(57)【要約】通信チャネルを捕捉するために、専用回路とプログラマブル・プロセッサ・システムとの両方を使用することと、捕捉された通信チャネルを追跡するために専用回路を使用し、その一方で、捕捉された通信チャネルによって定まるデータにより定まる情報を使用するアプリケーションをホスティングするために、プログラマブル・プロセッサ・システムを使用することとを含む方法。【選択図】図3
2009538078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャネルを捕捉するために、専用回路と、プログラマブル・プロセッサ・システムとの両方を使用することと；
前記捕捉された通信チャネルを追跡するために前記専用回路を使用し、その一方で、前記捕捉された通信チャネルによって定まるデータにより定まる情報を使用するアプリケーションをホスティングするために、前記プログラマブル・プロセッサ・システムを使用することと
を含む方法。
【請求項２】
部分的に復号されたデータを、前記通信チャネルの捕捉時に前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することと、完全に復号されたデータによって定まる情報を、前記通信チャネルの追跡時に前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記通信チャネルを捕捉することは、前記通信チャネルを定義する少なくとも２つのパラメータの決定を必要とする、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記通信チャネルを定義する前記パラメータのうち１つは拡散符号である、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記通信チャネルを定義する前記パラメータのうち１つは拡散符号の位相である、請求項3または4に記載の方法。
【請求項６】
前記通信チャネルを定義する前記パラメータのうち１つは周波数である、請求項3、4または5に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つのパラメータが前記専用回路において決定され、別の少なくとも１つのパラメータが前記プログラマブル・プロセッサ・システムにおいて決定される、請求項3に記載の方法。
【請求項８】
前記専用回路は、拡散符号を特定し、拡散符号の位相を判断する、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記プログラマブル・プロセッサ・システムが、周波数の決定に使用される、請求項1から8のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記プログラマブル・プロセッサ・システムが、周波数分析を実行するために使用される、請求項9に記載に方法。
【請求項１１】
前記通信チャネルの追跡は、前記通信チャネルを定義する少なくとも２つのパラメータの維持を必要とする、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記維持されるパラメータのうち１つは拡散符号の位相である、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記維持されるパラメータのうち１つは周波数である、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記追跡および捕捉するために相関器または整合フィルタが共用される、請求項1から13のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記捕捉された通信チャネルを、位置を決定するために使用することをさらに含む、請求項1から14のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記捕捉された通信チャネルはGNSSチャネルである、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
専用回路およびプログラマブル・プロセッサ・システムを備えるシステムであって、前記専用回路およびプログラマブル・プロセッサ・システムは、通信チャネルを捕捉するために協働すると共に、捕捉された通信チャネルを追跡するため、および前記捕捉された通信チャネルからの情報を使用するアプリケーションをホスティングするためには別々に動作する、システム。
【請求項１８】
前記システムは、インターフェースをさらに含み、前記インターフェースは、部分的に復号されたデータを、チャネルを捕捉する間に前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送し、完全に復号されたデータによって定まる情報を、前記ホスティングされているアプリケーションの用に供するべく前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送する、請求項17に記載のシステム。
【請求項１９】
前記捕捉された通信チャネルを、位置を決定するために使用するよう動作可能である、請求項17または18に記載のシステム。
【請求項２０】
前記捕捉された通信チャネルはGNSSチャネルである、請求項19に記載のシステム。
【請求項２１】
符号化データを復号できるようにする回路であって、
部分的に復号されたデータを、第１のチャネル捕捉モードにおいて出力し、前記復号されたデータによって定まる情報を、前記第１のチャネル捕捉モードに続く第２のチャネル維持モードにおいて出力するインターフェースを備える、回路。
【請求項２２】
前記符号化データは、少なくとも２つのパラメータにより符号化され通信チャネルを介して受信されたデータである、請求項21に記載の回路。
【請求項２３】
前記回路は、部分的に符号化されたデータを生成するべく、前記パラメータのうち少なくとも１つを決定して、当該１つまたは複数のパラメータに関して前記符号化データを復号する、請求項22に記載の回路。
【請求項２４】
前記部分的に符号化されたデータは、少なくとも１つのパラメータにより符号化された前記データである、請求項22または23のいずれか１項に記載の回路。
【請求項２５】
前記回路は、前記少なくとも２つのパラメータを維持し、前記維持されているパラメータに関して前記符号化データを復号する、請求項22から24のいずれか１項に記載の回路。
【請求項２６】
前記捕捉された通信チャネルを、位置を決定するために使用するよう動作可能である、請求項21から25のいずれか１項に記載の回路。
【請求項２７】
前記捕捉された通信チャネルはGNSSチャネルである、請求項26に記載の回路。
【請求項２８】
通信チャネルを捕捉するために、専用回路と、プロセッサ・システムの複数のリソースとを使用することと；
捕捉した後、前記プロセッサ・システムの前記リソースをアプリケーションの使用に供するべく解放し、通信チャネルを追跡するために、前記プロセッサ・システムは使用せず前記専用回路を使用することと
を含む方法。
【請求項２９】
部分的に復号されたデータを、前記通信チャネルの捕捉時に、前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することと、完全に復号されたデータによって定まる情報を、前記アプリケーションの使用に供するべく、前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することとをさらに含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
前記捕捉された通信チャネルを、位置を決定するために使用することをさらに含む、請求項28または29に記載の方法。
【請求項３１】
前記捕捉された通信チャネルはGNSSチャネルである、請求項30に記載の方法。
【請求項３２】
第１の信号処理段階における信号処理のために、専用回路と、プロセッサ・システムの複数のリソースとを使用することと；
前記第１の信号処理段階の後、アプリケーションの使用に供するべく前記プロセッサ・システムの前記リソースを解放することと共に、第２の信号処理段階における信号処理のために、前記プロセッサ・システムは使用せず前記専用回路を使用することと
を含む方法であって、ここで、
前記第１の段階は、前記第２の段階よりも計算量が多い、
方法。
【請求項３３】
前記アプリケーションは、前記第２の信号処理段階からの出力を使用する、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
部分的に処理されたデータを、前記第１の信号処理段階の間に、前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することをさらに含む、請求項32または33に記載の方法。
【請求項３５】
完全に処理されたデータを、前記第２の信号処理段階の間に、前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することをさらに含む、請求項32、33または34に記載の方法。
【請求項３６】
前記専用回路により実行される機能の少なくとも一部は、前記第１の信号処理段階と、前記第２の信号処理段階との間に共通する、請求項32から35のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、リソースの効果的な使用に関する。本発明の実施形態は、専用回路（ハードウェア）と、プログラマブル・プロセッサ・システム（ソフトウェア）との使用の改善、特に、無線受信機におけるこれらの選択的な使用に関する。
【発明の背景】
【０００２】
できる限り安価にシステムを実装できるようにしたいという望み、およびできる限り効果的にリソースを使用できるようにしたいという望みは常にある。
【０００３】
無線受信機の実装では、専用回路内で実行される特定の機能と、専用回路において、またはプログラマブル・プロセッサを使用して実行され得るその他の機能とがある。無線受信機がホストの一部である場合、ホスト自体の処理用リソースを使用してどの受信機機能が実行されるべきか、および専用受信機回路を使用してどの機能が実行されるべきかは、明確でない。
【０００４】
多重アクセス（MA：Multiple Access）は、複数の通信チャネルが或る周波数帯を使用できるようにするプロトコルを指す。
【０００５】
符号分割多重アクセス（CDMA：Code Division Multiple Access）は、直交するチッピング符号（chipping codes）を使用してデータを周波数帯全体に拡散させることにより、複数の通信チャネルが単一の周波数帯を共用できるようにするプロトコルである。チッピング符号は擬似ランダム雑音符号とも呼ばれる。CDMAは、IS-95、cdma-2000、UMTSなど一部のセルラ移動電話システムで使用されており、さらにその他の通信システムでも使用されている。例えば、全地球測位システム（GPS：Global Positioning Systems）および提案されている欧州のシステムGalileoなど、一部の全地球的航法衛星システム（GNSS：Global Navigation Satellite System）が、CDMAを使用する。各衛星通信チャネルに異なるチッピング符号が割り当てられるが、すべての衛星通信チャネルが同じ周波数帯を共用する。
【０００６】
別の全地球的航法衛星システム、GLONASSは、周波数分割多重アクセスを使用する。各衛星通信チャネルに異なる周波数帯が割り当てられるが、すべての衛星通信チャネルは同じチッピング符号を共用する。
【０００７】
簡単のために、以下ではGNSS受信機を参照するが、当然のことながら、本発明の実施形態は、他の種類の無線受信機にて適用できる。
【０００８】
GNSS受信機は複合システムである。通常、RF信号を復調するRFエンジンと、衛星通信チャネルを捕捉し、衛星通信チャネルを追跡し、各衛星通信チャネルから伝送されたデータを回復する測定エンジン（measurement engine）と、回復されたデータを使用して時間的および幾何学的未知数を解く位置エンジン（position engine）とを含んでいる。
【０００９】
捕捉は複合的なプロセスである。通信チャネルのパラメータは未知であるため、それらパラメータを検出するために「処理」が必要とされる。CDMAを使用するGPSシステムに関しては、通信チャネルの未知のパラメータはチッピング符号、チッピング符号の位相、および、例えばドップラー・シフトにより変更されている正確なキャリア周波数である。
【００１０】
それに比べれば追跡は単純なプロセスである。通信パラメータは既知となっており、それらを失わないようにすればよい。必要な「処理」が捕捉に比べて大幅に少ない。
【００１１】
従来、RF信号の復調、通信チャネルの捕捉および追跡、各通信チャネルから伝送されたデータの回復を行い、受信機の位置決定をするべく、回復されたデータを使用して時間的および幾何学的未知数を解く専用受信機回路において、複数のエンジンが実装されてきた。
【００１２】
最近になって、「ソフトウェア」受信機が設計されている。専用RF回路は、メモリに格納されているRF信号を復調するRFエンジンとして使用される。プログラムド・プロセッサ（programmed processor）が、測定エンジンおよび位置エンジンとして使用される。プログラムド・プロセッサは、メモリを読み取り、通信チャネルを捕捉および追跡し、各通信チャネルから伝送されたデータを回復し、受信機の位置決定をするべく、回復されたデータを使用して時間的および幾何学的未知数を解く。
【００１３】
測定および測位アルゴリズムはプログラマブル・プロセッサ内のソフトウェアを使用して実装されるため、ソフトウェア受信機により大きな柔軟性がもたらされる。捕捉、追跡、データ回復および測位アルゴリズムは、使用されるナビゲーション・システムに合わせて変更可能である。Galileo、GLONASS、および既存のGPSシステムの近代化プログラムなどの今後のGNSSシステムの開発を考えると、これは、専用回路に固定されたものよりも魅力のあるソリューションとなる。
【００１４】
しかし、ソフトウェア受信機では集中的に計算が行われ、捕捉および追跡にかなりの量のRAMが必要とされる。
【００１５】
これにより、ソフトウェア受信機が高価なものになる可能性もある。さらにこれによって、ソフトウェア受信機がホストのリソースをアプリケーションと共用する場合に、ソフトウェア受信機がホストとの統合に不向きとなる。これは、ソフトウェア受信機により要求されるリソースがアプリケーションの適切な動作を妨げること、または、より高スペックかつ高価なホストが必要となることが理由である。
【００１６】
〔定義〕
「専用」は名詞の形容詞として使用され、その名詞が、１つまたは複数の特定機能の実行用に構成されていること、適していること、または最適化されていることを表現する。「専用」は、「恒久的に専用」および「一時的に専用」の両方を含む。「恒久的に専用」は、名詞の形容詞として使用され、その名詞が恒久的に、１つまたは複数の特定機能のみの実行用に構成されていること、適していること、または最適化されていることを表現する。「一時的に専用」は名詞の形容詞として使用され、その名詞が一定の期間、単数または複数の特定機能の実行用に構成されているか、適しているか、または最適化されており、それ以外の期間はそうでないことを表現する。「一時的に専用」は「可変的に専用」を含み、これは名詞の形容詞として使用され、その名詞が、異なる時間における異なる特定機能の実行用に構成されていること、適していること、または最適化されていることを表現する。
【発明の簡単な説明】
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、通信チャネルを捕捉するために、専用回路とプログラマブル・プロセッサ・システムとの両方を使用することと、捕捉された通信チャネルを追跡するために専用回路を使用し、その一方で、捕捉された通信チャネルによって定まるデータにより定まる情報を使用するアプリケーションをホスティングするためにプログラマブル・プロセッサ・システムを使用することとを含む方法が提供される。
【００１８】
この方法は、部分的に復号されたデータを、通信チャネルの捕捉時に専用回路からプロセッサ・システムへ転送することと、完全に復号されたデータによって定まる情報を、通信チャネルの追跡時に専用回路からプロセッサ・システムへ転送することとをさらに含んでもよい。
【００１９】
本発明の別の実施形態によれば、専用回路およびプログラマブル・プロセッサ・システムを備えるシステムであって、これら専用回路およびプログラマブル・プロセッサ・システムは、通信チャネルを捕捉するためには協働すると共に、捕捉された通信チャネルを追跡するため、および前記捕捉された通信チャネルからの情報を使用するアプリケーションをホスティングするためには別々に動作する、システムが提供される。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、符号化データを復号できるようにする回路が提供される。この回路は、第１のチャネル捕捉モードにおいて部分的に復号されたデータを出力し、第１のチャネル捕捉モードに続く第２のチャネル維持モードにおいて、復号されたデータによって定まる情報を出力するインターフェースを備える。
【００２１】
本発明の別の実施形態によれば、通信チャネルを捕捉するために、専用回路と、プロセッサ・システムの複数のリソースとを使用することと、捕捉した後に、プロセッサ・システムのリソースをアプリケーションの使用に供するべく解放し、通信チャネルを追跡するためには、プロセッサ・システムは使用せずに専用回路を使用することとを含む方法が提供される。
【００２２】
本発明の別の実施形態によれば、第１の信号処理段階における信号処理のために、専用回路と、プロセッサ・システムの複数のリソースとを使用することと、第１の信号処理段階の後に、アプリケーションの使用に供するべくプロセッサ・システムのリソースを解放することと共に、第２の信号処理段階における信号処理のために、プロセッサ・システムは使用せずに専用回路を使用することとを含む方法が提供され、第１段階は、第２段階よりも計算が集中的に行われる。
【００２３】
「専用」回路は、一例では、GNSS動作中のGNSS機能に特有のものである。GNSS動作が実行されていなければ、この「専用」回路は、別の機能に再利用されることが可能である。
【００２４】
本発明をより深く理解できるよう、以下、添付の図面を単なる一例として参照する。
【発明の実施形態の詳細な説明】
【００２５】
本発明の実施形態は、第１の信号処理段階の間の信号処理（図2A）用に、専用回路2と、プロセッサ・システム4のリソースとを使用するとよい。第１の段階の後、アプリケーション22により使用されるよう、プロセッサ・システム4のリソースが解放される。同時に、第１の段階ほど計算が集中的に行われない第２の信号処理段階（図2B）の間、信号処理用に専用回路2が使用されるが、プロセッサ・システム4は使用されない。アプリケーションは、第２の信号処理段階の間に決定されたデータを使用するするとよい。
【００２６】
第１の信号処理段階で必要とされる信号処理は、通信チャネルの捕捉に必要であればよく、第２の信号処理段階で必要とされる信号処理は、捕捉された通信チャネルを追跡するのに必要であればよい。
【００２７】
部分的に処理されたデータ45Aが、第１の段階（図2A）の間に専用回路2からプロセッサ・システムへ転送されるとよい一方、完全に処理されたデータ45B、21が、第２の段階（図2B）の間に専用回路2からプロセッサ・システム4へ転送されるとよい。
【００２８】
ベースバンド機能の少なくとも一部、例えば専用回路2により実行される相関44は、第１の段階と第２の段階との間で共通する。
【００２９】
以下の説明は特にGNSS受信機システム10に言及するが、当然のことながら、本発明はより広範囲に適用可能であり、任意の適切な無線受信機システム、特に、単数または複数の拡散符号を相関させる無線受信機システムにおいて使用されればよい。
【００３０】
図1は、GNSS衛星から位置を取得するGNSS受信機システム10を概略的に示す。
【００３１】
GNSS衛星通信チャネルは、チッピング符号と周波数との一意の組み合わせによって同じGNSSの他の衛星通信チャネルから分離されている。GPSでは、各衛星は同じ周波数帯を共用するが、異なるチッピング符号を有する。一方、GLONASSでは、各衛星は同じチッピング符号を使用するが、異なる周波数帯を有する。各チャネルは、受信機に対して相対的に異なる速度を有する異なる衛星に関連付けられており、各通信チャネルは、ドップラー効果が原因で、名目上のキャリア周波数帯内にそれぞれの未知周波数を有する。したがって、通信チャネルは、チッピング符号、チッピング符号位相およびドップラー・シフトの影響を受ける周波数というパラメータによって定義することができる。
【００３２】
チッピング符号位相は、受信機システム10から衛星への飛行時間の初期の指示を与え、擬似距離（pseudo−range）と呼ばれる。擬似距離は、衛星時計と比較しての受信機時計誤差について少なくとも補正されなければならず、補正されると正確な距離を表すものとなる。擬似距離は、衛星時計および軌道の誤差、ならびにRF信号伝送誤差についても補正されるとよい。
【００３３】
位置エンジンは、少なくとも4つの4元方程式を解き、3次元の測位（position fix）を行う。4つの未知数は、受信機位置の3自由度（x，y，z）、および「正確な」衛星時刻基準に従った受信機時刻である。したがって、GNSS受信機システム10は、4つの別々の通信チャネルを捕捉しなければならない。
【００３４】
捕捉は、GNSS受信機システム10が、一連の開始状態（または不確定性）を所与として、衛星通信チャネルを検出するために使用するプロセスである。これは、周波数ロックおよび符号位相調整（code phase alignment）を達成すること、および通常は、各擬似距離の決定を可能にするべくデータを十分に復号することを必要とする。標準形式の支援型GPS動作（Assisted GPS operation）が用いられていれば、擬似距離を決定するために通信チャネル・データを復号する必要はないこともある。
【００３５】
時間がたてば、各衛星に対する受信機の相対速度は変化することもあり、受信機時計の誤差が変化し得る。このような理由で、一度捕捉したら後で喪失しないよう、捕捉された通信チャネルそれぞれを独立して受信機が追跡できることが重要である。
【００３６】
受信機システム10は、専用回路（ハードウェア）2と、プロセッサ・システム（ソフトウェア・プラットフォーム）4とを含む。「専用」回路は、一例では、GNSS動作中のGNSS機能に特有のものである。GNSS動作が実行されていなければ、この「専用」回路は、別の機能に再利用されることが可能である。プロセッサ・システムは少なくとも、プロセッサおよびメモリを含む。インターフェース30は、専用回路2と、プロセッサ・システム4とを相互接続する。このインターフェースは、別々のデバイス間の物理的接続であることも、またはシステム・オン・チップ（SoC：System on Chip）設計の内部にあることもある。
【００３７】
受信機システムは、RF信号を復調するRFエンジン12、衛星通信チャネルを捕捉し、衛星通信チャネルを追跡し、各衛星通信チャネルから伝送されたデータを回復する測定エンジン14、16、18、さらに場合によっては、受信機システムの位置を決定するべく、回復されたデータを使用して時間的および幾何学的未知数を解く位置エンジン20を含んでいる。システムは、地図作成または誘導アプリケーションなど、受信機システムの位置を使用するアプリケーション22も含む。
【００３８】
測定エンジンは、専用回路2とプロセッサ・システム4との両方を使用する。
【００３９】
位置エンジン20は、通常、専用回路2またはプロセッサ・システム4内にある。
【００４０】
測定エンジンは、衛星通信チャネルを捕捉するチャネル捕捉ブロック14と、衛星通信チャネルを追跡する追跡ブロック18と、各衛星通信チャネルから伝送されたデータを回復するデータ回復ブロック16とを含む。
【００４１】
チャネル捕捉ブロック14は、専用回路2と、さらにはプロセッサ・システム4の両方を使用して提供される。追跡ブロック18およびデータ回復ブロック16は、専用回路2のみにより提供される。
【００４２】
符号化データ1は、少なくとも２つのパラメータ、一般的に周波数およびチッピング符号を使用して符号化されている通信チャネルを介して受信される。
【００４３】
通信チャネルを捕捉することは、チャネルを定義する少なくとも２つのパラメータの決定を必要とする。これにはGNSSデータ・ストリームを十分に復号することが必要とされることもあるが、それは、CDMA符号相関（ナノ秒時間を与える）だけではなく、正確なGNSSデータ・ビット調整（GNSSのミリ秒時間を決定する）およびGNSSデータ・フレーム（GNSSの秒時間を与える）も可能にし、それによって各擬似距離の完全な決定を可能にするためである。しかし、標準形式の支援型GPS動作が使用されていれば、擬似距離を決定するために通信チャネル（GNSS）データを復号する必要がないこともある。正確なGNSSの時間（GPSに関して、これは＜+/-0.5msec）がGPS受信機に提供されれば、CDMA符号相関時間を決定するだけで完全に各擬似距離を決定できる。
【００４４】
通信チャネルの追跡は、チャネルを定義する少なくとも２つのパラメータを維持すること、および、衛星データ情報は時々変化するため（GPSに関しては2時間ごと）これを時々更新することを必要とする。
【００４５】
専用回路2は、パラメータのうち少なくとも１つを決定し、その１つまたは複数のパラメータに関して符号化データを復号し、部分的に符号化されたデータ45Aを生成する。以下に与えられる例では、専用回路2は、通信チャネルのチッピング符号を決定するが、周波数は決定しない。しかし、他の実装では、回路2は周波数を決定するがチッピング符号は決定しなくてもよい。
【００４６】
インターフェース30は、部分的に符号化されたデータ45Aを、チャネル捕捉モード（図2A）においてプロセッサ・システム4へ出力する。部分的に符号化されたデータは、少なくとも１つのパラメータによって符号化されているデータである。専用回路2においてチッピング符号が決定されているため、以下に与えられる例では、部分的に符号化されたデータを符号化しているパラメータは未知周波数である。
【００４７】
プロセッサ・システム4は、部分的に符号化されたデータ45Aを、チャネル捕捉モード（図2A）において受信しデータを完全に復号する。以下に与えられる例では、プロセッサ・システム4は、部分的に符号化されたデータ45Aを符号化する未知周波数F0を決定し、それを、インターフェース30を介して専用回路2へ返す。
【００４８】
インターフェース30は、復号されたデータによって定まる情報を、第１のチャネル捕捉モードに続く第２のチャネル維持モード（図2B）において、プロセッサ・システム4へ出力する。この情報は、擬似距離45Bまたは位置情報21であればよい。専用回路2はさらに、少なくとも２つのパラメータを維持し、維持されているパラメータに関して、符号化データを復号する。以下に与えられる例では、追跡ブロック18が、周波数および／または符号位相オフセットを維持し、データ回復ブロック16が、擬似距離45Aを生成する。
【００４９】
図2Aは、チャネル捕捉中のGNSS受信機システム10を概略的に示す。
【００５０】
符号化データ1は、アンテナを介して受信され、RFエンジン12によって変換される。次に、周波数制御装置42の制御下にあるミキサ40によって中間周波数IF（intermediate frequency）からベースバンド周波数へ周波数シフトされる。ベースバンド信号は、部分的に符号化された信号45Aを生じるよう、相関器ブロック44により相関させられる。
【００５１】
この例では、GNSS受信機システム10はGPS受信機であり、符号化データは、衛星特有のチッピング符号、しかし共通する周波数帯オフセットを使用して符号化される。この周波数帯オフセットは、衛星特有のドップラー・シフトによるものである。
【００５２】
相関器ブロック44は、WO2005/104392A1の図3または6に関してグループ相関器（group correlator）として説明されているように実装されてもよい。
【非特許文献１】WO2005/104392A1
【００５３】
グループ相関器では、チッピング符号は、チップ当たり１ビットの割合で、サイズNの符号シフト・レジスタ（code shift register）へ移される。同時に、ベースバンド信号は、チップ当たり１ビットの割合で、サイズNのサンプル・シフト・レジスタへ移される。Nチップごとに、符号シフト・レジスタの内容が符号レジスタへ転送される。チップごとに、符号レジスタのNビットが、サンプル・シフト・レジスタのNビットそれぞれと相互相関させられる。符号レジスタは、常にそれぞれが同じチッピング符号の異なる連続Nビット部分を保持するよう、連続して縦続接続されているとよい。この場合、縦続接続された符号レジスタはそれぞれ、各チップ期間のサンプル・シフト・レジスタと相互相関させられる。
【００５４】
並列された複数のグループ相関器において、異なるチッピング符号に対して同じ処理が行われてもよい。
【００５５】
符号制御装置46は、それぞれの符号シフト・レジスタに提供される符号または符号部分を制御する。符号制御装置は、異なる符号形式が使用されてもよいように、プログラマブルであるとよい。
【００５６】
受信機の時計精度は、ドップラー・シフトと同じように、数kHzの誤差をもたらす。１個のCDMA符号期間全体（GPSに関しては、これは1ミリ秒に1023チップ、符号エポック）でサンプリングする場合、使用可能な帯域幅は500Hz未満となり、0.5kHz未満の周波数ビンの複数部分において複数のkHz空間を探索するために多数の相関を要することになる。
【００５７】
相関器ブロック44は、サイズNのチッピング符号の一部を、N個の連続したサンプルに対して相関させるため、相関器ブロック44は、チッピング・レートのN倍の効果的なサンプリング・レートを有し、従って、より広い周波数帯域幅を探索することができる。実際には、チッピング符号それぞれの周波数帯域全体を並行して探索することができる。これによって、相関器ブロックが、チッピング符号の個別の周波数を最初に決定する必要なく、受信された符号化データについて、関連のチッピング符号と、チッピング符号の個別のチッピング符号位相の推定とを特定することができるようになる。
【００５８】
相関器ブロック44からの出力、部分的に符号化されたデータ45Aは、インターフェース30を通じてプロセッサ・システム4へ提供される。プロセッサ・システム4は、部分的に符号化されたデータを、高速フーリエ変換などの周波数分析50を使用して復号し、通信チャネルの周波数F0を特定し、これは、インターフェース30を介して専用回路2へ返される。このようにして、ドップラー・シフトおよび受信機時計誤差によりもたらされる周波数不確定性は解決される。
【００５９】
プロセッサ・システム4は、FFTのためのプロセッサおよび／またはメモリを提供するとよい。プロセッサ・システムがメモリのみを提供する場合、処理は専用回路2で生じるとよい。
【００６０】
プロセッサ・システム4は、GNSSシステムの不確定性に従い必要とされるどのような周波数分析も提供することができる。したがって、GPS時間基準と同期していることが理由で不確定性が小さいCDMAネットワーク、またはGNSSシステムと非同期であるという特性が理由で不確定性がより大きいWCDMA／GSMネットワークのどちらに対しても拡張性がある。プロセッサ・システム4は、十分な拡張性を有し、捕捉のための処理能力をほぼ必要とされるとおり提供できる。
【００６１】
図2Bは、データ回復および追跡中のGNSS受信機システム10を概略的に示す。
【００６２】
周波数F0が専用回路2で受信されると、それは周波数制御装置42に渡され、周波数制御装置42は、周波数を通信チャネルの正しい周波数ビンに調整する。次に符号制御装置が、通信チャネルのチッピング符号全体を相関器ブロックに提供し、相関器ブロックは、チッピング符号全体と、正しい周波数ビンのベースバンド信号とを相互相関させる。
【００６３】
したがって、相関器ブロック44は、ベースバンド信号とチッピング符号との間のチッピング符号オフセットを決定することができる。これは、GNSS基準ではなく受信機時計基準から、受信機と、通信チャネルに関連する衛星との間の時差を示す。この時差または擬似距離45Bは、位置エンジン20に提供される。位置エンジン20は、専用回路2内に位置してもよく、またはプロセッサ・システム4上で実行されているソフトウェアにより提供されてもよい。
【００６４】
このようにして、擬似距離45Bまたは位置通報21が、インターフェース30を介して、追跡の間にプロセッサ・システム4へ渡される。擬似距離45Bは、位置エンジン30がプロセッサ・システム4内のソフトウェアにより実装されている場合に渡される。位置通報21は、位置エンジン20が専用回路2において実装されている場合に渡される。
【００６５】
専用回路は、プロセッサ・システムからの追加リソースなしで通信チャネルを追跡することができる。正しい衛星周波数およびチッピング符号位相が決定されると、変化率は予測可能であり、追跡制御ループの標準的な能力の範囲内である。唯一の不確定性は、受信機時計の安定性、およびユーザの移動（特にその加速）を理由とする。しかし、これも通常は、特定の帯域幅を所与として、追跡制御ループによって維持可能である。周波数が突然予想外の形で変化した場合に、付近の周波数ビンを探索する必要があるだけである。なお、周波数不確定の初期のkHzを再探索する必要はないはずである。
【００６６】
当然のことながら、相関器44などの専用回路の一部は、捕捉段階および追跡段階において再利用されるとよい。
【００６７】
アプリケーション22は、追跡プロセスの間、位置通報21を使用して、地図作成またはナビゲーション・サービスなどの出力をユーザへ提供する。したがって、専用回路2が、捕捉された通信チャネルを追跡するのに使用される一方、プログラマブル・プロセッサ・システムは、捕捉されたチャネルを通じて受信されるデータ、すなわち、通信チャネルのチッピング符号の位相によって定まる情報を使用するアプリケーションをホスティングするのに使用される。
【００６８】
専用回路2は、過度に仕様を定められてはいない。多大なリソースを要する捕捉プロセスのみにおいて使用され、その他の場合は使用されない回路要素はかなり少ない。捕捉の負荷は、すべてではないが、専用回路2からプロセッサ・システム4へ一部移された一方、追跡の負荷は専用回路2に維持される。捕捉の負荷は、専用回路2とプロセッサ・システム4とによって共有される。追跡の負荷は専用回路2が負い、追跡の間のプロセッサ・システム4への負荷は、捕捉の間にかけられるよりも大幅に小さい。これによって、プロセッサ・システム4を、追跡の間、多大なリソースを要するアプリケーションの実行に使用できるようになる。
【００６９】
図3は、チャネル捕捉がブロック60で開始する、方法を示している。次に、ブロック61での捕捉の間に、専用回路およびプロセッサ・システム4のリソースの両方が使用される。続いて、チャネル捕捉段階はブロック62で終了する。次にブロック63で、受信機位置が決定される。続いてブロック64で、プロセッサ・システム4のリソースが、例えばプロセッサ・システム4によりホスティングされているアプリケーションが使用するよう、解放される。次にブロック65で、追跡段階が開始し、ブロック66で専用回路が使用される。
【００７０】
プロセッサ・システム4のリソースは、通信チャネルを捕捉するために使用されるが、捕捉した後はホスト・アプリケーションに対して解放される。プロセッサ・システムのリソースは、効率的な時分割方式で使用される。
【００７１】
専用回路2は、通信チャネルを捕捉するために使用されるが、捕捉した後は通信チャネルを追跡するために使用される。追跡および捕捉するために、共通の専用回路が使用されるとよい。専用回路のリソースも、効率的な時分割方式で使用される。
【００７２】
再び図1を参照する。専用回路2は、システム・オン・チップ（SoC）またはモジュールまたはチップセットとして、プロセッサ・システム4と統合されてもよい。捕捉段階の間に専用回路2とプロセッサ・システム4との間で生じる高速データ転送には、例えば直接メモリ・アクセス（DMA：direct memory access）を使用して適応することができる。
【００７３】
SoCは、プロセッサ・システムがアプリケーションを提供するよう使用される、セルラ電話、PDA、ナビゲーション・システム、車載コンピュータなどの一部であってもよい。
【００７４】
先行の段落では、本発明の実施形態について種々の例を参照して説明したが、当然のことながら、請求される本発明の範囲から逸脱することなく、与えられた例に対して変更を加えることができる。
【００７５】
上述の明細では、特に重要と思われる本発明の特徴に関心を集めることを試みたが、当然のことながら出願人は、特に強調されたかどうかに関わらず、上文で言及されたあらゆる特許性のある特徴もしくは複数の特徴の組み合わせ、および／または図に示されたあらゆる特許性のある特徴もしくは複数の特徴の組み合わせに関して保護を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】GNSS衛星から位置を取得するGNSS受信機システムを概略的に示す。
【図２Ａ】チャネル捕捉中のGNSS受信機システムを概略的に示す。
【図２Ｂ】データ回復および追跡中のGNSS受信機システムを概略的に示す。
【図３】チャネル捕捉および追跡の方法を示す。
【図１】
2009538078.tif 000003
【図２Ａ】
2009538078.tif 000004
【図２Ｂ】
2009538078.tif 000005
【図３】
2009538078.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月10日(2008.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャネルを捕捉するために、専用回路と、プログラマブル・プロセッサ・システムとの両方を使用することと；
前記捕捉された通信チャネルを追跡するために前記専用回路を使用し、その一方で、前記捕捉された通信チャネルによって定まるデータにより定まる情報を使用するアプリケーションをホスティングするために、前記プログラマブル・プロセッサ・システムを使用することと
を含む方法。
【請求項２】
部分的に復号されたデータを、前記通信チャネルの捕捉時に前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することと、完全に復号されたデータによって定まる情報を、前記通信チャネルの追跡時に前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記通信チャネルを捕捉することは、前記通信チャネルを定義する少なくとも２つのパラメータの決定を必要とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記通信チャネルを定義する前記パラメータのうち１つは拡散符号である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記通信チャネルを定義する前記パラメータのうち１つは拡散符号の位相である、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記通信チャネルを定義する前記パラメータのうち１つは周波数である、請求項３、４または５に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つのパラメータが前記専用回路において決定され、別の少なくとも１つのパラメータが前記プログラマブル・プロセッサ・システムにおいて決定される、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記専用回路は、拡散符号を特定し、拡散符号の位相を判断する、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記プログラマブル・プロセッサ・システムが、周波数の決定に使用される、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記プログラマブル・プロセッサ・システムが、周波数分析を実行するために使用される、請求項９に記載に方法。
【請求項１１】
前記通信チャネルの追跡は、前記通信チャネルを定義する少なくとも２つのパラメータの維持を必要とする、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記維持されるパラメータのうち１つは拡散符号の位相である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記維持されるパラメータのうち１つは周波数である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記追跡および捕捉するために相関器または整合フィルタが共用される、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記捕捉された通信チャネルを、位置を決定するために使用することをさらに含む、請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記捕捉された通信チャネルはＧＮＳＳチャネルである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
専用回路およびプログラマブル・プロセッサ・システムを備えるシステムであって、前記専用回路およびプログラマブル・プロセッサ・システムは、通信チャネルを捕捉するために協働すると共に、捕捉された通信チャネルを追跡するため、および前記捕捉された通信チャネルからの情報を使用するアプリケーションをホスティングするためには別々に動作するように構成される、システム。
【請求項１８】
前記システムはインターフェースをさらに含み、前記インターフェースは、部分的に復号されたデータを、チャネルを捕捉する間に前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送し、完全に復号されたデータによって定まる情報を、前記ホスティングされているアプリケーションの用に供するべく前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送するように構成される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記捕捉された通信チャネルを、位置を決定するために使用するように構成される、請求項１７または１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記捕捉された通信チャネルはＧＮＳＳチャネルである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
符号化データを復号できるように構成される回路であって、
部分的に復号されたデータを、第１のチャネル捕捉モードにおいて出力し、前記復号されたデータによって定まる情報を、前記第１のチャネル捕捉モードに続く第２のチャネル維持モードにおいて出力するように構成されるインターフェースを備える、回路。
【請求項２２】
前記符号化データは、少なくとも２つのパラメータにより符号化され通信チャネルを介して受信されたデータである、請求項２１に記載の回路。
【請求項２３】
前記回路は、部分的に符号化されたデータを生成するべく、前記パラメータのうち少なくとも１つを決定して、当該１つまたは複数のパラメータに関して前記符号化データを復号するように構成される、請求項２２に記載の回路。
【請求項２４】
前記部分的に符号化されたデータは、少なくとも１つのパラメータにより符号化された前記データである、請求項２２または２３のいずれか１項に記載の回路。
【請求項２５】
前記回路は、前記少なくとも２つのパラメータを維持し、前記維持されているパラメータに関して前記符号化データを復号するように構成される、請求項２２から２４のいずれか１項に記載の回路。
【請求項２６】
前記捕捉された通信チャネルを、位置を決定するために使用するように構成される、請求項２１から２５のいずれか１項に記載の回路。
【請求項２７】
前記捕捉された通信チャネルはＧＮＳＳチャネルである、請求項２６に記載の回路。
【請求項２８】
請求項２１から２６のいずれかに記載の回路と、プログラマブル・プロセッサ・システムとを備える、システム。
【請求項２９】
通信チャネルを捕捉するために、専用回路と、プロセッサ・システムの複数のリソースとを使用することと；
捕捉した後、前記プロセッサ・システムの前記リソースをアプリケーションの使用に供するべく解放し、通信チャネルを追跡するために、前記プロセッサ・システムは使用せず前記専用回路を使用することと
を含む方法。
【請求項３０】
部分的に復号されたデータを、前記通信チャネルの捕捉時に、前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することと、完全に復号されたデータによって定まる情報を、前記アプリケーションの使用に供するべく、前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することとをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記捕捉された通信チャネルを、位置を決定するために使用することをさらに含む、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記捕捉された通信チャネルはＧＮＳＳチャネルである、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
第１の信号処理段階における信号処理のために、専用回路と、プロセッサ・システムの複数のリソースとを使用することと；
前記第１の信号処理段階の後、アプリケーションの使用に供するべく前記プロセッサ・システムの前記リソースを解放することと共に、第２の信号処理段階における信号処理のために、前記プロセッサ・システムは使用せず前記専用回路を使用することと
を含む方法であって、ここで、
前記第１の段階は、前記第２の段階よりも計算量が多い、
方法。
【請求項３４】
前記アプリケーションは、前記第２の信号処理段階からの出力を使用する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
部分的に処理されたデータを、前記第１の信号処理段階の間に、前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することをさらに含む、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
完全に処理されたデータを、前記第２の信号処理段階の間に、前記専用回路から前記プロセッサ・システムへ転送することをさらに含む、請求項３３、３４または３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記専用回路により実行される機能の少なくとも一部は、前記第１の信号処理段階と、前記第２の信号処理段階との間に共通する、請求項３３から３６のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2009538078.tif 000007
2009538078.tif 000008
2009538078.tif 000009
2009538078.tif 000010