(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相関器システムであって、
レプリカ搬送波信号を各々生成するように構成された複数の数値制御発振器と、
該複数の数値制御発振器のうちの少なくとも２つにより生成された個々のレプリカ搬送波信号の中から選択するように構成された搬送波多重化器と、
レプリカ・コードを提供するように構成されたコード生成器と、
該レプリカ・コードからの遅延コードを提供するように構成された遅延器と、
該遅延コードと該レプリカ・コードのうちの１つを乗算器に選択的に提供するように構成されたコード多重化器とを備え、
該乗算器は、受信信号を表す入力ストリームと、該搬送波多重化器で選択されたレプリカ搬送波信号とを受信し、提供されたコードの、該受信した入力ストリームに関連付けられたコードに対する類似性を表す相関結果を提供するように構成されており、
前記コード多重化器は、一定値からなるコードを選択的に提供するようにさらに構成され、一定値からなるコードが提供される場合、前記乗算器は、前記搬送波多重化器からの前記選択されたレプリカ搬送波信号と、該一定値からなるコードと、前記入力ストリームとを合成し、前記搬送波多重化器からの選択された出力により示される周波数での離散フーリエ変換を表す出力を提供する、相関器システム。
【請求項２】
前記搬送波多重化器および前記コード多重化器の各々を制御して、複数の利用可能な動作モードから前記相関器システムの動作モードを選択するシステム制御器をさらに備える、請求項１に記載の相関器システム。
【請求項３】
前記複数の動作モードは、従来型の相関器モードと、低パワー・スペクトル監視機能を持つ相関器モードと、隣接機能を持つ相関器モードと、前記相関器システムが３複合点離散フーリエ変換を提供するスペクトル監視モードとを含む、請求項２に記載の相関器システム。
【請求項４】
システム制御器は、前記レプリカ搬送波信号の各々に対して関連する周波数を設定すべく前記複数の数値制御発振器を制御するように構成されている、請求項２に記載の相関器シ
ステム。
【請求項５】
前記遅延器が第１遅延器であり、前記遅延コードが第１の遅延コードであり、システムは、該第１の遅延コードから第２の遅延コードを提供するように構成された第２遅延器をさらに備える、請求項１に記載の相関器システム。
【請求項６】
前記第１の遅延コードから隣接設定の第３の遅延コードを提供するように構成された第３遅延器をさらに備える、請求項５に記載の相関器システム。
【請求項７】
前記レプリカ・コードと前記第２の遅延コードとの間の差を表す複合コードを生成するように構成されたデジタル論理をさらに備え、前記コード多重化器は複数のコード多重化器のうちの第１コード多重化器を備え、前記乗算器は複数の乗算器のうちの第１、第２、及び第３乗算器を備え、該複数の乗算器の各々が該複数のコード多重化器のうちの１つに関連付けられ、該第１乗算器は該レプリカ・コードを受信し、第２乗算器は該複合コードを受信し、第３乗算器は、該第３乗算器の出力が隣接コードおよび単一点離散フーリエ変換のうちの１つに使用可能となるように、さらに遅延されたレプリカ・コードおよび一定のバイナリ・コードのうちの１つを受信する、請求項６に記載の相関器システム。
【請求項８】
方法であって、
複数の利用可能な動作モードから相関器システムの動作モードを選択すること、
複数の相関器の各々に対して、第１のセットの多重化器において、提供された複数のコードから１つのコードを選択することであって、前記複数の相関器のうちの任意の相関器は、前記提供された複数のコードうちの選択された一つコードを受信するように構成され、任意のモードにおいて、前記提供されたコードは、前記第１のセットの多重化器のうちの関連する多重化器からの、全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）レプリカ・コードと、該ＧＮＳＳレプリカ・コードと該ＧＮＳＳレプリカ・コードの遅延バージョンとの差を表すアーリー・マイナス・レイト・コードとを含み、別のモードにおいて、１つまたは複数の相関結果が特定の周波数での離散フーリエ変換、あるいは外来信号に関連付けられた相関結果のいずれかを表すことができるように一定値からなるコードが提供される、前記提供された複数のコードから１つのコードを選択すること、
該複数の相関器の一部の相関器の各々に対して、第２のセットの関連する多重化器において、提供された複数の搬送波から１つの搬送波を選択すること、
該複数の相関器の一部の相関器の各々に対して、該選択された搬送波と該選択されたコードとを合成し、該相関器にレプリカ信号を提供すること
を含む方法。
【請求項９】
前記複数の相関器はさらに第１相関器を含み、前記複数の相関器のうちの一部の相関器は少なくとも第２相関器を含み、方法は、該第１相関器に対して選択されたコードを第１の搬送波と合成し、該第１相関器にレプリカ信号を提供することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の相関器のうちの一部の相関器の各々に対して複数の提供された搬送波から１つの搬送波を選択することは、第１の搬送波信号と、第１の周波数とは異なる周波数を有する別の搬送波信号との中から選択することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１相関器に対して複数の提供されたコード中から選択することは、少なくとも前記ＧＮＳＳレプリカ・コード、遅延がより少ない前記ＧＮＳＳレプリカ・コードのアーリー・バージョン、繰り返し一定値からなるバイナリ・コードとの中から選択することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の提供された搬送波の各々は、関連する数値制御発振器において生成されたものであり、方法はシステム制御器で提供された該搬送波の各々に対する周波数を設定することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
方法であって、
アーリー全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）レプリカ・コードと、アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードの遅延バージョンとして生成されるプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードと、該プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードの第１の遅延バージョンとして生成されるレイトＧＮＳＳレプリカ・コードと、該レイトＧＮＳＳレプリカ・コードの遅延よりも大きい遅延を有するプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードの第２の遅延バージョンとして生成される隣接ＧＮＳＳレプリカ・コードとを生成すること、
第１の周波数を有する第１の搬送波信号を生成すること、
該アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードおよび該レイトＧＮＳＳのレプリカ・コードとの間の差を表すアーリー・マイナス・レイト・コードを生成すること、
少なくとも該アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードと該プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードを入力として受信する第１多重化器で該アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードを選択すること、
少なくとも該プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードと該アーリー・マイナス・レイト・コードとを入力として受信する第２多重化器で該プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードを選択すること、
少なくとも該レイトＧＮＳＳレプリカ・コードと該隣接ＧＮＳＳレプリカ・コードを入力として受信する第３多重化器で該レイトＧＮＳＳレプリカ・コードを選択すること、
第１、第２、第３相関器の各々において該アーリーＧＮＳＳレプリカ・コード、該プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コード、及び該レイトＧＮＳＳレプリカ・コードの各々を該第１の搬送波信号と合成して、アーリー・レプリカ信号、プロンプト・レプリカ信号、およびレイト・レプリカ信号を提供すること
を備える方法。
【請求項１４】
前記第１多重化器での前記選択を前記アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードから前記プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードへ変更すること、
前記第２多重化器での前記選択を前記プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードから前記アーリー・マイナス・レイト・コードに変更すること、
前記第３多重化器での前記選択を前記レイトＧＮＳＳレプリカ・コードから隣接コードに変更すること、
前記第１、第２、第３相関器において前記プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コード、前記アーリー・マイナス・レイト・コード、および前記隣接コードの各々を前記第１の搬送波信号と合成して、プロンプト・レプリカ信号、アーリー・マイナス・レイト・レプリカ信号、および隣接レプリカ信号を提供すること
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
繰り返し一定値からなるバイナリ・コードを生成すること、
第２および第３の周波数を各々有する第２および第３の搬送波信号を生成すること、
前記第１、第２、第３多重化器の各々に入力として該バイナリ・コードを提供すること、
該第１、第２、第３多重化器の各々において該バイナリ・コードを選択すること、
前記第１、該第２、および該第３の搬送波信号の各々を該バイナリ・コードと合成して、３複合点離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を提供することをさらに含み、各点が前記第１、第２、および第３相関器うちの１つによって提供される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
繰り返し一定値からなるバイナリ・コードを生成すること、
第２の周波数を有する第２の搬送波信号を生成すること、
前記第１多重化器での前記選択を前記アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードから前記プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードへ変更すること、
前記第２多重化器での前記選択を前記プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードから前記アーリー・マイナス・レイト・コードに変更すること、
前記第３多重化器での前記選択を前記レイトＧＮＳＳレプリカ・コードから前記バイナリ・コードに変更すること、
前記第１および第２相関器において該プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードと該アーリー・マイナス・レイト・コードの各々を前記第１の搬送波信号と合成して、プロンプト・レプリカ信号およびアーリー・マイナス・レイト・レプリカ信号を各々提供すること、
前記第３相関器において該第２の搬送波信号を該バイナリ・コードと合成して、単一点離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を提供すること
をさらに含む請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション・システムに関し、特に、ナビゲーション・システム用の再構成可能な相関器に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機で使用される基本ベースバンドのデジタル信号処理コンポーネントは、相関器として知られる。このコンポーネントは、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）によって出力された受信ＧＮＳＳ信号のデジタル化サンプルを、受信中の信号の搬送波および拡散コード成分のローカルに生成されたレプリカと相関させる。ローカル・レプリカが、受信信号の搬送波およびコード成分に適切に整列されている場合は、大きな相関結果が生成される。信号は、整列ローカル・レプリカから得られる信号のパラメータに従って処理可能で、それによって、出力レベルが熱雑音よりもはるかに低い実際の受信信号パラメータの観察が可能となる。基本的に、これらの受信信号パラメータは、逆拡散信号の振幅、およびローカルに生成された搬送波に対する逆拡散信号の搬送波の位相である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７８５２９０７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、相関器システムは、複数の数値制御発振器と、受信信号を表す入力ストリームを受信するように構成された乗算器とを含む。搬送波多重化器は、複数の数値制御発振器のうちの個々の少なくとも２つの出力の中から選択し、乗算器に選択された出力を提供するように構成されている。コード生成器は、レプリカ・コードを提供するように構成されている。遅延器は、レプリカ・コードから遅延コードを提供するように構成されている。コード多重化器は遅延コードとレプリカ・コードの各々を乗算器に選択的に提供するように構成されている。
【０００５】
本発明の別の態様によれば、一つの方法が提供される。複数の相関器の各々に対して、第１のセットの関連する多重化器において、複数の提供されたコードから１つのコードが選択される。複数の相関器のうちの一部の相関器の各々に対して、第１のセットの関連する多重化器において、複数の提供された搬送波から１つの搬送波が選択される。複数の相関器のうちの一部の相関器の各々に対して、選択された搬送波と選択されたコードが合成されて、相関器にレプリカ信号が提供される。
【０００６】
本発明のさらなる別の態様によれば、別の方法が提供される。アーリー全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）レプリカ・コード、アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードの遅延バージョンとして生成されるプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コード、プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードの第１の遅延バージョンとして生成されるレイトＧＮＳＳレプリカ・コード、およびレイトＧＮＳＳレプリカ・コードよりも大きい遅延を有するプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードの第２の遅延バージョンとして生成される隣接ＧＮＳＳレプリカ・コードが生成される。第１の周波数を有する第１の搬送波信号が生成される。アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードとレイトＧＮＳＳレプリカ・コードとの間の差を表すアーリー・マイナス・レイト・コードが生成される。アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードは、入力として少なくともアーリーＧＮＳＳレプリカ・コードとプロンプトＧＮＳＳコードを受信する第１多重化器で選択される。プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードは、入力として少なくともプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードとアーリー・マイナス・レイト・コードを受信する第２多重化器で選択される。レイトＧＮＳＳレプリカ・コードは、入力として少なくともレイトＧＮＳＳレプリカ・コードと隣接ＧＮＳＳレプリカ・コードを受信する第３多重化器で選択される。アーリーＧＮＳＳレプリカ・コード、プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コード、およびレイトＧＮＳＳレプリカ・コードの各々は、第１の搬送波信号と合成されて、個々の第１、第２、第３相関器にてアーリー・レプリカ信号、プロンプト・レプリカ信号、およびレイト・レプリカ信号が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一態様による全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）のための相関器システムを示す図。
【図２】本発明の一態様による相関器アセンブリの一実施形態を示す図。
【図３】本発明の一態様による再構成可能な相関器アセンブリを動作させる１方法を示す図。
【図４】本発明の一態様による再構成可能な相関器アセンブリを動作させる別の方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、一般にナビゲーション・システムに関し、信号逆拡散に基づく任意の適切なナビゲーション・システム内に実装することができる。例示の目的で、上述の説明は特にＧＮＳＳ受信機での実施に向けられているが、本発明は、任意のスペクトラム拡散システムに一般的に適用可能であることが理解されよう。ＧＮＳＳ受信機で使用される基本ベースバンドのデジタル信号処理コンポーネントは、相関エンジン、または相関器として知られている。相関エンジンは、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）により出力された受信ＧＮＳＳ信号のデジタル化サンプルを受信中の信号の搬送波及び拡散コード成分のローカルに生成されたレプリカと相関させる。ローカル・レプリカが、受信信号の搬送波およびコード成分と適切に整列されている場合は、大きな相関結果が生成される。信号は、整列ローカル・レプリカから得られる信号のパラメータに従って処理することができ、それによって、出力レベルが熱雑音よりもはるかに低い実際の受信ＧＰＳ信号パラメータの観察が可能となる。これらの受信信号パラメータは、逆拡散信号の大きさ、およびその搬送波のローカルに生成された搬送波に対する位相を表す。
【０００９】
受信機フロントエンドの設計帯域幅に比例するＡＤＣのサンプル・レートで相関は発生する。通常、サンプル・レートは、フロントエンドの設計に応じ、４メガヘルツから数１００メガヘルツの間の範囲が可能である。このサンプル・レートは、通常、高すぎるため、リアル・タイムで相関演算を実行するカスタム・デジタル・ハードウェア以外のものを使用できない。ＧＮＳＳ受信機の通常動作中、受信機は、可能な限り最高の距離測定値、すなわち、可能な限り測定誤差や雑音の低い距離測定値を生成することを目標として、変動する動作条件に動的に適合するように構成されている。いくつかの実施形態では、この過程の一部として、検出前積分時間と呼ばれる相関を実行するのに必要な総時間は、通常整数ミリ秒単位で変化する。
【００１０】
一実施形態では、ＧＰＳ受信機アルゴリズムは、ハードウェアとマイクロプロセッサ上で実行されるソフトウェアの間で分割される。ハードウェアでは最大１ミリ秒まで相関は実行され、その結果はソフトウェア・プロセッサに転送され、そこでさらに積分を実行可能である。ソフトウェアは、１ミリ秒の基準時点でレプリカ搬送波とデジタル・ハードウェアに常駐するコード生成器とを制御できる。したがって、ハードウェア相関器とソフトウェアとの間で双方向通信が維持され、一実施形態では、この通信は、最大１キロヘルツのレートで連続的に起こる。
【００１１】
本発明の一態様によれば、ハードウェア相関器は、複数の機能を実行するように構成可能である。一実施形態では、所与の相関器は、第１の動作モードでは、「アーリー」相関結果、アーリー相関結果からの第１の遅延を表す「プロンプト」相関結果、およびアーリー相関結果からの第２の遅延を表す「レイト」相関結果を提供可能である。異なる動作モードが望まれる場合、１つまたは複数の相関結果が、特定の周波数での離散フーリエ変換、あるいは外来信号（例えば、バイナリ・オフセット搬送波（ＢＯＣ）システムにおける、偽装信号、マルチパス反射、または、サイド・ローブのピーク）に関連付けられた相関結果のいずれかを表すことができるように相関器を動的に再構成することができる。したがって、本発明の一態様による相関器により、既存のシステム上での柔軟性を大幅に増加させることが可能となる。
【００１２】
図１は、本発明の一態様による全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）用の相関器システム１０を示す。相関器システム１０は、複数の数値制御発振器１２および１４を含み、各数値制御発振器１２および１４は、ＧＮＳＳシステムの衛星から受信されるものであると予測される搬送波信号を表すレプリカ搬送波信号を提供するように構成される。なお、本発明の一態様によれば、各数値制御発振器１２および１４の関連する周波数はシステム制御器１６で設定され得ることが理解されよう。例えば、システム制御器１６は１つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読媒体および１つまたは複数の関連プロセッサに保存されているソフトウェアとして、実施することができる。
【００１３】
コード生成器１８は、ＧＮＳＳシステムにおいて衛星から受信されるものであると予測される擬似ランダム・コードを表すレプリカＧＮＳＳコードを提供する。レプリカ・コードは、レプリカ・コードの遅延表現を生成する遅延器２０に提供される。レプリカ・コードとレプリカ・コードの遅延バージョンは各々コード多重化器２２に提供される。コード多重化器２２は、少なくともレプリカ・コードとその遅延表現とから選択し、選択されたコードを乗算器２４に提供するようにシステム制御器１６によって制御される。
【００１４】
搬送波多重化器２６は、複数の数値制御発振器１２および１４のうち少なくとも２つの数値制御発振器の個々の出力の中から選択し、選択された出力を乗算器２４に提供するようにシステム制御器１６によって制御される。乗算器２４は、関連するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）で受信された信号からのものであるデジタル化入力ストリームを受信する。搬送波多重化器２６で選択されたレプリカ搬送波と、コード多重化器２２で選択されたレプリカ・コードと、入力ストリームとの乗算結果は、選択されたレプリカ・コードと、デジタル化入力ストリームによって表されるコードとの間の類似性を表す相関結果を提供する。この相関結果は、システム制御器１６または別のマイクロプロセッサに受信ＧＮＳＳ信号を追跡する分析用に提供され得る。
【００１５】
本発明の一態様によれば、コード多重化器２２は、異なる遅延でのレプリカ・コードの表現の中から選択して、レプリカ・コードのアーリー(early)、プロンプト、レイト、および隣接表現（flanking representations）に関する相関結果を提供するように使用可能である。したがって、システム内の各乗算器２４は、相関器システム１０内の異なる機能の間で動的に切り替えるように構成することができる。一実施形態では、コード多重化器２２はさらに、一定値（例えば、擬似ランダム系列「１」と「−１」の値の代わりの「１」）からなるコードを選択的に提供するように構成され、一定値からなるコードが提供された場合に、乗算器２４は、搬送波多重化器２６から選択された出力と、一定値からなるコードと、入力ストリームとを合成し、搬送波多重化器からの選択出力で示される周波数での離散フーリエ変換を表す出力を提供する。コード多重化器２２と、所定の数値制御発振器１２および１４の周波数との両方がシステム制御器１６によって制御可能であるので、相関器リソースのいくつかまたはすべてを、受信信号のスペクトル監視と、受信ＧＮＳＳコードの相関結果の生成との間で動的に再割り当てすることができる。
【００１６】
図２は、本発明の一態様による相関器アセンブリ５０の一具体例を示す。相関器アセンブリ５０は、第１、第２、第３数値制御発振器（ＮＣＯ）５２〜５４を含み、各数値制御発振器は所望の周波数の搬送波信号のレプリカを提供するように構成される。なお、各数値制御発振器５２〜５４の特定の動作周波数は、システム制御器５６によって制御することができることが理解されよう。
【００１７】
第１数値制御発振器５２の出力は、第１および第２搬送波多重化器６０および６２の各々に第１の入力として提供される。第２数値制御発振器５３の出力は、第１搬送波多重化器６０への第２の入力として提供される。第３数値制御発振器５４の出力は、第２搬送波多重化器６２への第２の入力として提供される。各搬送波多重化器６０および６２は、システム制御器５６によって制御され、第１数値制御発振器５２の出力または第１数値制御発振器５２と関連する他の数値制御発振器の出力のいずれかを選択的に出力する。
【００１８】
第１数値制御発振器５２の出力は第１のＩ／Ｑマッピング部６４にも供給され、第１のＩ／Ｑマッピング部６４は第１数値制御発振器によって提供されるレプリカ搬送波信号を同相および直交成分にマッピングする。同相成分は、第１乗算器７１へ第１の入力として提供され、直交成分は、第２乗算器７２へ第１の入力として提供される。第１搬送波多重化器６０の出力は第２のＩ／Ｑマッピング部６５へ提供され、第２のＩ／Ｑマッピング部６５は第１搬送波多重化器で選択されたレプリカ搬送波信号を、第３乗算器７３へ第１の入力として提供される同相成分、および第４乗算器７４へ第１の入力として提供される直交成分にマッピングする。第２搬送波多重化器６２の出力は第３のＩ／Ｑマッピング部６６へ提供され、第３のＩ／Ｑマッピング部６６は第２搬送波多重化器で選択されたレプリカ搬送波信号を、第５乗算器７５への第１の入力として提供される同相成分、および第６乗算器７６への第１の入力として提供される直交成分にマッピングする。
【００１９】
入力多重化器７８は、関連するアナログ・フロント・エンド・アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）（図示せず）からの複数の入力ストリームのうちの１つを選択する。選択された入力ストリームは複数の乗算器７１〜７６の各々に第２の入力として提供される。コード生成器８０は、ＧＮＳＳレプリカ・コードを生成し、遅延アセンブリ８２にレプリカ・コードを提供する。図示の実施形態では、コード生成器８０は、数値制御発振器５２〜５４のうちの１つのオーバーフロー出力によってクロック動作させることができる。図示の実施形態では、コード生成器は、第２数値制御発振器５３の出力のみからクロック動作される。レプリカ・コードは、１または−１の値を有する一連のサンプルとして表すことができる。遅延アセンブリ８２は、ＡＤＣからの信号経路で発生する遅延を補正する補償遅延器８４を含む。例えば、補償遅延器８４は、入力ストリームのデジタル・フィルタリングを介して誘導された遅延に対応することができる。補償遅延器８４の出力は、入力ストリームに関連する「アーリー」・コードを表し、入力ストリームの対応するＧＮＳＳコードの到着予定に第１の遅延分先行するようになっている。
【００２０】
遅延アセンブリ８２は、第１間隔遅延器８５をさらに含む。第１間隔遅延器８５は、第１の遅延と同じ遅延を与え、入力ストリームに到着するＧＮＳＳコードと対応すると予測されるＧＮＳＳレプリカ・コードを提供する。このコードは、「プロンプト」・コードと呼ばれる。プロンプト・コードは、プロンプト・コードに第２の遅延を与え「レイト」・コードを生成するように構成された第２間隔遅延器８６、およびプロンプト・コードに第３の遅延を与え「隣接（flanking）」コードを生成するように構成された隣接遅延器８７の各々に提供される。レイト・コードは、入力ストリームの対応するＧＮＳＳコードの到着予定より遅くなるよう第２の遅延分遅延され、隣接コードは、偽装信号、マルチパス反射または二次相関ピーク（例えば、ＢＯＣ）等の、入力ストリーム内の他のコードに関連する時間へ遅延される。一般に、第１の遅延および第２の遅延は等しく、第３の遅延は、第１および第２の遅延のいずれかよりも長くなる。補償遅延および第１、第２、第３の遅延の動的設定に関して、遅延器８４〜８７は各々システム制御器５６に応答的である。
【００２１】
補償遅延器８４からのアーリー・コードと第１間隔遅延器８５からのプロンプト・コードは各々第１コード多重化器９０に供給され、アーリー・コード、プロンプト・コード、または一定値の「１」のいずれかを選択し、第１および第２乗算器７１および７２に第３の入力として提供する。第２間隔遅延器８６からのレイト・コードとアーリー・コードはアーリー・マイナス・レイト・ロジック８８に提供され、アーリー・マイナス・レイト・ロジック８８はアーリー・コードとレイト・コードとの差を表す複合コードを生成する。この複合コードとプロンプト・コードは第２コード多重化器９１に提供され、第２コード多重化器９１は、アーリー・マイナス・レイト複合コード、プロンプト・コード、または一定値の「１」のいずれかを選択し、第３および第４乗算器７３および７４に第３の入力として提供する。レイト・コードと隣接遅延器８７からの隣接コードは第３コード多重化器９２に提供され、第３コード多重化器９２は、レイト・コード、隣接コード、または一定値の「１」のいずれかを選択し、第５および第６乗算器７５および７６に第３の入力として提供する。なお、各コード多重化器９０〜９２はシステム制御器５６によって制御され、所望のレプリカ・コードの動的選択を可能にすることができることが理解されよう。
【００２２】
各乗算器７１〜７６の出力は、対応する累算器９４〜９９に提供される。各累算器９４〜９９は、入力ストリームと、選択済搬送波によって表されるレプリカ・コードと、乗算器に提供されたコードとの積を累積し、その累積値を関連するレジスタに格納する。これらのレジスタから入力ストリームを特徴付ける相関データとしてマイクロプロセッサ（図示せず）により読み出すことができる。６つの累算器９４〜９９は３組の同相／直交対を表していることが理解されるであろうし、また、システム動作の前述の説明を簡潔にするため、したがって、累算器９４および９５からなる第１の対を、以下、第１累算器アセンブリと呼び、累算器９６および９７からなる第２の対は第２累算器アセンブリと呼び、累算器９８および９９からなる第３の対は、第３累算器アセンブリと呼ぶ。
【００２３】
本発明の一態様によれば、システム５０は、４つのモードのいずれかで動作するように構成することができる。第１のモードでは、システム５０は３複合点離散フーリエ変換（ＤＦＴ）として動作し、各複合点は累算器アセンブリの１つによって提供される。各数値制御発振器５２〜５４は、所望の周波数で搬送波を提供し、搬送波多重化器６０および６２は、第２および第３数値制御発振器５３および５４の出力を選択するように構成されている。数値制御発振器５２〜５４で生成される搬送波の特定の周波数が、例えば、３複合点離散フーリエ変換を実行し、評価するためのソフトウェア・プログラムによって、システム制御器５６で選択され得ることが理解されよう。コード多重化器９０〜９２は、このモードでは、各々が一定値の１を提供するように構成されている。したがって、相関器システム５０は、３つの複合点の各々がシステム制御器によって個別に制御される状態で、入力サンプル・ストリームに３複合点離散フーリエ変換を実行するように構成されている。この動作モードは、スペクトル監視に使用することができる。
【００２４】
第２のモードでは、相関器システム５０は、従来型のアーリー・プロンプト・レイト相関器として動作する。このモードでは、搬送波多重化器６０および６２は、第１数値制御発振器５２の出力を選択して、６つの乗算器７１〜７６のすべてが第１数値制御発振器からのＩ／Ｑマップの出力を受信するように構成されている。第２数値制御発振器５３は、コードの指向を決めるためのみに使用され、第３数値制御発振器５４は使用されない。第１コード多重化器９０はアーリー・コードを提供するように構成され、第２コード多重化器９１はプロンプト・コードを提供するように構成され、第３コード多重化器９２は、レイト・コードを提供するように構成される。したがって、第１累算器アセンブリは、アーリー相関結果を提供し、第２累算器アセンブリは、プロンプト相関結果を提供し、第３累算器アセンブリはレイト相関結果を提供する。
【００２５】
第３のモードで、相関器システム５０は、低パワー・スペクトル監視機能付き相関器として動作する。このモードでは、第１搬送波多重化器６０は、第１数値制御発振器５２の出力を選択するように構成され、第２搬送波多重化器６２は、第３数値制御発振器５４の出力を選択するように構成される。第１コード多重化器９０は、プロンプト・コードを提供するように構成され、第２コード多重化器９１は、アーリー・マイナス・レイト複合コードを提供するように構成され、第３コード多重化器９２は、一定値の「１」を提供するように構成される。したがって、第１累算器アセンブリは、プロンプト相関結果を提供し、第２累算器アセンブリは、コードの指向を決めるために使用可能なアーリー・マイナス・レイト相関結果を提供し、第３累算器アセンブリは、システム制御器５６によりレプリカ搬送波およびコードとは独立して制御可能な、単一点離散フーリエ変換の結果を提供する。
【００２６】
第４のモードでは、相関器システム５０は、隣接機能を持つ相関器として動作する。このモードでは、搬送波多重化器６０および６２は、第１数値制御発振器５２の出力を選択して、６つの乗算器７１〜７６のすべてが第１数値制御発振器の出力を受信するように構成されている。第１コード多重化器９０はプロンプト・コードを提供するように構成され、第２コード多重化器９１はアーリー・マイナス・レイト複合コードを提供するように構成され、第３コード多重化器９２は、隣接コードを提供するように構成されている。したがって、第１累算器アセンブリは、プロンプト相関結果を提供し、第２累算器アセンブリは、コードの指向を決めるために使用可能なアーリー・マイナス・レイト相関結果を提供し、第３累算器アセンブリは、コードのさらに遅延されたバージョンの相関結果を提供し、遅延の間隔は、システム制御器５６によってレプリカ搬送波およびコードとは独立して制御することができる。この隣接相関結果は、マルチパス反射、偽装ＧＮＳＳ信号の検出、またはバイナリ・オフセット搬送波システムにおける曖昧な相関ピークの監視に使用することができる。例えば、予想遅延外の相関ピークの交差は、隣接遅延８７が繰り返しある範囲の値の間を掃引するようにして記録可能である。これらの値を分析し、異常信号を表す持続的な相関ピークを判定することができる。このような信号が確認された場合、操作者は警告を受け、異常信号を補償するための適切な処置を取ることが可能である。
【００２７】
これまで述べた上記構造的および機能的特徴を考慮して、本発明の様々な態様による方法は、図３および図４を参照すればより良く理解されよう。説明を簡潔にするため、図３および図４の方法が連続して実行するものとして図示および記述されているが、本発明によれば、異なる順序で、および／または図示および説明される他の態様と同時に、いくつかの態様を実行する可能性があるため、本発明は図示された順序に限定されるものではないことを認め理解されるべきである。
【００２８】
図３は、本発明の一態様による再構成可能な相関器アセンブリを動作させる方法１００を示す。１０２では、第１のセットの関連付けられた多重化器において複数の相関器の各々に対して、複数の提供されたコードから１つのコードが選択される。１つの相関器において、例えば、提供されたコードは、ＧＮＳＳレプリカ・コード、繰り返し一定値からなるバイナリ・コード、およびＧＮＳＳレプリカ・コードの遅延表現を含み得る。繰り返し一定値からなるコードは、例えば、単一点離散フーリエ変換の実施に使用可能である。別の例では、所与の相関器に提供されたコードは、ＧＮＳＳのレプリカ・コード、バイナリ・コード、およびＧＮＳＳレプリカ・コードとＧＮＳＳレプリカ・コードの遅延バージョンの間の差を表すアーリー・マイナス・レイト・コードを含み得る。１例では、複数の相関器中の第１相関器に提供されたコードは、ＧＮＳＳレプリカ・コード、遅延がより少ないＧＮＳＳレプリカ・コードのアーリー・バージョン、およびバイナリ・コードを含む。
【００２９】
１０４では、第２のセットの関連付けられた多重化器において複数の相関器のうちの一部の相関器の各々に対して、複数の提供された搬送波から１つの搬送波が選択される。一実施形態では、一部の相関器は、第１相関器を除くすべての相関器を含み、第１相関器は、第１の関連周波数を有する第１の搬送波を利用する。複数の相関器のうちの一部の相関器の各々は、第１の搬送波と、第１の搬送波とは異なる周波数を有する他の搬送波との中から選択する。例えば、複数の相関器のうち第２相関器は、第１の搬送波および第２の周波数を有する第２の搬送波のいずれかを利用し得るが、一方で第３相関器は、第１の搬送波と第３の周波数を有する第３の搬送波のいずれかを利用するかもしれない。一実施形態では、提供される各搬送波の各々は、関連付けられた数値制御発振器で生成され、提供される各搬送波の周波数はシステム制御器で選択される。
【００３０】
１０６では、各相関器について選択された搬送波と選択されたコードは合成され、相関器用のレプリカ信号が提供される。いくつかの実施形態では、複数の搬送波のうち１つまたは複数が、単一のデフォルト搬送波を利用する可能性があり、したがって、選択された搬送波は、デフォルト搬送波となるであろうことが理解されよう。しかしながら、本発明の一態様によれば、少なくとも複数の相関器のうちの重要な一部の相関器が、複数の提供される搬送波の中から選択を行なう。一実施形態では、各相関器のためのレプリカ信号が生成され、その生成と同時にレプリカ信号を利用して、提供された入力ストリームが評価され、複数の相関器のうちの一部の相関器の各々について、選択された搬送波と選択されたコードとの合成には、選択された搬送波と、選択されたコードと、関連するフロント・エンド・アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）からの入力ストリームとを合成することが含まれる。この合成から与えられる相関結果は、後の分析のために蓄積され得る。
【００３１】
図４は、本発明の一態様による再構成可能な相関器アセンブリを動作させるための別の方法１５０を示す。１５２では、アーリー全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）レプリカ・コード、アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードの遅延バージョンを表すプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コード、プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードの第１の遅延バージョンを表すレイトＧＮＳＳレプリカ・コード、およびレイトＧＮＳＳレプリカ・コードより大きい遅延をもつプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードの第２の遅延バージョンを表す隣接ＧＮＳＳレプリカ・コードの各々が生成される。１５４では、第１の周波数を有する第１の搬送波信号が生成される。１５６では、アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードとレイトＧＮＳＳレプリカ・コードとの間の差を表すアーリー・マイナス・レイト・コードが生成される。
【００３２】
１５８では、アーリーＧＮＳＳレプリカ・コードは、入力として少なくともアーリーＧＮＳＳレプリカ・コードとプロンプトＧＮＳＳコードを受信する第１多重化器で選択される。１６０では、プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードは、入力として少なくともプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードとアーリー・マイナス・レイト・コードを受信する第２多重化器で選択される。１６２では、レイトＧＮＳＳレプリカ・コードは、入力として少なくともレイトＧＮＳＳレプリカ・コードと隣接ＧＮＳＳレプリカ・コードを受信する第３多重化器で選択される。１６４では、各第１、第２、第３相関器においてアーリー、プロンプト、およびレイト・レプリカ信号を提供するため、アーリーＧＮＳＳレプリカ・コード、プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コード、およびレイトＧＮＳＳレプリカ・コードの各々は第１の搬送波信号と合成される。
【００３３】
本発明の一態様によれば、相関器システムは、異なるモードで動作するように再構成することができる。この目的のために、１６６では、第１多重化器での選択はアーリーＧＮＳＳレプリカ・コードからプロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードに変更されている。１６８では、第２多重化器での選択は、プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コードからアーリー・マイナス・プラス・コードに変更されている。１７０では、第３多重化器での選択は、レイトＧＮＳＳレプリカ・コードから隣接コードに変更されている。１７２において、第１、第２、および第３相関器においてプロンプト、アーリー・マイナス・レイト、隣接レプリカ信号の各々を提供するため、プロンプトＧＮＳＳレプリカ・コード、アーリー・マイナス・レイト・コード、および隣接コードの各々は、第１の搬送波信号と合成される。
【００３４】
なお、相関器システムは同様に他の動作モードに適合させ得ることが理解されよう。一実施形態では、各々第２および第３の周波数を有する第２および第３の搬送波信号と共に、繰り返し一定値からなるバイナリ・コードが生成される。このバイナリ信号は、各第１、第２、第３多重化器への追加入力として提供され、このバイナリ信号は、多重化器の各々で選択される。第１、第２、および第３の搬送波信号の各々は次いでバイナリ・コードと合成され、３点離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を行い、その各点は第１、第２、第３相関器のうちの１つにより提供される。
【００３５】
上記で説明してきたことは、本発明の例である。なお、本発明を説明する目的で、コンポーネントまたは方法の考え得るあらゆる組み合わせを説明することはもちろん可能ではなく、そのかわり当業者は、本発明の多くのさらなる組み合わせ、および置換が可能であることを認識するであろう。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るようなすべての変更、修正、および変形を包含することを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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