(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を生成するベースバンド信号生成器と、
前記ベースバンド信号の電力パラメータ及び値に基づいて、前記第１ベースバンド信号Ｓ１、前記第２ベースバンド信号Ｓ２、前記第３ベースバンド信号Ｓ３及び前記第４ベースバンド信号Ｓ４が多重化された信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相を設定して、定包絡線を有する多重化信号を生成する多重化信号生成器と、
定包絡線を有する前記多重化信号を高周波に変調して、衛星ナビゲーション信号を生成する変調器とを含み、
前記第１ベースバンド信号Ｓ１及び前記第２ベースバンド信号Ｓ２が、互いに直交する搬送波位相を有し、第１搬送波周波数ｆ１に変調され、前記第３ベースバンド信号及び前記第４ベースバンド信号が、互いに直交する搬送波位相を有し、第２搬送波周波数ｆ２に
変調されることを特徴とする衛星ナビゲーション信号生成装置。
【請求項２】
前記電力パラメータは、前記ベースバンド信号の絶対電力又は前記ベースバンド信号の相対電力であることを特徴とする請求項１に記載の衛星ナビゲーション信号生成装置。
【請求項３】
任意の１つ、任意の２つ、若しくは任意の３つの前記ベースバンド信号の前記電力パラメータがゼロである又は４つの前記ベースバンド信号のそれぞれの前記電力パラメータがゼロでないことを特徴とする請求項２に記載の衛星ナビゲーション信号生成装置。
【請求項４】
前記多重化信号生成器が、
前記第１ベースバンド信号Ｓ１、前記第２ベースバンド信号Ｓ２、前記第３ベースバンド信号Ｓ３及び前記第４ベースバンド信号Ｓ４の前記電力パラメータ及び前記値に基づいて、前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）を算出し、前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）を算出する演算ユニットと、
前記演算ユニットによって算出された前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）に基づいて、
【数１】
0005858511.tif 000041
で表される前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）を生成する同位相チャネル生成ユニットと、
前記演算ユニットによって算出された前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）に基づいて、
【数２】
0005858511.tif 000042
で表される前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）を生成する直交位相チャネル生成ユニットとを含み、
ｆｓ＝|ｆ１−ｆ２|／２であり、ｓｇｎが符号関数
【数３】
0005858511.tif 000043
であることを特徴とする請求項１に記載の衛星ナビゲーション信号生成装置。
【請求項５】
前記演算ユニットが、以下に示す式に基づいて、前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）を算出し、前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）を算出することを特徴とする請求項４に記載の衛星ナビゲーション信号生成装置。
【数４】
0005858511.tif 000044
【数５】
0005858511.tif 000045
ここで、ｓｉ（ｔ）、ｉ＝１、２、３、４がｉ番目の前記ベースバンド信号Ｓｉを表し、ｃｉがｉ番目の前記ベースバンド信号Ｓｉの前記電力パラメータを表し、ａｔａｎ２が以下に示す４象限アークタンジェント関数である。
【数６】
0005858511.tif 000046
【請求項６】
前記ベースバンド信号生成器が、
送信されるメッセージを生成するソースと、
前記ソースによって生成された前記メッセージを拡散シーケンスを使用して変調する拡散変調器と、
前記ベースバンド信号を生成するために、ナビゲーション・メッセージを変調された前記拡散シーケンスの各ビットに波形を割当てる拡散チップ波形生成器と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の衛星ナビゲーション信号生成装置。
【請求項７】
前記変調器が、
高周波の搬送波を生成する搬送波生成器と、
前記多重化信号生成器によって生成された前記多重化信号の前記同位相ベースバンド成分を高周波の前記搬送波に変調する第１乗算器と、
前記多重化信号生成器によって生成された前記多重化信号の前記直交位相ベースバンド成分を高周波の前記搬送波に変調する第２乗算器と、
高周波の前記搬送波に変調された前記多重化信号の前記同位相ベースバンド成分と高周波の前記搬送波に変調された前記多重化信号の前記直交位相ベースバンド成分とを加算して、前記衛星ナビゲーション信号を生成する加算器と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の衛星ナビゲーション信号生成装置。
【請求項８】
ベースバンド信号生成器を用いて、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を生成することと、
前記ベースバンド信号の電力パラメータ及び値に基づいて、前記第１ベースバンド信号Ｓ１、前記第２ベースバンド信号Ｓ２、前記第３ベースバンド信号Ｓ３及び前記第４ベースバンド信号Ｓ４が多重化された信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相を設定して、定包絡線を有する多重化信号を生成することと、
定包絡線を有する前記多重化信号を高周波に変調して、衛星ナビゲーション信号を生成することとを含み、
前記第１ベースバンド信号Ｓ１及び前記第２ベースバンド信号Ｓ２が、互いに直交する搬送波位相を有し、第１搬送波周波数ｆ１に変調され、前記第３ベースバンド信号及び前記第４ベースバンド信号が、互いに直交する搬送波位相を有し、第２搬送波周波数ｆ２に変調されることを特徴とする衛星ナビゲーション信号生成方法。
【請求項９】
前記電力パラメータは、前記ベースバンド信号の絶対電力又は前記ベースバンド信号の相対電力であることを特徴とする請求項８に記載の衛星ナビゲーション信号生成方法。
【請求項１０】
任意の１つ、任意の２つ、若しくは任意の３つの前記ベースバンド信号の前記電力パラメータがゼロである又は４つの前記ベースバンド信号のそれぞれの前記電力パラメータがゼロでないことを特徴とする請求項９に記載の衛星ナビゲーション信号生成方法。
【請求項１１】
前記第１ベースバンド信号Ｓ１、前記第２ベースバンド信号Ｓ２、前記第３ベースバンド信号Ｓ３及び前記第４ベースバンド信号Ｓ４の前記電力パラメータ及び前記値に基づいて、前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）を算出し、前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）を算出することと、
算出された前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）に基づいて、
【数７】
0005858511.tif 000047
で表される前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）を生成することと、
算出された前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）に基づいて、
【数８】
0005858511.tif 000048
で表される前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）を生成することとさらにを含み、
ｆｓ＝|ｆ１−ｆ２|／２であり、ｓｇｎが符号関数を表し、
【数９】
0005858511.tif 000049
であることを特徴とする請求項８に記載の衛星ナビゲーション信号生成方法。
【請求項１２】
以下に示す式に基づいて、前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）を算出し、前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）を算出することを特徴とする請求項１１に記載の衛星ナビゲーション信号生成方法。
【数１０】
0005858511.tif 000050
【数１１】
0005858511.tif 000051
ここで、ｓｉ（ｔ）、ｉ＝１、２、３、４がｉ番目の前記ベースバンド信号Ｓｉを表し、ｃｉがｉ番目の前記ベースバンド信号Ｓｉの前記電力パラメータを表し、ａｔａｎ２が以下に示す４象限アークタンジェント関数である。
【数１２】
0005858511.tif 000052
【請求項１３】
前記第１ベースバンド信号Ｓ１、前記第２ベースバンド信号Ｓ２、前記第３ベースバンド信号Ｓ３及び前記第４ベースバンド信号Ｓ４を生成することが、
送信されるメッセージを生成することと、
ソースによって生成された前記メッセージを拡散シーケンスを使用して変調することと、
前記ベースバンド信号を生成するために、ナビゲーション・メッセージを変調された前記拡散シーケンスの各ビットに波形を割当てることと
を含むことを特徴とする請求項８に記載の衛星ナビゲーション信号生成方法。
【請求項１４】
前記衛星ナビゲーション信号を生成するために、定包絡線を有する前記多重化信号を高周波に変調することが、
高周波の搬送波を生成することと、
前記多重化信号の前記同位相ベースバンド成分を高周波の前記搬送波に変調することと、
前記多重化信号の前記直交位相ベースバンド成分を高周波の前記搬送波に変調することと、
高周波の前記搬送波に変調された前記多重化信号の前記同位相ベースバンド成分と高周波の前記搬送波に変調された前記多重化信号の前記直交位相ベースバンド成分とを加算して、前記衛星ナビゲーション信号を生成することと
を含むことを特徴とする請求項８に記載の衛星ナビゲーション信号生成方法。
【請求項１５】
衛星ナビゲーション信号を受信し、前記衛星ナビゲーション信号が得られる中間の信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相と直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相とが、ベースバンド信号の電力パラメータ及び値に基づいて設定されていることを特徴とする受信ユニットと、
前記受信ユニットによって受信された前記衛星ナビゲーション信号の第１搬送波に変調された信号成分を復調し、前記受信ユニットによって受信された前記衛星ナビゲーション信号の第２搬送波に変調された信号成分を復調する復調ユニットと、
前記復調ユニットによって復調された前記第１搬送波に変調された前記信号成分に基づいて第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２を取得し、前記復調ユニットによって復調された前記第２搬送波に変調された前記信号成分に基づいて第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得する処理ユニットとを含む
衛星ナビゲーション信号を受信する信号受信装置。
【請求項１６】
衛星ナビゲーション信号を受信し、前記衛星ナビゲーション信号が得られる中間の信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相と直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相とが、ベースバンド信号の電力パラメータ及び値に基づいて設定されていることを特徴とすることと、
第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２を取得するために、復調ユニットを用いて、受信された前記衛星ナビゲーション信号の第１搬送波に変調された信号成分を復調することと、
第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得するために、前記復調ユニットを用いて、受信された前記衛星ナビゲーション信号の第２搬送波に変調された信号成分を復調することとを含む
衛星ナビゲーション信号受信方法。
【請求項１７】
衛星ナビゲーション信号を受信し、前記衛星ナビゲーション信号が得られる中間の信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相と直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相とが、ベースバンド信号の電力パラメータ及び値に基づいて設定されていることを特徴とする受信ユニットと、
前記衛星ナビゲーション信号を復調して、多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を取得する復調ユニットと、
前記多重化信号の前記同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに前記直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相に基づいて、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得する処理ユニットとを含む
衛星ナビゲーション信号を受信する信号受信装置。
【請求項１８】
衛星ナビゲーション信号を受信し、前記衛星ナビゲーション信号が得られる中間の信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相と直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相とが、ベースバンド信号の電力パラメータ及び値に基づいて設定されていることを特徴とすることと、
多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を取得するために、復調ユニットを用いて、前記衛星ナビゲーション信号を復調することと、
前記多重化信号の前記同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに前記直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相に基づいて、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得することとを含む
衛星ナビゲーション信号受信方法。
【請求項１９】
前記衛星ナビゲーション信号を受信し、（ｆ１＋ｆ２）／２にセットされたフィルタの中心周波数でフィルタし、増幅することと、
対応する中間周波数に処理された前記信号の搬送波周波数を変換し、前記信号をサンプリング及び量子化することによって、前記信号をアナログからデジタルに変換することと、
前記変換されたデジタル中間周波数信号と同位相搬送波及び直交位相搬送波とをそれぞれ掛け合わせて、受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び受信機直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）を取得することと、
前記変換されたデジタル中間周波数信号に基づいて、デジタル信号処理器を使用することによって、拡散チップ波形を割当てられた４つの信号成分の拡散シーケンスを生成し、前記４つの信号成分の２値のベースバンド信号のローカル・レプリカの全ての可能な値の組み合わせに基づいて、各エポックで、各組み合わせに対応した同位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000053
と直交位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000054
とを生成することとを含み、
値の組み合わせの数がｇとして表され、１６≧ｇであり、ｇの値に対してとり得る組み合わせ中の
0005858511.tif 000055
の場合では、前記
0005858511.tif 000056
及び前記
0005858511.tif 000057
は以下の式によって算出され、
【数１３】
0005858511.tif 000058
【数１４】
0005858511.tif 000059
ここで、ｆｓ＝（ｆ１−ｆ２）／２
【数１５】
0005858511.tif 000060
ｃｉ、ｉ＝１、２、３、４がｉ番目のベースバンド信号の電力パラメータであり、
前記同位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000061
の各グループが前記受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び前記受信直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）をそれぞれ掛け合わされ、結果が、ＴＩの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送られ、第１同位相相関値ｃｏｒｒ１Ｉｑ及び第１直交位相相関値ｃｏｒｒ１Ｑｑのｑ番目（ｑ＝１、２、．．．、ｇ）のグループが得られ、前記直交位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000062
の各グループが前記受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び前記受信機直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）をそれぞれ掛け合わされ、結果が、ＴＩの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送られ、第２同位相相関値ｃｏｒｒ２Ｉｑ及び第２直交位相相関値ｃｏｒｒ２Ｑｑのｑ番目（ｉ＝１、２、．．．、ｇ）のグループが得られることを特徴とし、
以下に示す式に基づいて、前記第１同位相相関値ｃｏｒｒ１Ｉｑ及び前記第１直交位相相関値ｃｏｒｒ１Ｑｑを結合し、前記第２同位相相関値ｃｏｒｒ２Ｉｑ及び前記第２直交位相相関値ｃｏｒｒ２Ｑｑを結合することと、
【数１６】
0005858511.tif 000063
同位相結合相関値
0005858511.tif 000064
及び直交位相結合相関値
0005858511.tif 000065
のｑ番目のグループを取得することと、
すべてのｑグループから
0005858511.tif 000066
が最大値となる
0005858511.tif 000067
及び
0005858511.tif 000068
のグループを選択し、伝統的な取得方法及びトラッキング・ループを使用することによって、選択した前記
0005858511.tif 000069
及び
0005858511.tif 000070
のグループを処理することとをさらに含む
請求項１８に記載の衛星ナビゲーション信号受信方法。
【請求項２０】
ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）の搬送波位相が互いに直交し、ｓ３（ｔ）及びｓ４（ｔ）の搬送波位相が互いに直交する信号成分のベースバンド拡散信号ｓｉ（ｔ）、ｉ＝１、２、３、４を生成することと、
前記ｓｉ（ｔ）の符号の最小保持期間の逆数の最小公倍数であり、前記ｓｉ（ｔ）（ｉ＝１、２、３、４）の値の各位相変位点に同期していることを確保する周波数ｆＭの駆動クロックでの駆動に基づいて、前記ベースバンド拡散信号ｓｉ（ｔ）を多重化し、ｎがゼロ以上の整数であり、前記ｓｉ（ｔ）の値の符号ｓｉ,ｎ∈｛＋１，−１｝がタイム・スロットｔ∈［ｎ／ｆＭ，（ｎ＋１）／ｆＭ）の間不変である前記ｓｉ（ｔ）の値の前記符号ｓｉ,ｎ∈｛＋１，−１｝に基づいて、前記タイム・スロットｔの間、多重化された同位相ベースバンド波形Ｉ（ｔ）及び多重化された直交位相ベースバンド波形Ｑ（ｔ）を生成することと、
周波数ｆｐ＝（ｆ１＋ｆ２）／２の搬送波駆動クロックでの駆動に基づいて、搬送波生成器を使用して、互いに位相が直交する２つの搬送波ｃｏｓ（２πｆｐｔ）及びｓｉｎ（２πｆｐｔ）を生成することと、２つの前記搬送波と多重化された前記同位相ベースバンド波形Ｉ（ｔ）及び多重化された前記直交位相ベースバンド波形Ｑ（ｔ）とをそれぞれ掛け合わせることと、前記掛け合わされた結果を加算して、定包絡線を有する高周波の信号ＳＲＦ（ｔ）を取得することとを含み、
前記ｆ１が高周波に変調された定包絡線を有する前記信号ｓ１（ｔ）及びｓ２（ｔ）の中心周波数であり、前記ｆ２が高周波に変調された定包絡線を有する前記信号ｓ３（ｔ）及びｓ４（ｔ）の中心周波数であることを特徴とする定包絡線を有する衛星ナビゲーション信号を多重化する方法。
【請求項２１】
多重化された前記同位相ベースバンド波形Ｉ（ｔ）及び多重化された前記直交位相ベースバンド波形Ｑ（ｔ）が以下の式で表されることを特徴とする請求項２０に記載の定包絡線を有する衛星ナビゲーション信号を多重化する方法。
【数１７】
0005858511.tif 000071
【数１８】
0005858511.tif 000072
ここで、ｆｓ＝（ｆ１−ｆ２）／２であり、ｓｇｎが以下に示す符号関数である。
【数１９】
0005858511.tif 000073
【数２０】
0005858511.tif 000074
ここで、ａｔａｎ２は以下に示す４象限アークタンジェント関数である。
【数２１】
0005858511.tif 000075
【請求項２２】
第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を生成し、
前記ベースバンド信号の電力パラメータ及び値に基づいて、前記第１ベースバンド信号Ｓ１、前記第２ベースバンド信号Ｓ２、前記第３ベースバンド信号Ｓ３及び前記第４ベースバンド信号Ｓ４が多重化された信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相を設定して、定包絡線を有する多重化信号を生成し、
定包絡線を有する前記多重化信号を高周波に変調して、衛星ナビゲーション信号を生成し、
前記第１ベースバンド信号Ｓ１及び前記第２ベースバンド信号Ｓ２が、互いに直交する搬送波位相を有し、第１搬送波周波数ｆ１に変調され、前記第３ベースバンド信号及び前記第４ベースバンド信号が、互いに直交する搬送波位相を有し、第２搬送波周波数ｆ２に変調されることを特徴とする
プロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体。
【請求項２３】
前記電力パラメータは、前記ベースバンド信号の絶対電力又は前記ベースバンド信号の相対電力であることを特徴とする請求項２２に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項２４】
任意の１つ、任意の２つ、若しくは任意の３つの前記ベースバンド信号の前記電力パラメータがゼロである又は４つの前記ベースバンド信号のそれぞれの前記電力パラメータがゼロでないことを特徴とする請求項２３に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項２５】
前記記憶媒体が、
前記第１ベースバンド信号Ｓ１、前記第２ベースバンド信号Ｓ２、前記第３ベースバンド信号Ｓ３及び前記第４ベースバンド信号Ｓ４の前記電力パラメータ及び前記値に基づいて、前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）を算出し、前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）を算出し、
算出された前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）に基づいて、
【数４７】
0005858511.tif 000076
で表される前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）を生成することと、
算出された前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）に基づいて、
【数４８】
0005858511.tif 000077
で表される前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）を生成し、
ｆｓ＝|ｆ１−ｆ２|／２であり、ｓｇｎが符号関数を表し、
【数４９】
0005858511.tif 000078
であることを特徴とする非一時的な実行可能な命令をさらに含む
ことを特徴とする請求項２２に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項２６】
前記記憶媒体が、
以下に示す式に基づいて、前記同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の前記振幅Ａ（ｔ）及び前記位相φ（ｔ）を算出し、前記直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の前記振幅Ａ’（ｔ）及び前記位相φ’（ｔ）を算出する非一時的な実行可能な命令をさらに含む
ことを特徴とする請求項２５に記載の非一時的記憶媒体。
【数５０】
0005858511.tif 000079
【数５１】
0005858511.tif 000080
ここで、ｓｉ（ｔ）、ｉ＝１、２、３、４がｉ番目の前記ベースバンド信号Ｓｉを表し、ｃｉがｉ番目の前記ベースバンド信号Ｓｉの前記電力パラメータを表し、ａｔａｎ２が以下に示す４象限アークタンジェント関数である。
【数５２】
0005858511.tif 000081
【請求項２７】
衛星ナビゲーション信号を受信し、前記衛星ナビゲーション信号が得られる中間の信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相と直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相とが、ベースバンド信号の電力パラメータ及び値に基づいて設定されることを特徴とし、
多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を取得するために、前記衛星ナビゲーション信号を復調し、
前記多重化信号の前記同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに前記直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相に基づいて、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を決定する
プロセッサによって実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体。
【請求項２８】
前記記憶媒体が、
前記衛星ナビゲーション信号を受信し、（ｆ１＋ｆ２）／２にセットされたフィルタの中心周波数でフィルタし、増幅し、
対応する中間周波数に処理された前記信号の搬送波周波数を変換し、前記信号をサンプリング及び量子化することによって、前記信号をアナログからデジタルに変換し、
前記変換されたデジタル中間周波数信号と同位相搬送波及び直交位相搬送波とをそれぞれ掛け合わせて、受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び受信機直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）を取得し、
前記変換されたデジタル中間周波数信号に基づいて、デジタル信号処理器を使用することによって、拡散チップ波形を割当てられた４つの信号成分の拡散シーケンスを生成し、前記４つの信号成分の２値のベースバンド信号のローカル・レプリカの全ての可能な値の組み合わせに基づいて、各エポックで、各組み合わせに対応した同位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000082
と直交位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000083
とを生成し、
値の組み合わせの数がｇとして表され、１６≧ｇであり、ｇの値に対してとり得る組み合わせ中の
0005858511.tif 000084
の場合では、前記
0005858511.tif 000085
及び前記
0005858511.tif 000086
は以下の式によって算出され、
【数５３】
0005858511.tif 000087
【数５４】
0005858511.tif 000088
ここで、ｆｓ＝（ｆ１−ｆ２）／２
【数５５】
0005858511.tif 000089
ｃｉ、ｉ＝１、２、３、４がｉ番目のベースバンド信号の電力パラメータであり、
前記同位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000090
の各グループが前記受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び前記受信直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）をそれぞれ掛け合わされ、結果が、ＴＩの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送られ、第１同位相相関値ｃｏｒｒ１Ｉｑ及び第１直交位相相関値ｃｏｒｒ１Ｑｑのｑ番目（ｑ＝１、２、．．．、ｇ）のグループが得られ、前記直交位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000091
の各グループが前記受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び前記受信機直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）をそれぞれ掛け合わされ、結果が、ＴＩの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送られ、第２同位相相関値ｃｏｒｒ２Ｉｑ及び第２直交位相相関値ｃｏｒｒ２Ｑｑのｑ番目（ｉ＝１、２、．．．、ｇ）のグループが得られることを特徴とし、
以下に示す式に基づいて、前記第１同位相相関値ｃｏｒｒ１Ｉｑ及び前記第１直交位相相関値ｃｏｒｒ１Ｑｑを結合し、前記第２同位相相関値ｃｏｒｒ２Ｉｑ及び前記第２直交位相相関値ｃｏｒｒ２Ｑｑを結合し、
【数５６】
0005858511.tif 000092
同位相結合相関値
0005858511.tif 000093
及び直交位相結合相関値
0005858511.tif 000094
のｑ番目のグループを取得し、
すべてのｑグループから
0005858511.tif 000095
が最大値となる
0005858511.tif 000096
及び
0005858511.tif 000097
のグループを選択し、伝統的な取得方法及びトラッキング・ループを使用することによって、選択した前記
0005858511.tif 000098
及び
0005858511.tif 000099
のグループを処理する非一時的な実行可能な命令をさらに含む
ことを特徴とする請求項２７に記載の非一時的記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星ナビゲーション分野に関し、特に、衛星ナビゲーション信号、及びその生成方法、生成装置、受信方法、受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）の開発に伴い、ナビゲーション・サービスの需要が増加している。衛星ナビゲーション・システムによって送信される同じ周波数帯域の信号の数が増加している。そのため、衛星ナビゲーションが利用できる限られた周波数帯域が逼迫している。ナビゲーション・システムによって送信される同じ周波数帯域の信号の数の増加によって、衛星のペイロードの複雑さが増加し続けている。
【０００３】
同じ周波数帯域の異なる複数のサービス信号が別個の送信アンテナと増幅器を使用すると、アンテナのデザインに対する要求と、衛星のペイロードのトータルの電力、コスト、大きさ、及び質とが高まるだろう。それゆえに、複数の信号が多重化され、共通の搬送波周波数を共有することが望まれている。さらに、衛星からの送信電力が限られている状況では、受信機側での受信電力を十分に維持するために、衛星の高電力な送信機ができる限り高い電力効率を有することが望まれている。従って、衛星の大電力増幅器（ＨＰＡ）が非線形の飽和領域で動作し続けることが必要とされている。しかし、ＨＰＡが飽和点近傍で動作するとき、入力信号が定包絡線（コンスタント・エンベロープ）を有していないと、出力成分は、振幅変調や振幅の位相変換などのような歪曲を受け、送信信号に振幅及び位相の歪を生じさせ、受信端の性能に深刻な影響を与えるだろう。それゆえに、多重化信号が定包絡線を有することが必要とされている。
【０００４】
同じ搬送波周波数の複数の直接シーケン・ススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）信号の定包絡線多重化に関するいくつかの技術がある。例えば、２つの異なるＤＳＳＳ信号は、送信のためのＱＰＳＫ信号を形成するために、互いに位相が直交する搬送波に変調される。初期のＧＰＳでは、Ｌ１周波数帯域上のＣ／Ａコード及びＰ（Ｙ）コード信号がこの方法で多重化されている。信号の数が増加しているので、米国特許第6430213号、米国特許出願公開第2002/0075907号、及び米国特許出願公開第2011/0051783号などに開示されているような、いくつかのより複雑な多重化技術が必要とされている。しかし、上記の技術は、同じ周波数の複数の信号成分を多重化することを対象として提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
定包絡線ＡｌｔＢＯＣ変調技術（米国特許出願公開第2006/0038716号）及び時分割ＡｌｔＢＯＣ（ＴＤ−ＡｌｔＢＯＣ）変調技術（中国特許出願公開第102209056号）のような既存の技術は、２つの異なる周波数のＤＳＳＳ信号のための定包絡線多重化法を提供する。例えば、３０．６９ＭＨｚ互いに離れた２つの分離した搬送波周波数にそれぞれ変調された２セットのＢＰＳＫ−Ｒ（１０）信号が１つの定包絡線信号に結合される。しかし、ＡｌｔＢＯＣ変調技術においては、位相マッピング・テーブルが事前に生成されている必要があり、定包絡線多重化はルックアップ・テーブルを用いて行われる。さらに、ＡｌｔＢＯＣ変調技術においては、多重化されるＤＳＳＳ信号成分は同じ電力を有していなければならない。ＴＤ−ＡｌｔＢＯＣにおいては、時分割技術が使用されているので、同じ帯域の異なる拡散信号によってＤＳＳＳ信号の多重アクセス性能は著しく悪化する。さらに、多重化信号の成分も同じ電力を有しているべきである。これらの技術的な制約は、ＡｌｔＢＯＣ及びＴＤ−ＡｌｔＢＯＣアプリケーションの柔軟性を減少させる。ＧＮＳＳにおいて知られているように、測距がＧＮＳＳ信号の主要な目的であるので、疑似距離計測及び搬送波位相のトラッキングの精度とロバスト性とを向上するために、ＧＮＳＳの信号構造の設計において、データ・チャネルよりもパイロット・チャネルにより高い電力を割り当てる傾向がある。さらに、（ＢＰＳＫ−Ｒ、サイン波ＢＯＣ、コサイン波ＢＯＣ、ＴＭＢＯＣ、ＱＭＢＯＣなどのような）信号成分ごとに異なる拡散コード波形を選択することで、受信機側での、収集、トラッキング、及びデータの復調において異なった性能がもたらされる。それゆえに、ＧＮＳＳ信号のためのより柔軟性のある２つの周波数を用いる定包絡線多重化技術を提供することは重要である。
【０００６】
本発明の目的は、上記の既存技術の欠陥に少なくとも部分的に対処できる衛星ナビゲーション信号、並びにその生成方法、生成装置、受信方法、及び受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様によれば、衛星ナビゲーション信号生成装置は、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を生成するベースバンド信号生成器と、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４が多重化された信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相を設定して、定包絡線を有する多重化信号を生成する多重化信号生成器と、定包絡線を有する多重化信号を高周波に変調して、衛星ナビゲーション信号を生成する変調器とを含み、第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２が、互いに直交する搬送波位相を有し、第１搬送波周波数ｆ１に変調され、第３ベースバンド信号及び第４ベースバンド信号が、互いに直交する搬送波位相を有し、第２搬送波周波数ｆ２に変調されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の１つの態様によれば、衛星ナビゲーション信号生成方法は、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を生成することと、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４が多重化された信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相を設定して、定包絡線を有する多重化信号を生成することと、定包絡線を有する多重化信号を高周波に変調して、衛星ナビゲーション信号を生成することとを含み、第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２が、互いに直交する搬送波位相を有し、第１搬送波周波数ｆ１に変調され、第３ベースバンド信号及び第４ベースバンド信号が、互いに直交する搬送波位相を有し、第２搬送波周波数ｆ２に変調されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の１つの態様によれば、衛星ナビゲーション信号は、上記の衛星ナビゲーション信号生成方法又は衛星ナビゲーション信号生成装置によって生成される。
【００１０】
本発明の１つの態様によれば、装置は、上記の衛星ナビゲーション信号又は上記の衛星ナビゲーション信号生成方法若しくは衛星ナビゲーション信号生成装置を使用することによって生成された衛星ナビゲーション信号を処理するように構成された手段を含む。
【００１１】
本発明の１つの態様によれば、信号受信装置は、上記の衛星ナビゲーション信号又は上記の衛星ナビゲーション信号生成方法若しくは衛星ナビゲーション信号生成装置を使用することによって生成された衛星ナビゲーション信号を受信する。
【００１２】
本発明の１つの態様によれば、上記の衛星ナビゲーション信号又は上記の衛星ナビゲーション信号生成方法若しくは衛星ナビゲーション信号生成装置を使用することによって生成された衛星ナビゲーション信号を受信する信号受信装置は、衛星ナビゲーション信号を受信する受信ユニットと、受信ユニットによって受信された衛星ナビゲーション信号の第１搬送波に変調された信号成分を復調し、受信ユニットによって受信された衛星ナビゲーション信号の第２搬送波に変調された信号成分を復調する復調ユニットと、復調ユニットによって復調された第１搬送波に変調された信号成分に基づいて第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２を取得し、復調ユニットによって復調された第２搬送波に変調された信号成分に基づいて第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得する処理ユニットとを含む。
【００１３】
本発明の１つの態様によれば、上記の衛星ナビゲーション信号又は上記の衛星ナビゲーション信号生成方法若しくは衛星ナビゲーション信号生成装置を使用することによって生成された衛星ナビゲーション信号を受信する信号受信方法は、衛星ナビゲーション信号を受信することと、第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２を取得するために、受信された衛星ナビゲーション信号の第１搬送波に変調された信号成分を復調することと、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得するために、受信された衛星ナビゲーション信号の第２搬送波に変調された信号成分を復調することとを含む。
【００１４】
本発明の１つの態様によれば、上記の衛星ナビゲーション信号又は上記の衛星ナビゲーション信号生成方法若しくは衛星ナビゲーション信号生成装置を使用することによって生成された衛星ナビゲーション信号を受信する信号受信装置は、衛星ナビゲーション信号を受信する受信ユニットと、衛星ナビゲーション信号を復調して、多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を取得する復調ユニットと、多重化信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相に基づいて、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得する処理ユニットとを含む。
【００１５】
本発明の１つの態様によれば、上記の衛星ナビゲーション信号又は上記の衛星ナビゲーション信号生成方法若しくは衛星ナビゲーション信号生成装置を使用することによって生成された衛星ナビゲーション信号を受信する信号受信方法は、衛星ナビゲーション信号を受信することと、多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を取得するために、衛星ナビゲーション信号を復調することと、多重化信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相に基づいて、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得することとを含む。
【００１６】
本発明の１つの態様によれば、プログラムは、上記の方法、装置を実施する、又は上記の衛星ナビゲーション信号を生成するための実行可能な命令を含む。
【００１７】
本発明の１つの態様によれば、機械可読記憶媒体は、上記の方法、装置を実施する、又は上記の衛星ナビゲーション信号を生成するための実行可能な命令を含む上記のプログラムを記憶する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号生成装置のブロック線図を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態によるベースバンド信号生成器のブロック図を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態による多重化信号生成器のブロック図を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態による変調器のブロック図を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号生成装置の実装例の概略図を示している。
【図６】図６は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号生成装置の他の実装例の概略図を示している。
【図７】図７は、本発明の実施形態による、４つの信号成分の電力比がｃ１：ｃ２：ｃ３：ｃ４＝１：２：３：８であるときの、多重化されたベースバンド信号のコンスタレーションを示している。
【図８】図８は、本発明の実施形態による多重化信号のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）を示している。
【図９】図９は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号生成方法のフローチャートを示している。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号受信装置のブロック線図を示している。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号受信装置の実装例の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、図面を参照して、衛星ナビゲーション信号、生成方法、生成装置、受信方法、及び受信装置を詳細に説明する。簡略化のために、本発明の実施形態の記載では、同じ又は同様の符号が同じ又は同様の構成に使用されている。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号生成装置１を示している。図１に示されているように、信号生成装置１は、ベースバンド信号生成器１００、多重化信号生成器２００、及び変調器３００を含む。ベースバンド信号生成器１００は、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を生成する。多重化信号生成器２００は、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４の多重化信号の同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の振幅及び位相を設定して、定包絡線を有する多重化信号を生成する。変調器３００は、定包絡線を有する多重化信号を高周波に変調して、衛星ナビゲーション信号を生成する。この方法で、第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２は、互いに直交する位相を有し、第１搬送波周波数ｆ１に変調され、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４は、互いに直交する位相を有し、第２搬送波周波数ｆ２に変調される。本発明の衛星ナビゲーション信号生成装置によると４つの信号成分（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）の、２つの周波数（ｆ１、ｆ２）での定包絡線多重化を実現できる。
【００２１】
実施形態によると、実際の要求に基づいて、ベースバンド信号Ｓｉの電力パラメータｃ１、ｃ２、ｃ３、及びｃ４を設定することができる。すなわち、ベースバンド信号はそれぞれ異なった電力パラメータを有していてもよい。実施形態によると、電力パラメータは、各ベースバンド信号の実際に選択された送信電力のような、ベースバンド信号の絶対電力であってもよい。他の実施形態によると、電力パラメータはベースバンド信号の相対電力であってもよい。理解されているように、信号の絶対電力は、増幅器のような装置を通過した後、変化する。例えば、ベースバンド信号の電力の比ｃ１：ｃ２：ｃ３：ｃ４が１：１：１：１であるとき、４つのベースバンド信号のそれぞれの相対電力はおおよそ１である。ベースバンド信号の電力の比ｃ１：ｃ２：ｃ３：ｃ４が１：３：１：３であるとき、４つのベースバンド信号の相対電力は、それぞれ、おおよそ１、３、１、３である。さらに、ベースバンド信号生成器１１０によって生成されたベースバンド信号は、電力パラメータが０の１つ、２つ、又は３つの信号を含んでいてもよい。
【００２２】
多重化信号生成器２００は、ベースバンド信号の電力パラメータに基づいて、多重化信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに多重化信号の直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相を設定してもよい。
【００２３】
実施形態によると、ベースバンド信号は、＋／−１の値を持つ信号である。多重化信号生成器２００は、ベースバンド信号の値に基づいて、多重化信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに多重化信号の直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相を設定してもよい。
【００２４】
図２に示されているように、実施形態によると、ベースバンド信号生成器１００は、信号源１１０、拡散変調器１２０、及び拡散チップ波形生成器１３０を含んでいてもよい。
【００２５】
信号源１１０は、ＧＮＳＳによる位置決めに必要な同期ワード、時刻情報、及び天体暦（エフェメリス）などのような送信情報を生成し、それらをビットストリームにエンコードする。当業者には理解されるように、ＧＮＳＳのパイロット・チャネルのような測距目的のために排他的に設計されたいくつかの信号に対して、ビットストリーム送信が固有情報の送信なしに絶えず０又は１であり続けることができる。
【００２６】
拡散変調器１２０は、拡散シーケンスを使用して、信号源によって生成されたビットストリーム／情報を変調して、ナビゲーション・メッセージが変調された拡散シーケンスを得る。
【００２７】
拡散チップ波形生成器１３０は、ナビゲーション・メッセージを伴う拡散シーケンスのそれぞれのビットに波形を割り当てる。波形は、方形パルス、ＲＺ（Return to Zero）波形、方形波、及びＧＮＳＳで通常、使用される２値化された符号（ＢＣＳ）などであることができる。ＢＰＳＫ−Ｒ、ＢＯＣ、ＴＭＢＯＣ等の変調に用いる拡散チップ波形は、ＢＣＳ波形の例であることは当業者には理解されるだろう。理解されるように、本発明の衛星ナビゲーション信号は、ベースバンド信号成分に用いられる拡散チップ波形を柔軟に選択できる。
【００２８】
拡散チップ波形生成器１３０の出力は、＋／−１の値を有するベースバンド信号である。当業者には理解されるように、ベースバンド信号の振幅は＋／−１に限定されるものではなく、ベースバンド信号の振幅を任意に増大又は減少させることは、本発明の範囲から逸脱しない。
【００２９】
実施形態によると、多重化信号生成器２００は、ベースバンド信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４の電力パラメータ及びベースバンド信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、及びＳ４の値に基づいて、定包絡線を有する多重化信号を生成するために、多重化信号の同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の振幅及び位相を算出してもよい。
【００３０】
図３に示されているように、多重化信号生成器２００は、演算ユニット２１０、同位相チャネル生成ユニット２２０、及び直交位相チャネル生成ユニット２３０を含んでいてもよい。
【００３１】
演算ユニット２１０は、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４の電力パラメータ及び値に基づいて、同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の振幅Ａ（ｔ）及び位相φ（ｔ）を算出し、直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の振幅Ａ’（ｔ）及び位相φ’（ｔ）を算出する。
【００３２】
同位相チャネル生成ユニット２２０は、演算ユニット２１０で算出された振幅Ａ（ｔ）及び位相φ（ｔ）に基づいて、同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）を生成する。このとき、同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）は以下の式で表される。
【数２２】
0005858511.tif 000002
直交位相チャネル生成ユニット２３０は、演算ユニット２１０で算出された振幅Ａ（ｔ）及び位相φ（ｔ）に基づいて、直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）を生成する。このとき、直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）は以下の式で表される。
【数２３】
0005858511.tif 000003
ここで、ｆＳ＝|ｆ１−ｆ２|／２であり、ｓｇｎは以下に示す符号関数である。
【数２４】
0005858511.tif 000004
【００３３】
理解されるように、本実施形態では、同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）は振幅がＡ（ｔ）の方形波関数であり、直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）は振幅がＡ’（ｔ）の方形波関数である。そして、ｆｓ＝|ｆ１−ｆ２|／２は方形波の周波数を表している。
【００３４】
実施形態によると、演算ユニット２１０は、以下に示す式に基づいて、多重化信号の同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の振幅Ａ（ｔ）及び位相φ（ｔ）を算出し、多重化信号の直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の振幅Ａ’（ｔ）及び位相φ’（ｔ）を算出する。
【数２５】
0005858511.tif 000005
【数２６】
0005858511.tif 000006
ここで、ｓｉ（ｔ）、ｉ＝１、２、３、４は、値が＋／−１であるｉ番目のベースバンド信号を表し、ｃｉはｉ番目のベースバンド信号Ｓｉの電力パラメータを表し、ａｔａｎ２は以下に示す４象限アークタンジェント関数である。
【数２７】
0005858511.tif 000007
【００３５】
当業者には理解されるように、時間領域では、多重化信号生成器２００によって生成された多重化信号は、Ｓ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）＋ｊＱ（ｔ）で表すことができる。ここで、Ｉ（ｔ）は多重化信号の同位相ベースバンド成分であり、Ｑ（ｔ）は多重化信号の直交位相ベースバンド成分である。多重化信号の包絡線は、
0005858511.tif 000008
である。信号の包絡線が時間に対して一定であるとき、信号は定包絡線信号と呼ばれる。本発明の実施形態によると、多重化信号の同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の振幅及び位相と、多重化信号の直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の振幅及び位相とは、ベースバンド信号Ｓｉ（ｉ＝１、２、３、４）の電力パラメータとベースバンド信号Ｓｉの値に基づいて算出され、定包絡線多重化信号が生成される。本実施形態では、
0005858511.tif 000009
である。すなわち、多重化信号の包絡線は、時間に対して一定である。従って、当該多重化信号は定包絡線信号である。理解されるように、周波数領域では、第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２は互いに直交する搬送波位相を有し、搬送波周波数ｆｓとなるように多重化信号生成器２００によって変調され、第３ベースバンド信号及び第４ベースバンド信号は互いに直交する搬送波位相を有し、搬送波周波数−ｆｓとなるように多重化信号生成器２００によって変調される。
【００３６】
さらに、ベースバンド信号Ｓｉの電力パラメータｃ１、ｃ２、ｃ３、及びｃ４は、実際の要求に基づいて設定される。すなわち、異なるベースバンド信号は異なる電力パラメータを有していてもよい。さらに、ベースバンド信号生成器１１０によって生成されたベースバンド信号は、電力パラメータがゼロである１つ、２つ、又は３つの信号を含んでいてもよい。すなわち、値ｃ１、ｃ２、ｃ３、及びｃ４のうち、任意の１つ、任意の２つ、又は任意の３つがゼロであってもよい。
【００３７】
本発明の実施形態によれば、変調器３００は、衛星ナビゲーション信号を生成するために、定包絡線を有する多重化信号を高周波の搬送波に変調する。
【００３８】
図４に示されているように、変調器３００は、搬送波生成器３１０と、第１乗算器３２１、第２乗算器３２２、及び加算器３３０を含んでいてもよい。変調器３００は、多重化信号生成器２００によって生成された定包絡線を有する多重化信号を高周波に変調し、送信するために使用される。搬送波生成器３１０は中心周波数ｆＲＦ＝（ｆ１＋ｆ２）／２の搬送波を生成する。第１乗算器３２１を使用することによって、多重化信号生成器２００によって生成された多重化信号の同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）は、中心周波数ｆＲＦの搬送波、例えば、ｃｏｓ（２πｆＲＦｔ）の搬送波に変調される。第２乗算器３２２を使用することによって、多重化信号生成器２００によって生成された多重化信号の直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）は、中心周波数ｆＲＦの搬送波、例えば、ｓｉｎ（２πｆＲＦｔ）の搬送波に変調される。当該搬送波の位相は、第１乗算器３２１によって変調された搬送波の位相と直交する。第１乗算器３２１と第２乗算器３２２の出力は加算器３３０に送られ、定包絡線を有する衛星ナビゲーション信号ＳＲＦが得られる。ここで、衛星ナビゲーション信号ＳＲＦは、以下の式で表される。
【数２８】
0005858511.tif 000010
【００３９】
この方法で衛星によって送信された衛星ナビゲーション信号ＳＲＦは、定包絡線を有する衛星ナビゲーション信号である。
【００４０】
図５は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号生成装置１の詳細な実装例を示している。
【００４１】
図５に示されているように、信号生成装置１は、ベースバンド信号生成器１００、多重化信号生成器２００、及び変調器３００を含む。ベースバンド信号生成器１００は、信号源１１０、拡散変調器１２０、及び拡散チップ波形生成器１３０を含んでいてもよい。多重化信号生成器２００は、演算ユニット２１０、同位相チャネル生成器２２０、及び直交位相チャネル生成器２３０を含んでいてもよい。変調器３００は、搬送波生成器３１０、第１乗算器３２１、第２乗算器３２２、π／２位相変位回路３２３及び加算器３３０を含んでいてもよい。
【００４２】
具体的には、信号源１１０は、４つの２値のナビゲーション・メッセージを生成する。当業者には理解されるように、パイロット・チャネルが実装例に使用される場合、対応するチャネルのナビゲーション・メッセージは、０又は１で一定である。４つのナビゲーション・メッセージは拡散スペクトル変調のための拡散変調器１２０−１、１２０−２、１２０−３、１２０−４にそれぞれ送信され、ナビゲーション・メッセージを変調された４つの拡散シーケンスが得られる。ナビゲーション・メッセージを変調された拡散シーケンスは、拡散チップ波形生成器１３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０−４に送信される。チップ波形は、ナビゲーション・メッセージを変調された拡散シーケンスの入力から作られ、その出力結果はベースバンド信号ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、及びｓ４（ｔ）として表される。
【００４３】
演算ユニット２１０は、拡散チップ波形生成器１３０−１、１３０−２、１３０−３、１３０−４からベースバンド信号ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、及びｓ４（ｔ）を受け取り、ベースバンド信号ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、ｓ４（ｔ）の電力パラメータ及び現時点のｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、ｓ４（ｔ）の値に基づいて、同位相ベースバンド複合信号の振幅Ａ及び位相オフセットφと、直交位相ベースバンド複合信号の振幅Ａ’及び位相オフセットφ’とを算出する。
【００４４】
ベースバンド信号ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、ｓ４（ｔ）の電力パラメータは実際の要求に基づく任意の値として設定されてもよい。
【００４５】
計算規則を以下のように表すことができる。
【数２９】
0005858511.tif 000011
【数３０】
0005858511.tif 000012
【００４６】
同位相チャネル生成器２２０は、演算ユニット２１０から同位相ベースバンド複合信号の振幅Ａ及び位相オフセットφを受け取り、多重化信号の同位相ベースバンド成分を出力する。すなわち、同位相チャネル生成器２２０の出力は以下の式で表される。
【数３１】
0005858511.tif 000013
【００４７】
直交位相チャネル生成器２３０は、演算ユニット２１０から直交位相ベースバンド複合信号の振幅Ａ’及び位相オフセットφ’を受け取り、多重化信号の直交位相ベースバンド成分を出力する。すなわち、直交位相チャネル生成器２３０の出力は以下の式で表される。
【数３２】
0005858511.tif 000014
【００４８】
搬送波生成器３１０は、周波数ｆＲＦの搬送波信号を生成し、搬送波信号は２つの分枝に分けられる。第１分枝３４０の搬送波信号と同位相チャネル生成器２２０の出力は第１乗算器３２１に入力される。第２分枝３４１の搬送波信号は、π／２位相変位回路３２３を通過した後、分枝３４０の搬送波信号と直交する位相を有する搬送波信号になる。第２分枝３４１の搬送波信号と直交位相チャネル生成器２３０の出力は第２乗算器３２２に入力される。２つの乗算器の出力は加算器３３０に入力され、定包絡線を有する衛星ナビゲーション信号３３９が得られる。
【００４９】
図６は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号生成装置１の他の詳細な実装例を示している。本実施形態では、モジュールの駆動クロックは、クロックを同期させるために、基準周波数クロックｆ０の分配又は逓倍によって生成される。
【００５０】
図６に示されているように、ベースバンド信号生成器１００は、基準周波数クロック２０、周波数変換器２１、メッセージ生成器２２、周波数変換器２３、拡散変調器２４、周波数変換器２５、及び拡散チップ波形生成器２６を含んでいてもよい。多重化信号生成器２００は、Ｉチャネル状態選択器２７、Ｑチャネル状態選択器２８、周波数変換器２９、周波数変換器３０、第１複合信号生成器３１、及び第２複合信号生成器３２を含んでいてもよい。変調器３００は、第１乗算器３３、第２乗算器３４、π／２位相変位回路３５、周波数変換器３６、第１搬送波生成器３７、及び第１加算器３８を含んでいてもよい。
【００５１】
具体的には、周波数変換器２１を通過した基準周波数クロック２０は周波数ｆＤのデータ駆動クロックに変換される。データ駆動クロックは、４つの２値のナビゲーション・メッセージを生成するようにメッセージ生成器２２を駆動する。ある実装例においてパイロット・チャネルが要求されている場合、対応するチャネルのナビゲーション・メッセージは０又は１で一定である。周波数変換器２３−１、２３−２、２３−３、及び２３−４を通過した基準周波数クロックは、それぞれ、周波数ｆｃ１、ｆｃ２、ｆｃ３、及びｆｃ４の駆動クロックに変換される。当該駆動クロックは、拡散コード・レートがそれぞれｆｃ１、ｆｃ２、ｆｃ３、及びｆｃ４である４つの２値の拡散シーケンスを生成するように、拡散変調器２４−１、２４−２、２４−３、及び２４−４を駆動する。拡散コード・レートは、ｆＤの正の整数倍である。
【００５２】
メッセージ生成器２２によって生成された４つのナビゲーション・メッセージは、拡散シーケンスに２型の加算操作をするために、拡散変調器２４−１、２４−２、２４−３、及び２４−４にそれぞれ送信される。２型の加算操作の結果は、拡散チップ波形生成器２６−１、２６−２、２６−３、及び２６−４にそれぞれ送られる。拡散チップ波形生成器は、クロック２０を周波数変換器２５−１、２５−２、２５−３、及び２５−４に送ることによって生成された、周波数がｆｓｃ１、ｆｓｃ２、ｆｓｃ３、及びｆｓｃ４の副搬送波駆動クロックによって駆動される。拡散チップ波形生成器は、ナビゲーション・メッセージが変調された拡散シーケンスにＢＣＳチップ波形を割当てる。出力はベースバンド信号ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、ｓ４（ｔ）として分離して表される。ここで、ｆｓｃ１＝Ｋ１ｆｃ１、ｆｓｃ２＝Ｋ２ｆｃ２、ｆｓｃ３＝Ｋ３ｆｃ３、ｆｓｃ４＝Ｋ４ｆｃ４、であり、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４は１以上の整数である。
【００５３】
周波数変換器２９を通過したクロック２０は、Ｉチャネル状態選択器２７及びＱチャネル状態選択器２８を駆動する周波数ｆＭの駆動クロックに変換される。ｆＭはｆｓｃ１、ｆｓｃ２、ｆｓｃ３、及びｆｓｃ４の最小公倍数ｆｋより大きい。ｆＭ＝Ｍｆｋであり、Ｍは正の整数である。信号ｓｉ（ｔ）（ｉ＝１、２、３、４）の値の各位相変位点がｆＭに同期していることが確保される。タイム・スロットｔ∈［ｎ／ｆＭ，（ｎ＋１）／ｆＭ）の間、値ｓｉ（ｔ）の符号Ｓｉ,ｎ∈｛＋１，−１｝は一定である。
【００５４】
ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、ｓ４（ｔ）はＩチャネル状態選択器２７に送られる。状態選択器２７は、ベースバンド信号の現在のタイム・スロットのｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、ｓ４（ｔ）の電力パラメータと値に基づいて、Ｉチャネルのベースバンド複合信号の振幅Ａと位相のオフセットφとを算出する。計算の規則は以下のように表される。
【数３３】
0005858511.tif 000015
【００５５】
周波数変換器３０を通過したクロック２０は、周波数ｆｓの方形波状をした副搬送波を生成する第１複合信号生成器３１を駆動する周波数ｆｓの駆動クロックに変換される。Ｉチャネル状態選択器２７からの複合信号の振幅Ａ及び位相オフセットφは第１複合信号生成器３１に送られ、第１複合信号生成器３１によって生成される方形波状をした副搬送波の振幅及び位相オフセットが制御される。第１複合信号生成器３１の出力は以下のように表される。
【数３４】
0005858511.tif 000016
【００５６】
ｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、ｓ４（ｔ）はＱチャネル状態選択器２８に送られる。状態選択器２８は、ベースバンド信号の現在のタイム・スロットのｓ１（ｔ）、ｓ２（ｔ）、ｓ３（ｔ）、ｓ４（ｔ）の電力パラメータと値に基づいて、Ｑチャネルベースバンド複合信号の振幅Ａ’と位相のオフセットφ’とを算出する。計算の規則は以下のように表される。
【数３５】
0005858511.tif 000017
【００５７】
周波数ｆｓの駆動クロックは、第２複合信号生成器３２を駆動して、周波数ｆｓの方形波状をした副搬送波を生成する。Ｑチャネル状態選択器２８からの複合信号の振幅Ａ’及び位相オフセットφ’は、第２複合信号生成器３２に送られ、第２複合信号生成器３２によって生成される方形波状をした副搬送波の振幅及び位相オフセットが制御される。第２複合信号生成器３２の出力は以下のように表される。
【数３６】
0005858511.tif 000018
【００５８】
周波数変換器３６を通過した基準クロック２０は、周波数ｆＲＦの搬送波を生成するために、第１搬送波生成器３７を駆動する周波数ｆＲＦの駆動クロックに変換される。搬送波信号は２つの分枝に分割される。分枝４０の搬送波信号と第１複合信号生成器３１の出力とは、第１乗算器３３に送られる。他の分枝４１の搬送波信号は、π／２位相変位回路３５を通過した後、分枝４０の搬送波信号の位相と直交する位相の搬送波信号となる。他の分枝４１の搬送波信号と第２複合信号生成器３２の出力とは、第２乗算器３４に送られる。２つの乗算器の出力は第１加算器３８に送られ、定包絡線を有する衛星ナビゲーション信号３９が生成される。
【００５９】
図７は、ｃ１：ｃ２：ｃ３：ｃ４＝１：２：３：８である複合ベースバンド信号のＦｒｅｓｎｅｌコンスタレーションを示している。当該条件の複合信号は、１６−ＰＳＫ信号が示すように、コンスタレーション点が均一に分布していない。ｃ１：ｃ２：ｃ３：ｃ４に他の値を設定すると、コンスタレーション点の数とコンスタレーション点の分布とは本実施例と異なることができる。
【００６０】
図８は、ｃ１：ｃ２：ｃ３：ｃ４＝１：２：３：８、ｆｃ１＝ｆｃ２＝ｆｃ３＝ｆｃ４＝１０．２３ＭＨｚ、各信号成分に対して採用された方形パルス拡散波形（すなわち、ＢＰＳＫ−Ｒ変調）、及びｆｓ＝１５．３４５ＭＨｚの多重化されたベースバンド信号のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）を示している。ＰＳＤでは、同じ周波数を共有している２つの信号成分は、互いに加算され、互いを区別することは難しい。しかし、本実施形態では、中心周波数がｆ１の上側波帯の主ローブ５１の電力は、中心周波数がｆ２の下側波帯の主ローブ５０の電力より約５．５ｄＢ低い。これは、上側波帯の信号成分の総電力と下側波帯の信号成分の総電力との比が（ｃ１＋ｃ２）／（ｃ３＋ｃ４）＝３／１１（−５．６ｄＢ）とした設計仕様と一致する。従って、本発明に示された衛星ナビゲーション信号の生成方法によると、異なる電力の４つの信号成分の定包絡線多重化を達成できる。
【００６１】
本発明の他の態様は、衛星ナビゲーション信号生成方法を提供する。４つの信号成分（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）の２つの周波数（ｆ１、ｆ２）での定包絡線多重化を達成できる。
【００６２】
図９は、本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号生成方法のフローチャートを示している。図９に示されているように、ステップ９０１では、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３、及び第４ベースバンド信号Ｓ４が生成される。ステップ９０２では、定包絡線を有する多重化信号を生成するために、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３、及び第４ベースバンド信号Ｓ４の多重化信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相が設定される。ステップ９０３では、定包絡線を有する多重化信号が高周波に変調され、衛星ナビゲーション信号が生成される。ここで、第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２は、互いに直交する搬送波位相を有し、第１搬送波周波数ｆ１に変調され、第３ベースバンド信号及び第４ベースバンド信号は、互いに直交する搬送波位相を有し、第２搬送波周波数ｆ２に変調される。
【００６３】
本実施形態によると、ベースバンド信号Ｓｉの電力ｃ１、ｃ２、ｃ３、及びｃ４は、実際の要求に基づいて設定される。ステップ９０２では、多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分の振幅と位相とはベースバンド信号の電力パラメータに基づいて設定されてもよい。
【００６４】
本実施形態によると、ステップ９０２では、多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分の振幅と位相とはベースバンド信号の値に基づいて設定されてもよい。
【００６５】
本実施形態によると、ステップ９０３では、定包絡線を有する多重化信号がｆＲＦ＝（ｆ１＋ｆ２）／２で表される中心周波数の搬送波に変調されて、衛星ナビゲーション信号が生成されてもよい。
【００６６】
本発明の実施形態によると、衛星ナビゲーション信号生成方法は、さらに、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４の電力パラメータ及び値に基づいて、同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の振幅Ａ（ｔ）及び位相φ（ｔ）を算出し、直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の振幅Ａ’（ｔ）及び位相φ’（ｔ）を算出することと、算出された振幅Ａ（ｔ）及び位相φ（ｔ）に基づいて以下の式で表される同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）を生成することと、
【数３７】
0005858511.tif 000019
算出された振幅Ａ’（ｔ）及び位相φ’（ｔ）に基づいて以下の式で表される直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）を生成することとを含む。
【数３８】
0005858511.tif 000020
ここで、ｆＳ＝|ｆ１−ｆ２|／２であり、ｓｇｎは以下に示す符号関数である。
【数３９】
0005858511.tif 000021
【００６７】
本発明の実施形態によると、衛星ナビゲーション信号の生成方法は、さらに、以下の式に従って、同位相ベースバンド成分Ｉ（ｔ）の振幅Ａ（ｔ）及び位相φ（ｔ）を算出することと、直交位相ベースバンド成分Ｑ（ｔ）の振幅Ａ’（ｔ）及び位相φ’（ｔ）を算出することを含む。
【数４０】
0005858511.tif 000022
【数４１】
0005858511.tif 000023
ここで、ｓｉ（ｔ）、ｉ＝１、２、３、４はｉ番目のベースバンド信号Ｓｉを表し、ｃｉはｉ番目のベースバンド信号Ｓｉの電力パラメータを表し、ａｔａｎ２は以下に示す４象限アークタンジェント関数である。
【数４２】
0005858511.tif 000024
【００６８】
衛星ナビゲーション信号生成方法及び生成装置の実施形態及び具体的な実装例が図面を参照して上記の様に記載されているが、例示的な方法が示されているだけであって、それに限定されないことは理解されるべきである。本発明の精神と範囲から逸脱することなく形状や細部に様々な変形を加えることが可能であることは、当業者には明らかであろう。
【００６９】
上記の本発明の実施形態は、送信側、すなわち、衛星ナビゲーション信号生成方法及び生成装置に焦点を当ててきた。さらに、本発明の実施形態は、上記の衛星ナビゲーション信号生成方法及び生成装置によって生成された信号に関する。
【００７０】
さらに、変換システム、方法、装置、及び受信機は、上記の衛星ナビゲーション信号生成方法及び生成装置によって生成された信号を受信し処理することを要求とされることは、当業者には明らかだろう。それゆえに、本発明の実施形態は、さらに、上記の衛星ナビゲーション信号を処理するために使用されるシステム、方法、装置、及び受信機に関する。
【００７１】
本発明の実施形態によると、衛星ナビゲーション信号受信装置は、上記の衛星ナビゲーション信号生成方法又は生成装置によって生成された衛星ナビゲーション信号を受信するために提供される。本実施形態では、第１搬送波及び第２搬送波に変調された信号成分は、個々に処理可能である。図１０に示されているように、信号受信装置５００は、受信ユニット５１０、復調ユニット５２０、及び処理ユニット５３０を含んでいる。受信ユニット５１０は衛星ナビゲーション信号を受信する。復調ユニット５２０は受信された衛星ナビゲーション信号の第１搬送波に変調された信号成分を復調し、受信された衛星ナビゲーション信号の第２搬送波に変調された信号成分を復調する。処理ユニット５３０は、第１搬送波に変調され、復調ユニットによって復調された信号成分に基づいて、第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２を取得し、第２搬送波に変調され、復調ユニットによって復調された信号成分に基づいて、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得する。
【００７２】
図１１は本発明の実施形態による衛星ナビゲーション信号受信装置の具体的な実装例の概略図を示している。本実施形態によると、受信ユニット５１０はアンテナ６１を含んでいてもよく、復調ユニット５２０はフィルタ・アンプ・ユニット６２、ダウンコンバータ６３、アナログ・デジタル変換器６４を含んでいてもよく、処理ユニット５３０はデジタル信号処理モジュール６５を含んでいてもよい。
【００７３】
図１１によると、信号成分が分離して受信されるとき、衛星ナビゲーション信号６０はアンテナ６１から受信される。アンテナ６１によって受信された後、受信された衛星ナビゲーション信号６０はフィルタ・アンプ・ユニット６２に送られる。ここで、衛星ナビゲーション信号６０は強い干渉信号や帯域外雑音に対抗するためにフィルタされ、その後、衛星ナビゲーション信号６０は増幅される。上側波帯信号成分ｓ１（ｔ）又はｓ２（ｔ）を処理するとき、フィルタ・ユニットの中心周波数は、信号成分ｓ１（ｔ）又はｓ２（ｔ）の電力がフィルタ・ユニットを十分に通過することを確実にするために、受信される信号成分ｓ１（ｔ）又はｓ２（ｔ）の帯域幅以上の帯域幅で、ｆ１近傍にセットされる。同様に、下側波帯信号成分ｓ３（ｔ）又はｓ４（ｔ）を処理するとき、フィルタ・ユニットの中心周波数は、信号成分ｓ３（ｔ）又はｓ４（ｔ）の電力がフィルタ・ユニットを十分に通過することを確実にするために、受信される信号成分ｓ３（ｔ）又はｓ４（ｔ）の帯域幅以上の帯域幅で、ｆ２近傍にセットされる。
【００７４】
フィルタされ、増幅されたフィルタ・アンプ・ユニット６２からの信号は、信号成分の搬送波周波数を対応する中間周波数に変換するために、ダウンコンバータ６３に送られる。そして、信号は、信号のサンプリングと量子化を行うために、アナログ・デジタル変換器６４に送られ、デジタル中間周波数信号が得られる。
【００７５】
アナログ・デジタル変換器６４からのデジタル中間周波数信号は、デジタル信号処理モジュール６５に送られる。当該モジュールは、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、一般的な演算ユニット、又はこれらの装置の組み合わせで実装されて、処理されるベースバンド信号成分の適切な取得、トラッキング、復調が達成されてもよい。
【００７６】
さらに、本発明の実施形態によると、衛星ナビゲーション信号受信方法は、上述の衛星ナビゲーション信号生成方法又は生成装置によって生成された衛星ナビゲーション信号を受信するために提供される。信号受信方法は、衛星ナビゲーション信号を受信することと、受信された衛星ナビゲーション信号の第１搬送波に変調された信号成分を復調して、第１ベースバンド信号Ｓ１及び第２ベースバンド信号Ｓ２を取得することと、受信された衛星ナビゲーション信号の第２搬送波に変調された信号成分を復調して、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得することとを含む。
【００７７】
本発明の実施形態によると、衛星ナビゲーション信号受信装置は、上述の衛星ナビゲーション信号生成方法又は生成装置によって生成された衛星ナビゲーション信号を受信するために提供される。本実施形態では、中心周波数（ｆ１＋ｆ２）／２の受信された衛星ナビゲーション信号は一体として処理される。図１０に示されているように、信号受信装置５００は、受信ユニット５１０、復調ユニット５２０、及び処理ユニット５３０を含む。ここで、受信ユニット５１０は衛星ナビゲーション信号を受信する。復調ユニット５２０は、衛星ナビゲーション信号を復調して、多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を取得する。処理ユニット５３０は、多重化信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相に基づいて、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得する。
【００７８】
理解されるように、ベースバンド信号の値は＋／−１であるので、４つのベースバンド信号の値［Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４］の組み合わせは１６の組み合わせ状態まで有することができる。１６の組み合わせ状態のそれぞれに対応する同位相及び直交位相ベースバンド成分のローカル・レプリカに対して、処理ユニット５３０は、ローカル・レプリカの同位相及び直交位相ベースバンド成分と、復調ユニット５４０からの同位相及び直交位相ベースバンド成分との相関を計算して、受信された第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４の値を決定する。
【００７９】
図１１を再度参照すると、多重化信号が受信され、一体として処理されるとき、衛星ナビゲーション信号６０は受信機のアンテナ６１から受信される。アンテナ６１からの受信された衛星ナビゲーション信号６０は、強い干渉信号や帯域外雑音に対抗するために衛星ナビゲーション信号６０をフィルタし、衛星ナビゲーション信号６０を増幅するために、フィルタ・アンプ・ユニット６２に送られる。フィルタ・ユニットの中心周波数は、全ての複合信号の電力がフィルタ・ユニットを十分に通過することを確実にするために、２ｆｓ以上の帯域幅で（ｆ１＋ｆ２）／２近傍に設定される。フィルタ・ユニットの設計が可能であるならば、各信号成分の第１主ローブの電力がフィルタ・ユニットを確実に通過することが提案される。
【００８０】
フィルタされ、増幅されたフィルタ・アンプ・ユニット６２からの信号は、信号成分の搬送波周波数を中間周波数に変換するために、ダウンコンバータ６３に送られる。そして、信号は、デジタル中間周波数信号を取得するために、信号をサンプリングし、量子化するアナログ・デジタル変換器６４に送られる。
【００８１】
アナログ・デジタル変換器６４からのデジタル中間周波数信号は、デジタル信号処理モジュール６５に送られる。当該モジュールは、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、一般的な演算ユニット、又はこれらの装置の組み合わせで実装されてもよい。デジタル中間周波数信号は、デジタル信号の中間周波数とドップラとを除去するために、受信機で生成された同位相の搬送波及び直交位相の搬送波を掛け合わされ、受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び受信機直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）が取得される。
【００８２】
デジタル信号処理モジュール６５は、拡散チップ波形を割当てられた４つの信号成分の拡散シーケンスを生成するように構成されている。４つの信号成分の２値のベースバンド信号のローカル・レプリカにおける全ての可能な値の組み合わせに基づいて、同位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000025
及び直交位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000026
は、各エポックで、各組み合わせに対応して、デジタル信号処理モジュール６５によって生成される。値の組み合わせの総数はｇとして表される。Ｎの信号成分がデータ・チャネルに関連しているとすると、ｇ＝２Ｎとして算出可能である。
0005858511.tif 000027
のg値の組み合わせ中の具体的な例として、
0005858511.tif 000028
及び
0005858511.tif 000029
は以下のように算出される。
【数４３】
0005858511.tif 000030
【数４４】
0005858511.tif 000031
【数４５】
0005858511.tif 000032
【００８３】
同位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000033
のｉ番目（ｉ＝１、２、．．．、ｇ）のグループは、受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び受信機直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）をそれぞれ掛け合わされ、その結果は、ＴＩの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送られる。そして、第１同位相相関値ｃｏｒｒ１Ｉｉ及び第１直交位相相関値ｃｏｒｒ１Ｑｉのｉ番目（ｉ＝１、２、．．．、ｇ）のグループが得られる。同様に、直交位相ベースバンド波形ローカル・レプリカ
0005858511.tif 000034
の各グループは、受信機同位相ベースバンド信号ＳＩ（ｔ）及び受信機直交位相ベースバンド信号ＳＱ（ｔ）をそれぞれ掛け合わされ、その結果は、ＴＩの期間、コヒーレント積分するために積分放電フィルタに送られる。そして、第２同位相相関値ｃｏｒｒ２Ｉｉ及び直交位相相関値ｃｏｒｒ２Ｑｉのｉ番目（ｉ＝１、２、．．．、ｇ）のグループが得られる。
【００８４】
第７ステップでは、第１同位相相関値ｃｏｒｒ１Ｉｉ及び第１直交位相相関値ｃｏｒｒ１Ｑｉ、第２同位相相関値ｃｏｒｒ２Ｉｉ及び第２直交位相相関値ｃｏｒｒ２Ｑｉのｉ番目（ｉ＝１、２、．．．、ｇ）のグループは下記の式に従って結合され、同位相結合相関値
0005858511.tif 000035
及び直交位相結合相関値
0005858511.tif 000036
のｉ番目（ｉ＝１、２、．．．、ｇ）のグループが得られる。
【数４６】
0005858511.tif 000037
【００８５】
同位相結合相関値
0005858511.tif 000038
及び直交位相結合相関値
0005858511.tif 000039
のある１グループの
0005858511.tif 000040
がすべてのグループの内で最大値の場合、当該グループは、最適な同位相結合相関値Ｉ’及び最適な直交位相結合相関値Ｑ’として選択される。そして、Ｉ’値及びＱ’値は、伝統的な取得方法及びトラッキング・ループを通して処理されてもよい。
【００８６】
さらに、本発明の実施形態によると、衛星ナビゲーション信号受信装置が提供され、上述の衛星ナビゲーション信号生成方法又は生成装置によって生成された衛星ナビゲーション信号が受信される。信号受信装置は、衛星ナビゲーション信号を受信することと、衛星ナビゲーション信号を復調して、多重化信号の同位相ベースバンド成分及び直交位相ベースバンド成分を取得することと、多重化信号の同位相ベースバンド成分の振幅及び位相並びに直交位相ベースバンド成分の振幅及び位相に基づいて、第１ベースバンド信号Ｓ１、第２ベースバンド信号Ｓ２、第３ベースバンド信号Ｓ３及び第４ベースバンド信号Ｓ４を取得することとを含む。
【００８７】
衛星ナビゲーション信号受信方法及び受信装置の実施形態及び具体的な実装例が図面を参照して上記の様に記載されているが、例示的な方法が示されているだけであって、それに限定されないことは理解されるべきである。さらに、変換システム、方法、装置、及び受信機は、上記の衛星ナビゲーション信号生成方法及び生成装置によって生成された信号を受信し処理するために必要であることは、当業者には明らかだろう。それゆえに、本発明の実施形態は、上記の衛星ナビゲーション信号を処理するために使用される任意のシステム、方法、装置、及び受信装置に関する。
【００８８】
本発明の実施形態は、ハードウエア、ソフトウエア、又はこれらの組み合わせによって実装されてもよい。本発明の１つの態様は、本発明の実施形態に基づいて、衛星ナビゲーション信号生成方法、生成装置、衛星ナビゲーション信号受信方法、受信装置を実施するための実行可能な命令を含むプログラムを提供する。さらに、プログラムは、光又は磁気で読み取り可能な記憶媒体、チップ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、又は任意の形式の揮発性若しくは不揮発性記憶装置のような任意の形式のストレージに記憶される。本発明の実施形態の例によると、機械可読記憶媒体がプログラムを保存するために提供される。
【００８９】
本発明の種々の実施形態が図面を参照して上記の様に記載されているが、例示的な方法が示されているだけであって、それに限定されないことは理解されるべきである。本発明の精神と範囲から離れることなく形状や細部に様々な変形を加えることはが可能であることは、当業者には明らかであろう。
【図１】
0005858511.tif 000100
【図２】
0005858511.tif 000101
【図３】
0005858511.tif 000102
【図４】
0005858511.tif 000103
【図５】
0005858511.tif 000104
【図６】
0005858511.tif 000105
【図７】
0005858511.tif 000106
【図８】
0005858511.tif 000107
【図９】
0005858511.tif 000108
【図１０】
0005858511.tif 000109
【図１１】
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