコヒーレント検出式中でより小さくなることがある。
【００４６】
もちろん、実際には、復調のために利用可能な完全なコヒーレント基準はないが、この概念は、以下のセクションで理解を深め得る。
【００４７】
いくつかの例示的な実装形態では、たとえば、PLL/コスタスタイプループなどを採用することによってコヒーレントデータ復調を実装し得る。例示的なコヒーレントデータ復調は、たとえば、cos/sinペアを推定するためのプロセスが与えられ得るが、位相phi_kが完全ではないことがあり、雑音項が与えられ得るという点で、例示的な理想的なコヒーレントデータ復調と同様であり得る。そのような代替の例示的な実装形態は、たとえば、レガシーBPSK信号とともに使用するために採用され得る。
【００４８】
限定ではなく例として、GPSおよびGLONASSなどのレガシーGNSSシステムはまた、コヒーレント復調基準がPLLまたはトラッキングループのコスタスタイプから取得されるコヒーレントデータ復調を採用し得る。この推定プロセスは、差分復調とは異なり、前のデータシンボルに同じく依存しない、現在の位相の推定値を生成し得る。そのようなループは、あいまいな180度の位相オフセットを有し得る(たとえば、受信データシンボルと完全に同相(in-phase)または逆相(out-of-phase)のいずれかであり得る)。
【００４９】
したがって、コヒーレント推定ループの出力は次式によって与えられるとする。
【００５０】
【数７】
0005635131.tif 000008
【００５１】
上式で、
【００５２】
【数８】
0005635131.tif 000009
【００５３】
は、時間kにおけるコヒーレントトラッキングループからの同相および直交推定値であり、
Aは、ループ上の利得であり、簡単のために入来信号利得と同じであると仮定し、
sは、トラッキングループの未知の符号(+/-1)であり、
【００５４】
【数９】
0005635131.tif 000010
【００５５】
は、時間kにおけるコヒーレントトラッキングループからの推定された位相であり、
【００５６】
【数１０】
0005635131.tif 000011
【００５７】
は、トラッキングループからの同相および直交ガウス雑音項である。
【００５８】
コヒーレント復調は、時間kにおける受信データシンボルと時間kにおけるいてコヒーレントトラッキングループ推定値との間のドット積として表され得る。
【００５９】
このドット積計算は、コヒーレントトラッキングループが入来信号の位相を正しく推定しているという仮定、たとえば、
【００６０】
【数１１】
0005635131.tif 000012
【００６１】
を条件に、信号の位相を同様に除去する。
【００６２】
コヒーレント復調ドット積は、以下によって与えられる。
【００６３】
【数１２】
0005635131.tif 000013
【００６４】
上式で、bkは、所望の出力ナビゲーションビットであり、
N'は、ドット積からの3つの雑音項を含む。
ここで、たとえば、「s」によって表される未知の180度の位相あいまいさは、たとえば、キャリアトラッキングループがロック状態のままである限り、連続する復調されたシンボルに共通し得る。したがって、たとえば、確立された技法は、ナビゲーションデータ自体に固有のプロパティを活用して、ナビゲーションデータデコーダ中の符号あいまいさを解決するために適用され得る。さらなる例として、GPS中で、ナビゲーションメッセージは、送信される正確なコードワードまたはそのようなコードワードの負(たとえば、ビットのすべてを反転する)のいずれかを受信すると正しいナビゲーション情報を回復することを可能にする修正ハミングコードを使用して符号化される。
【００６５】
例示的な現代のGNSS信号
次に、現代のSPS信号のいくつかの非限定的な例を提示する。本明細書で提供する技法は、これらおよび/または他のSPS信号に適用され得ることを理解されたい。たとえば、いくつかの例示的な実装形態では、パイロットチャネルおよびデータチャネルは、同時に(たとえば、並列に)送信され得るが、他の例示的な実装形態では、パイロットチャネルおよびデータチャネルは、時分割多重化され得る(たとえば、所与の持続時間に連続的に送信され得る)。
【００６６】
例示的なGPS L2C多重チャネルSPS信号
SVは、GPS L2Cのための変調器を含み得る。ここで、たとえば、SVは、適度な長さのコード(CM:moderate length code)およびロングコード(CL:long code)を生成し得る。これらの2つのコードは、持続時間が1.5秒のコンポジットコードを形成するために(チップごとに)多重化され得る。ナビゲーション(CNAV)情報の新しい定義されたストリーム(25bps)は、レート1/2畳み込みコードを使用してFECコーディングされ得る。被符号化シンボルのこの50bpsのストリームはCMコードのチップだけを変調する。CMコードは10,230チップであり、CMコードは、偶数チップのみを占有するので、L2Cのためのチッピングレートも1.023MHzであるとすれば、送信されるコードシンボルの持続時間は、GPS L1 C/Aの場合のように、20msである。
【００６７】
したがって、最終的な被変調波形を観測している間、奇数チップはパイロットチャネルを表す。偶数チップはデータチャネルを表す。L2C信号を処理することが可能なSPS受信機は、(たとえば、基準CMおよびCLコードを相関器エンジンへのそれぞれの入力として使用して)パイロットストリームおよびデータストリームについて別々にコヒーレント(IおよびQ)累積を行うための相関回路を含み得る。
【００６８】
データチャネルからのIおよびQコヒーレント出力信号は、(1)チップの半分がビット累積から除外されるので、シンボルがSNRで3dB弱くなり得ること、(2)シンボルが畳み込み符号化され、レガシーGPS L1 C/Aナビゲーションストリーム上で5dB程度のコーディング利得を提供し得ること、(3)L2C信号の総送信電力が、何らかのファクタ、たとえば、1〜2dB程度だけL1 C/A信号の総送信電力よりも弱くなり得ることを除いて、従来のGPS L1 C/A復調器からのIおよびQコヒーレント出力信号と本質的に同じものであるように見え得る。
【００６９】
ここで、何らかの形態の差分および/またはコヒーレントデータ復調が、比較的少ない修正を加えて(パイロットチャネルとは無関係な)データチャネルからのコヒーレントシンボルに適用され得る。
【００７０】
例示的なGPS L5多重チャネルSPS信号
GPS L5は、10.23MHzという10倍速いチッピングレートを使用する。ここで、時間多重化パイロットおよびデータチャネルではなく、パイロットおよびデータは、同相および直交チャネル中の異なる拡散シーケンスを使用して並列に送信される。L5では、同相または「I」チャネル中のPNコードを変調するためにFEC符号化ナビゲーションメッセージが使用されるが、「Q」チャネル上のPNコードは無変調で送信される。ニューマンハフマン(Neuman-Hoffman)コードもIチャネルおよびQチャネル中のPNコードを変調する。これらの長さ10および20のシンボルコードは異なる衛星によって変化せず(たとえば、これらはすべての衛星に共通の同期コードを表す)、PNコードおよびナビゲーションデータのみが異なる衛星間で変化する。
【００７１】
GPS L5信号を収集することが可能なSPS受信機は、たとえば、上記の例示的なL2Cの場合と同様にパイロットチャネルおよびデータチャネルを復元するために基準「I」および「Q」PNコードを使用する相関器を採用し得る。
【００７２】
他の例示的な多重チャネルSPS信号
上記の分析は、送信されたSPS信号中に別個の第1のチャネル部分と第2のチャネル部分とが存在する他の現代の信号に容易に拡張することができる。そのような信号を追跡するように適合された現代のSPS受信機は、たとえば、両方のチャネルに対してコヒーレント(IおよびQ)累積(たとえば、相関出力信号)のストリームを出力し得る。
【００７３】
上記のGPS L2CおよびL5の例は、それぞれ、BPSK波形中の時間多重化パイロットおよびデータチャネル、ならびにQPSK波形中の同時パイロットおよびデータチャネルを示す。GPS L2Cの例では、パイロットチャネルおよびデータチャネルのチップごとの多重化を使用するが、概して、時間多重化は他の形態を取り得る。たとえば、2チップパイロットの場合、2チップデータが採用され得(パイロットチャネルとデータチャネルの電力は依然として等しい)、または3チップパイロット、1チップデータが採用され得(パイロットの電力は75%、データの電力は25%)、または時間多重化オプションにおける他の変形形態が採用され得る。
【００７４】
GPS L5は、同時パイロットおよびデータチャネルが別々に検出され、処理され得るように、それらを直交化するために異なるPNコードを使用することを選択する。パイロットチャネルおよびデータチャネルが、ウォルシュ関数などの何らかの直交化関数(たとえば、パイロットについては++シーケンス、データについては+-シーケンス)によってさらに変調される、一般的なPNコードを使用するなど、他のオプションも存在する。さらに、パイロットチャネルとデータチャネルとの間の電力割振りは等しい必要はなく、より大きい割合の電力がパイロットまたはデータに割り振られ得る。これらはいくつかの例にすぎず、請求する主題は必ずしもBPSKおよびQPSKに限定されない。たとえば、いくつかの実装形態では、本明細書で提供する技法は、同じキャリアを変調する分離可能なパイロットチャネルとデータチャネルとがある限り、変調にかかわらず、8-PSK信号またはQAM信号、および/あるいは他の同様の信号とともに使用するように適用され得る。
【００７５】
次に図1に注目すると、図1は、様々な計算リソースおよび通信リソースを含み得る環境100を示すブロック図である。この例示的な実装形態は、本明細書のいくつかの例示的な実装形態による少なくとも何らかの形態のナビゲーション/測位サービスを与えることが可能であり得る。この例示的な実装形態はまた、(随意に)、少なくとも、本明細書のいくつかのさらなる例示的な実装形態による何らかの形態の通信サービスを与えることが可能であり得る。
【００７６】
たとえば、図1に示されたナビゲーション/測位サービスに関しては、SPS106は1つまたは複数のGNSS108を含み得、GNSS108の各々は、少なくとも1つのSPS受信機104を有するデバイス102によって受信され、取得され得る異なるSPS信号112を送信し得る、異なる複数のSV110を含み得る。ここで、SPS信号のうちの少なくとも1つは複数のチャネル部分を含み得る。
【００７７】
限定ではなく例として、デバイス102は、セルラー電話、スマートフォン、携帯情報端末、ポータブルコンピューティングデバイス、ナビゲーションユニットなどのモバイルデバイス、またはそれらの任意の組合せを含み得る。他の例示的な実装形態では、デバイス102は、移動式または固定式であるマシンの形態をとり得る。さらに他の例示的な実装形態では、デバイス102は、別のデバイス中で使用することが実効的に可能であり得る1つまたは複数の集積回路、回路板などの形態をとり得る。実際、いくつかの例示的な実装形態では、デバイス102はSPS受信機104の形態をとり得る。
【００７８】
いくつかの実装形態では、データ信号の形態の情報をデバイス102に与えること、および/または場合によってはデバイス102と交換することを行うために、1つまたは複数の他のサーバ116および/または同様のデバイスが設けられ、それらのことを行うことが可能であり得る。そのような情報は、デバイス102が使用する様々なタイプのデータおよび/または命令を含み得る。いくつかの例示的な実装形態では、そのようなデータおよび/または命令は、SV110によって送信される多重チャネルSPS信号112のチャネル部分を含むか、またはそれを復調することをサポートし得る。図示のように、いくつかの例示的な実装形態では、SPS信号112は、少なくとも第1のチャネル部分112-1と第2のチャネル部分112-2とを含み得る。第1のチャネル部分112-1はSPSデータ120によって変調され得る。SPSデータ120は、たとえば、デバイス102によって使用され得るSPSナビゲーションメッセージなどを含み得る。
【００７９】
いくつかの実装形態では、環境100はさらに、デバイス102に関する通信サービスおよび/または他の情報処理サービスを提供することが可能な様々な計算リソースおよび通信リソースを含み得る。したがって、たとえば、環境100は、少なくとも1つの通信ネットワーク114との間で信号を送信および/または受信することが可能な少なくとも1つのデバイス102を含み得る任意のシステムあるいはその一部分を表し得る。
【００８０】
デバイス102は、たとえば、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(WWAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク(WPAN)などの様々なワイヤレス通信ネットワークとともに使用することが可能であり得る。「ネットワーク」および「システム」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。WWANは、符号分割多元接続(CDMA)ネットワーク、時分割多元接続(TDMA)ネットワーク、周波数分割多元接続(FDMA)ネットワーク、直交周波数分割多元接続(OFDMA)ネットワーク、シングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)ネットワークなどであり得る。CDMAネットワークは、ほんのいくつかの無線技術を挙げれば、cdma2000、広帯域CDMA(W-CDMA)など、1つまたは複数の無線アクセス技術(RAT)を実装し得る。この場合、cdma2000は、IS-95規格、IS-2000規格、およびIS-856規格に従って実装される技術を含み得る。TDMAネットワークは、Global System for Mobile Communications(GSM(登録商標))、Digital Advanced Mobile Phone System(D-AMPS)、または何らかの他のRATを実装し得る。GSM(登録商標)およびW-CDMAは、「3rd Generation Partnership Project」(3GPP)という名称の組織からの文書に記載されている。Cdma2000は、「3rd Generation Partnership Project 2」(3GPP2)という名称の組織からの文書に記載されている。3GPPおよび3GPP2の文書は公的に入手可能である。たとえば、WLANは、IEEE802.11xネットワークを含み、WPANは、Bluetooth(登録商標)ネットワーク、IEEE802.15xを含み得る。
【００８１】
本明細書で説明する技法は、いくつかのGNSSのうちのいずれか1つおよび/またはGNSSの組合せを含む「SPS」とともに使用され得る。さらに、そのような技法は、スードライト(pseudolite)またはSVとスードライトの組合せを利用する測位システムとともに使用され得る。スードライトは、システム時刻(たとえば、SPS時刻)と同期され得る、PNコード、またはLバンド(または他の周波数)キャリア信号上で変調された(たとえば、GPSまたはCDMAセルラー信号に類似した)他のレンジングコードをブロードキャストする地上送信機を含み得る。そのような送信機には、遠隔受信機による識別を可能にするように一意のPNコードが割り当てられ得る。スードライトは、たとえば、トンネルの中、鉱山内、建築物の中、都市ビルの谷間または他の閉じられた区域内などの、軌道を回るSVからのSPS信号が利用できないことがある状況においてSPSを補強するのに有用であり得る。スードライトの別の実装形態はラジオビーコンとして知られている。本明細書で使用する「SV」という用語は、スードライト、スードライトの等価物、および場合によっては他のものを含むものとする。本明細書で使用する「SPS信号」および/または「多重チャネルSPS信号」という用語は、スードライトまたはスードライトの等価物からのSPS様の信号を含むものとする。
【００８２】
このことを念頭に置いて、いくつかの態様に従って、次に、SPS信号の第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいて第1のチャネル部分の復調を行うためにデバイス102などの1つまたは複数のデバイスにおいて実装され得る、いくつかの例示的な方法および装置について説明する。
【００８３】
図2の例示的な概略ブロック図に示すように、いくつかの例示的な実装形態では、デバイス102は、少なくとも1つのSPS信号112を含むRF信号を受信することが可能なSPS受信機104を含み得る。SPS受信機104は、たとえば、バックエンドプロセッサ216に結合され得るRFフロントエンド回路208を含み得る。この例では、バックエンドプロセッサ216は、SPS受信機104とは別個のものとして示されている。これは、バックエンドプロセッサ216が、いくつかの設計では、構成および/または機能が処理ユニット202と同様であり得ることを読者に示すために行った。破線によって示されるように、いくつかの他の実装形態では、SPS受信機104を拡張して、バックエンドプロセッサ216はSPS受信機104の一部であり得る。
【００８４】
フロントエンドプロセッサ208は、たとえば、SPS信号112を処理し、処理されたSPS信号112に基づいて相関出力信号214を与えることが可能な1つまたは複数の相関器(たとえば、相関器エンジン)を含み得る。したがって、たとえば、SPS受信機104は、バックエンドプロセッサ216によって与えられるか、または場合によってはアクセスされ得る、第1のチャネル同相相関出力信号(DIk)と、第1のチャネル直交相関出力信号(DQk)と、第2のチャネル同相相関出力信号(PIk)と、第2のチャネル直交相関出力信号(PQk)とを確立し得る。いくつかの例では、以下でより詳細に説明するように、ある時間期間にわたって第2のチャネル相関出力信号をフィルタリングすること、および/または場合によっては平滑化することが可能な1つまたは複数のフィルタ212を使用して、第2のチャネル同相相関出力信号(PIk)と第2のチャネル直交相関出力信号(PQk)とが処理され得、それにより、たとえば、それの信号対雑音比が増加し得る。したがって、たとえば、SPS受信機104は、フィルタリングされた第2のチャネル同相相関出力信号(fPIk)と、フィルタリングされた第2のチャネル直交相関出力信号(fPQk)とを確立し得る。
【００８５】
バックエンドプロセッサ216(および/または他の同様の処理ユニット202)は、たとえば、相関出力信号214にアクセスし、それに少なくとも部分的に基づいて、SPSデータ120を復元するために第1のチャネル部分112-1を復調することが可能な復調器218を含み得る。以下でより詳細に説明するように、いくつかの例示的な実装形態では、復調器218は、相関出力信号214に基づいて1つまたは複数のドット積220を選択的に確立し得る。そのようなドット積220は、次いで、第1のチャネル部分112-1を復調し、したがってSPSデータ120を復元するために使用され得る。
【００８６】
デバイス102は、たとえば、復調器218に関連する1つまたは複数の機能を開始、実行、および/または場合によってはサポートすることが可能であり得る1つまたは複数の処理ユニット202をも含み得る。したがって、たとえば、処理ユニット202は、バックエンドプロセッサ216を含み、および/またはその形態をとり得る。たとえば、図2に示す他の例示的な実装形態では、バックエンドプロセッサ216に加えて、処理ユニット202が設けられ得、デバイス102に追加の機能を与え得る。たとえば、処理ユニット202は、いくつかのナビゲーション/測位プロセス、通信プロセス、および/または他の計算プロセスをサポートすることが可能であり得る。したがって、たとえば、処理ユニット202は、メモリ204に記憶された情報にアクセスし得る。いくつかの例示的な実装形態では、処理ユニット202は、メモリ204に記憶され得る命令250に応答し得る。
【００８７】
図2に示すように、ここではコンピュータ可読媒体240によって表される製造品が提供され、たとえば、処理ユニット202によってアクセスされ得る。したがって、いくつかの例示的な実装形態では、本方法および/または装置は、全体的にまたは部分的にコンピュータ可読媒体240の形態をとり得、コンピュータ可読媒体240は、その上に記憶されたコンピュータ実装可能命令250を含み得、コンピュータ実装可能命令250は、少なくとも1つの処理ユニット、バックエンドプロセッサ、および/または他の同様の回路によって実行された場合、電子デバイス102が専用電子デバイスになることを可能にする。
【００８８】
例示的なデバイス102中に示された回路および/または機能のうちの1つまたは複数は、ハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとのハードウェア(および/またはファームウェア)の組合せで実装され得る。処理ユニット202および/またはバックエンドプロセッサ216は、たとえば、データコンピューティング手順またはプロセスの少なくとも一部分を実行するように構成可能な1つまたは複数の回路を表し得る。限定ではなく例として、処理ユニット202および/またはバックエンドプロセッサ216は、1つまたは複数のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、デジタル信号プロセッサ、プログラマブル論理デバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイなど、またはそれらの任意の組合せを含み得る。
【００８９】
メモリ204は、任意のデータ記憶機構を表す。たとえば、メモリ204は1次メモリおよび/または2次メモリを含み得る。たとえば、1次メモリは、ランダムアクセスメモリ、読取り専用メモリなどを含み得る。この例では処理ユニット202とは別個のものとして示されているが、1次メモリの全部または一部が処理ユニット202内に設けられるか、あるいは処理ユニット202と共設/結合され得ることを理解されたい。2次メモリは、たとえば、1次メモリ、および/または、たとえば、ディスクドライブ、光ディスクドライブ、テープドライブ、固体メモリドライブなど、1つまたは複数のデータ記憶デバイスまたはシステムと同じまたは同様のタイプのメモリを含み得る。いくつかの実装形態では、2次メモリは、コンピュータ可読媒体220を動作可能に受容するか、または場合によってはそれに結合するように構成され得る。
【００９０】
図2にさらに示すように、デバイス102は、様々な回路を一緒に動作可能に結合するための1つまたは複数の接続206(たとえば、バス、ライン、導体、ファイバーなど)と、ユーザ入力を受信するため、および/またはユーザに情報を与えるためのユーザインターフェース260(たとえば、ディスプレイ、タッチスクリーン、キーパッド、ボタン、ノブ、スピーカーなど)とを含み得る。デバイス102は、いくつかの例示的な実装形態では、1つまたは複数の他のネットワーク、デバイス、機械などとの一方向または双方向通信を可能にするための通信インターフェース230(たとえば、ワイヤードまたはワイヤレストランシーバ、モデムなど)をも含み得る。
【００９１】
次に図3に注目すると、図3は、たとえば、装置102の全部または一部中に実装され得る第2のチャネル部分を使用して多重チャネルSPS信号の第1のチャネル部分を復調するための例示的なプロセス300を示す流れ図である。
【００９２】
ブロック302において、少なくとも1つの多重チャネルSPS信号を受信する。ブロック304において、第2のチャネル部分に少なくとも部分的に基づいてSPS信号の第1のチャネル部分を復調する。たとえば、いくつかの実装形態では、ブロック306において、第1のチャネル部分および第2のチャネル部分の各々について同相および直交相関出力信号を確立する。いくつかの実装形態では、ブロック308において、第2のチャネル部分に関連する同相および直交相関出力信号をフィルタリングする。ブロック310において、たとえば、第1のチャネル同相および直交出力信号と第2のチャネル同相および直交出力信号とのドット積、たとえば、(DI、DQ)と(PI、PQ)との間のドット積を確立し、および/またはそれを使用して、第1のチャネル部分を復調し、および/または場合によっては取得し、その中のSPSデータ(たとえば、データシーケンス、シンボル)を復元する。いくつかの例では、そのようなドット積において使用される第2のチャネルデータは、フィルタリングされ得る。
【００９３】
多重チャネルSPS信号のための例示的な復調技法
【００９４】
以下の例では、第1のチャネル部分は単にデータチャネルと呼ばれ、第2のチャネル部分はパイロットチャネルと呼ばれる。この例示的な復調技法では、パイロットチャネルは、データチャネルを復調するために採用され得る。
【００９５】
たとえば、それぞれデータチャネルおよびパイロットチャネルのための受信機出力信号は、次のように定義され得る。
【００９６】
【数１３】
0005635131.tif 000014
【００９７】
ADおよびAPは、パイロットチャネルおよびデータチャネルに割り振られる潜在的に異なる電力を区別するために使用される。わかるように、パイロットチャネルはデータシーケンスbkによって変調されない。下付き文字は、パイロットチャネルとデータチャネルとの間の雑音項を区別するために付加されている。次に、パイロットチャネル累積がデータチャネル上の累積と同じ受信サンプル持続時間にわたると仮定すると、位相φkはパイロットチャネルとデータチャネルとの間で同じである。次に、次式によってパイロットを直接使用してシンボルを復調し得る。
【００９８】
【数１４】
0005635131.tif 000015
【００９９】
式(3)からの差分ドット積を上記の第2の部分援用ドット積と慎重に比較すると、これらの式は雑音に関してまったく同様である(NはN''''と本質的に同じである)ことがわかるであろう。
【０１００】
ここで、
【０１０１】
【数１５】
0005635131.tif 000016
【０１０２】
であるので、パイロットチャネルがデータチャネルよりも多くの電力を有する(P>AD)ときはいつでも、第2の部分援用ドット積の計算が優れていなければならないことがわかる。
【０１０３】
この技法の追加の利点は、パイロットチャネルによって与えられるフレキシビリティである。たとえば、現在のデータシンボルを復調するために使用されるパイロットシンボルが、データシンボルと同時のパイロット情報とデータシンボルより前のパイロット情報の両方に基づき得る。たとえば、1つまたは複数の前のパイロット観測値がフィルタリング/平滑化され、次いで上記の計算において使用され得る。パイロット位相がこの「平滑化間隔」にわたって比較的一定であると仮定すると、結果として、推定値中の雑音が低減する(たとえば、アベレージダウンする)はずであり、その結果、データシンボルに対するパイロットシンボル中のSNRが改善され得る。たとえば、パイロットシンボルを平滑化するために、次の単純な1次IIRフィルタおよび/または他の同様のフィルタが採用され得る。
【０１０４】
【数１６】
0005635131.tif 000017
【０１０５】
ここで、たとえば、ループ利得αは、1つまたは複数の所望のフィルタ特性(たとえば、安定性、ジッタ、終了時間、チャネルコヒーレンス時間など)を反映し得る、所望のフィルタ時定数を設定するように選択され得る。いくつかの例示的な実装形態では、パイロットチャネル上で(たとえば、ビット持続時間のコヒーレント積分を超える)より長いコヒーレント積分が採用され得る。要するに、関連するデータシンボルのSNRと比較してパイロットチャネル中のパイロットシンボルのSNRを改善するために、変調されていないパイロットチャネルに適用され得る多数の技法がある。そのような技法では、たとえば、式(3)からの従来の差分ドット積と比較して、第2の部分援用ドット積中のSNRが改善され得る。
【０１０６】
移動またはフェージングシナリオでは、さらには固定SPS受信機の配向が変化する場合には、受信信号のキャリア位相が時間とともに変化し得る。局部発振器ドリフトおよび他のデバイス効果も、復調されるべき現在のデータシンボルと履歴パイロットデータ中の位相との間の位相変化を生じ得る。したがって、たとえば、キャリア位相が比較的一定であり、復調されるべきデータシンボルに一致する少なくとも過去のある間隔にわたるように、パイロット情報を何らかの方法で「フィルタリング」(たとえば、積分、フィルタリング、平均化、平滑化など)することが有利であることがある。場合によっては、いくつかの状況では、データシンボルを復調するために使用されるフィルタリングされたパイロットシンボルは、復調基準信号としてφkの適切な推定値を与えないことがある。明らかに、上記で説明した例示的な差分検出器(式(3)参照)では、受信信号のキャリア位相が少なくとも40ms(たとえば、ここでは現在および前のデータシンボルの期間)にわたって実質的に一定であると仮定している。したがって、明らかに、40msの間隔にわたってパイロット情報を「平滑化」(たとえば、フィルタリング、平均化、コヒーレント積分など)し、式(6)で得られた平滑化された同相および直交パイロット推定値を使用して、第2の部分援用復調を実行することができる。位相が60msにわたって実質的に一定である場合、同じ平滑化動作が同様に拡張され得、以下同様である。パイロットチャネルが変調なしであるとすれば、上記で説明したように、位相が比較的一定である限り、任意の平滑化間隔が適用され得る。
【０１０７】
したがって、いくつかの例示的な実装形態では、実質的に一定の位相制約を条件として、パイロットの平滑化プロセス中に含まれるパイロットデータが多くなるほど、パイロットの雑音低減が良くなり、したがって、(パイロット援用)復調シンボルのSNR改善が良くなる。
【０１０８】
パイロットチャネルよりも多くの電力がデータチャネルに割り振られる(AD>AP)いくつかのSPS信号では、採用されたパイロット平滑化技法が電力差の所望のレベルの補償を行うことができない場合、レガシーコヒーレントおよび/または差分データ復調がデバイス102によって実装され得る。
【０１０９】
したがって、上記の例では、たとえば、第1のチャネル部分および第2のチャネル部分を有するSPS信号に対して復調を実行するために図3の方法300のブロック306において実装され得る、第2の部分援用復調技法について説明した。いくつかの状況では、そのような技法はデバイス102(図1および図2)において実装され得る。たとえば、第2のチャネル部分よりも多くの電力が第1のチャネル部分に割り振られる場合、そのような技法は、たとえば、いくつかのレガシーコヒーレントおよび/または差分データ復調技法よりも優れていることがあると考えられる。また、(たとえば、第1の部分を復調するために基準信号として使用され得る第2のチャネル部分に関連する)相関出力信号の好適なフィルタリング/平滑化の場合、たとえば、パイロットチャネル電力とデータチャネル電力とが等しいとき、そのような技法はいくつかのコヒーレントおよび/または差分データ復調技法よりも優れていることがあると考えられる。
【０１１０】
本明細書で説明した方法は、特定の特徴および/または例による適用例に応じて様々な手段によって実装され得る。たとえば、そのような方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および/またはそれらの組合せで実装され得る。ハードウェア実装の場合、たとえば、処理ユニットは、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理デバイス(DSPD)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明する機能を実行するように設計された他のデバイスユニット、および/またはそれらの組合せの中で実装され得る。
【０１１１】
発明を実施するための形態のいくつかの部分は、特定の装置あるいは専用コンピューティングデバイスまたはプラットフォームのメモリ内に記憶される2値デジタル信号に対する演算のアルゴリズムまたは記号表現に関して提示されてきた。この特定の明細書のコンテキストでは、特定の装置などの用語は、プログラムソフトウェアからの命令に従って特定の関数を実行するようにプログラムされた後の汎用コンピュータを含む。アルゴリズムの説明または記号表現は、信号処理または関連技術において当業者が、それらの仕事の本質を他の当業者に伝達するために使用する技法の例である。アルゴリズムは、本明細書では、また一般に、所望の結果をもたらす自己無撞着な一連の演算または同様の信号処理であると考えられる。このコンテキストでは、演算または処理は物理量の物理操作に関係する。必ずしもそうとは限らないが、一般に、そのような量は、記憶、転送、合成、比較、または他の操作が可能な電気信号または磁気信号の形態をとり得る。主に一般的な用法という理由で、そのような信号をビット、データ、値、要素、記号、文字、項、数、数字、情報などと呼ぶことは時々便利であることがわかっている。ただし、これらおよび同様の用語はすべて、適切な物理量に関連すべきものであり、便利なラベルにすぎないことを理解されたい。別段に明記されていない限り、以下の説明から明らかなように、本明細書全体にわたって、「処理する」、「算出する」、「計算する」、「判断する」、「確立する」などの用語を利用する説明は、専用コンピュータまたは同様の専用電子コンピューティングデバイスなど、特定の装置の動作またはプロセスを指すことを諒解されたい。したがって、本明細書のコンテキストでは、専用コンピュータまたは同様の専用電子コンピューティングデバイスは、専用コンピュータまたは同様の専用電子コンピューティングデバイスのメモリ、レジスタ、または他の情報記憶デバイス、送信デバイス、あるいはディスプレイデバイス内の電子的または磁気的な物理量として一般に表される信号を操作または変換することが可能である。この特定の特許出願のコンテキストでは、「特定の装置」という用語は、プログラムソフトウェアからの命令に従って特定の関数を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータを含み得る。
【０１１２】
現在例示的な特徴と考えられていることを例示し説明したが、請求する主題を逸脱することなく、他の様々な変形を行うことができ、均等物を代用することができることが、当業者には理解されよう。さらに、本明細書に記載の中心概念から逸脱することなく、請求する主題の教示に特定の状況を適応させるために多くの改変を行い得る。
【０１１３】
したがって、請求する主題は、開示された特定の例に限定されず、そのような請求する主題は、添付の特許請求の範囲内に入るすべての態様、およびその均等物をも含み得るものとする。
【符号の説明】
【０１１４】
100  環境
102  デバイス
104  SPS受信機
106  SPS
108  1つまたは複数のGNSS
110  SV
112  SPS信号
112-1  第1のチャネル部分
112-2  第2のチャネル部分
116  1つまたは複数の他のサーバ
120  SPSデータ
202  処理ユニット
204  メモリ
206  1つまたは複数の接続
208  フロントエンドプロセッサ
212  フィルタ
214  相関出力信号
216  バックエンドプロセッサ
218  復調器
220  1つまたは複数のドット積
230  通信インターフェース
240  コンピュータ可読媒体
250  コンピュータ実装可能命令
260  ユーザインターフェース
【図１】
0005635131.tif 000018
【図２】
0005635131.tif 000019
【図３】
0005635131.tif 000020