(57)【要約】【課題】衛星信号測定の操作を容易化する。【解決手段】衛星信号受信器４０は、受信衛星信号の測定を行うようになっている測定コンポーネント４３を備える。測定の操作性を向上させることができるように、受信器は、更に第１の処理ユニット４４を備え、これは、受信した制御パラメータに基づいて測定コンポーネント４３を制御するソフトウェア４５を実行するようになっている。加えて受信器は、第１のインタフェースコンポーネント４６を備え、これはもう１つのインタフェースコンポーネント３４を介してもう１つの処理ユニット３５から制御パラメータを受信し、第１の処理ユニット４４に制御パラメータを供給し、更に測定コンポーネント４３から得た測定結果を、もう１つのインタフェースコンポーネント３４を介して、もう１つの処理ユニット３５に送信するようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
受信した衛星信号の測定を実行するように構成された測定コンポーネントと、
第１のプロセッサ及びソフトウェアコードであって、前記プロセッサが、前記ソフトウェアコードを用いて、受信した制御パラメータに基づき前記測定コンポーネントを制御するように構成された第１のプロセッサ及びソフトウェアコードと、
第１のインタフェースコンポーネントであって、もう１つのインタフェースコンポーネントを介して前記装置の外部のもう１つのプロセッサから制御パラメータを受信するように構成され、かつ、前記制御パラメータを前記第１のプロセッサへ供給するように構成された第１のインタフェースコンポーネントと、
を備え、前記第１のプロセッサが、前記ソフトウェアコードを用いて、前記測定コンポーネントの測定結果を、前記もう１つのプロセッサにおける位置情報計算に適切な形式に変換するように更に構成され、
前記第１のインタフェースコンポーネントが、前記変換された測定結果を、前記もう１つのインタフェースコンポーネントを介して前記もう１つのプロセッサへ送信するように更に構成されている、装置。
【請求項２】
前記測定コンポーネントが、前記もう１つのプロセッサによって供給された制御パラメータに応じて受信衛星信号に関する測定を実行するように構成され、前記制御パラメータが、少なくとも２つの異なる衛星測位システムのうち、受信した衛星信号の測定を行うシステムについての指示を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のインタフェースコンポーネントが、制御データの受信及び測定結果の送信用に専用のプロトコルを採用するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のプロセッサが、前記ソフトウェアコードを用いて、自立型測位、ネットワークアシスト型測位、ネットワークベース型測位の測位モードのうち、少なくとも２つに関する測定結果を供給するために前記測定コンポーネントを制御するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のプロセッサが、前記ソフトウェアコードを用いて、前記少なくとも２つの測位モードのそれぞれに関して本質的に同じ方法で前記測位コンポーネントを制御するように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
衛星による測位を支援する移動体装置であって、
請求項１に記載の装置と、
前記もう１つのプロセッサであって、制御ソフトウェアを用いて、前記測定コンポーネント用に制御パラメータを生成するように構成され、かつ、評価ソフトウェアを用いて、前記測定コンポーネントによって供給され適切な形式に変換された測定結果を処理するように構成されている、前記もう１つのプロセッサと、
前記もう１つのインタフェースコンポーネントであって、前記もう１つのプロセッサによって生成された制御パラメータを前記第１のインタフェースコンポーネントへ転送し、前記第１のインタフェースコンポーネントから受信した測定結果を前記もう１つのプロセッサへ送信するように構成されている、前記もう１つインタフェースコンポーネントと、
を備える移動体装置。
【請求項７】
前記もう１つのプロセッサが、前記制御ソフトウェアを用いて、前記測定コンポーネント用の制御パラメータを、前記の請求項１に記載の装置に適した形式で生成するように構成されている、請求項６に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記もう１つのプロセッサが、前記制御ソフトウェアを用いて、請求項１に記載の装置に適した、プロトコルに依存しない形式へ入手可能な支援データを変換することによって、前記測定コンポーネント用の制御パラメータを生成するように構成されている、請求項７に記載の移動体装置。
【請求項９】
前記第１のインタフェースコンポーネントが、更に、衛星測位に関係のない前記測定コンポーネントからの測定結果を前記もう１つのインタフェースコンポーネントへ送信するように構成され、前記もう１つのインタフェースコンポーネントが、前記第１のインタフェースコンポーネントから受信した前記測定結果を前記もう１つのプロセッサへ送信するように構成されている、請求項６に記載の移動体装置。
【請求項１０】
前記第１のプロセッサ及び前記もう１つのプロセッサが、自立型測位、ネットワークアシスト型測位、及びネットワークベース型測位の測位モードのうち、少なくとも２つに対応するように構成され、前記第１のプロセッサが、前記少なくとも２つの測位モードのそれぞれに関して本質的には同じ方法で前記測定コンポーネントを制御するように構成され、前記もう１つのプロセッサが、前記少なくとも２つの測位モードのそれぞれに関して本質的には同じ方法で測定結果の前記処理を実行するように構成されている、請求項６に記載の移動体装置。
【請求項１１】
前記移動体装置は、移動体通信デバイスを備え、前記制御ソフトウェア及び前記評価ソフトウェアが、移動体通信ネットワークを介した前記移動体通信デバイスの通信を支援するように構成されているソフトウェアによって実現される、請求項６に記載の移動体装置。
【請求項１２】
前記移動体装置が移動体通信デバイスである、請求項６に記載の移動体装置。
【請求項１３】
前記移動体装置は、前記もう１つのプロセッサ及び前記もう１つのインタフェースコンポーネントを含んだ移動体通信デバイスを備え、前記の請求項１に記載の装置が、前記移動体通信デバイスの付属デバイスである、請求項６に記載の移動体装置。
【請求項１４】
衛星による測位を支援する移動体装置用のソフトウェアコードであって、前記移動体装置が、測定コンポーネント及び第１のプロセッサを含む衛星信号受信器を備え、前記移動体装置がもう１つのプロセッサを備え、前記ソフトウェアコードが、前記第１のプロセッサの中で動作しているときに、前記衛星信号受信器に、以下の各ステップ、すなわち、
インタフェースを介して前記もう１つのプロセッサから制御パラメータを受信するステップと、
前記受信した制御パラメータに基づいて、前記測定コンポーネントによる受信衛星信号の測定を制御するステップと、
前記測定コンポーネントの測定結果を、前記もう１つのプロセッサにおける位置情報計算に適切な形式に変換するステップと、
前記測定コンポーネントの測定結果を、前記インタフェースを介して前記もう１つのプロセッサへ転送することを引き起こすステップと、
を実行させるソフトウェアコード。
【請求項１５】
請求項１４に記載のソフトウェアコードが格納された計算機可読記憶媒体。
【請求項１６】
測定コンポーネントと第１のプロセッサとを含む衛星信号受信器における方法であって、
前記衛星信号受信器の外部のもう１つのプロセッサからインタフェースを介して制御パラメータを受信するステップと、
前記第１のプロセッサが、前記受信した制御パラメータに基づいて、前記測定コンポーネントによる受信衛星信号の測定を制御するステップと、
前記第１のプロセッサが、前記測定コンポーネントの測定結果を、前記もう１つのプロセッサにおける位置情報計算に適切な形式に変換するステップと、
前記インタフェースを介して前記もう１つのプロセッサへ前記測定コンポーネントの測定結果を転送するステップと、
を有する方法。
【請求項１７】
前記制御パラメータは、少なくとも２つの異なる衛星測位システムのうち、受信した衛星信号の測定を行うシステムについての指示を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記測定コンポーネントの測定結果が、復号された航法情報を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
衛星信号受信器である、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記測定コンポーネントの測定結果が、復号された航法情報を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記もう１つのプロセッサが、前記測定コンポーネント用の制御パラメータを生成するステップと、
前記もう１つのプロセッサによって生成された制御パラメータを、前記インタフェースを介して、前記衛星信号受信器に送信するステップと、
前記もう１つのプロセッサが、前記測定コンポーネントによって供給された、変換された測定結果を処理するステップと、
を更に有する、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星信号受信器に関し、衛星による測位を支援する移動体装置に関する。本発明は、同じく、衛星による測位を支援する方法に関する。本発明は、更に、衛星による測位を支援する移動体装置用のインタフェース及びソフトウェアコードに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、稼働している衛星による測位システムには、アメリカのシステムであるＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）及びロシアのシステムであるＧＬＯＮＡＳＳ（Global Orbiting Navigation Satellite System：全地球周回軌道航法衛星システム）の２つがある。将来的には、更にＧＡＬＩＬＥＯと称されるヨーロッパのシステムが出てくるだろう。これらのシステムの総称は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全地球航法衛星システム）である。
【０００３】
例えばＧＰＳ用には、２０を超える衛星が地球の周回軌道に乗っている。各衛星は、２つの搬送波信号Ｌ１及びＬ２を送信する。これらの搬送波信号のうちの１つであるＬ１は、標準測位サービス（ＳＰＳ：standard positioning service）の航法メッセージ及びコード信号を搬送するのに採用されている。Ｌ１搬送波の位相は、各衛星によって、別々のＣ／Ａ（Coarse Acquisition：低精度）符号を用いて変調されている。したがって、異なる衛星からの送信用に、異なる通信路が獲得される。Ｃ／Ａ符号は、擬似ランダム雑音（ＰＲＮ：pseudo random noise）符号であり、２０．４６ＭＨｚの公称帯域幅にわたってスペクトラムを拡散している。Ｃ／Ａ符号は、１０２３ビットごとに繰り返され、この符号のエポックは１ミリ秒である。Ｃ／Ａ符号のビットは、チップとも称される。更に、Ｌ１信号の搬送周波数は、ビットレートが毎秒５０ビットの航法情報を用いて変調されている。航法情報は、具体的には、送信時刻を示すタイムスタンプ及び軌道暦パラメータを含んでいる。軌道暦パラメータは、それぞれの衛星の周回軌道の小区間について記述している。上記の軌道暦パラメータに基づきアルゴリズムを用いて、記述された各区間内に衛星がある間は、任意の時刻における衛星の位置を、推定することができる。
【０００４】
位置算定の対象となるＧＰＳ受信器が、現在利用可能な衛星から送信された信号を受信し、信号に含まれているそれぞれのＣ／Ａ符号に基づいてそれぞれの衛星が使用している通信路を探知し、追跡する。衛星信号の捕捉及び追跡のために、ＧＰＳ受信器の無線周波（ＲＦ：radio frequency）部分で受信された信号が、まずベースバンドに変換される。ベースバンド部分では、例えばドップラ効果などによって生じる周波数誤差が、混合器によって取り除かれる。次に、信号は、各衛星について得られるレプリカ符号と相関させられる。相関は、例えばマッチドフィルタを使用して取ることができる。更に、相関値をコヒーレント及び／又はインコヒーレントに積算して、捕捉の感度を向上させることもできる。相関値がしきい値を上回れば、Ｃ／Ａ符号とその符号位相とがあることがわかり、これらが信号の拡散、ひいては航法情報の復元のために必要となる。
【０００５】
次に、受信器は一般に、符号化された航法メッセージのデータならびにＣ／Ａ符号のエポック及びチップの数に基づいて、各衛星から送信された符号の送信時刻を算定する。送信時刻、及び信号の受信器への測定到着時刻によって、信号が衛星から受信器へ伝播するのに要した伝播時間を算定することができる。この伝播時間に光の速度を乗じると、受信器とそれぞれの衛星との間の距離又はレンジに換算することができる。
【０００６】
受信器は、一組の衛星群からのレンジの交点に位置するので、算出された距離及び推定される衛星の位置によって、受信器の現在位置を計算することができる。
【０００７】
同様に、ＧＮＳＳ測位の一般概念となっているのは、測位の対象となる受信器で衛星信号を受信して、推定される衛星の位置から受信器まで信号が伝播するのにかかった時間を測定し、それにより受信器と各衛星との間の距離、更には受信器の現在位置を、更に衛星の推定位置を活用しつつ計算することである。
【０００８】
ＧＰＳ測位は、異なる３つの測位モードで実行することができる。第１のモードは、自立型ＧＰＳを利用した測位である。これは、ＧＰＳ受信器がＧＰＳ衛星から信号を受信すると、別のソースからの補足的な情報を一切得ずに、これらの信号から位置を計算することを意味する。第２のモードは、ネットワーク支援の移動機を利用したＧＰＳ（ＡＧＰＳ）測位である。このモードでは、ＧＰＳ受信器が移動体通信デバイスに関連付けられているとよい。ＧＰＳ受信器は、移動体通信デバイスの中に組み込まれていてもよいし、又は移動体通信デバイスの付属品であってもよい。移動体通信ネットワークが供給する支援データは、移動体通信デバイスによって受信され、ＧＰＳ受信器へ送信されてその性能を向上させる。このような支援データとしては、少なくとも、軌道暦、位置及び時刻の情報などが挙げられる。この場合も、測位の計算はＧＰＳ受信器の中で行われる。第３のモードは、ネットワーク利用の移動機に支援されたＧＰＳ測位である。このモードでも同様に、ＧＰＳ受信器は、移動体通信デバイスに関連付けられている。このモードでは、移動体通信ネットワークは、測定を支援するために、少なくとも捕捉支援及び時刻の情報を移動体通信デバイスを介してＧＰＳ受信器に供給する。次に、測定結果が、移動体通信デバイスを介して移動体通信ネットワークへ供給され、移動体通信ネットワークが位置を計算する。第２及び第３の方法は、共通してアシストＧＰＳ（ＡＧＰＳ：assisted-GPS）とも称される。
【０００９】
受信器では種々のモードで種々の情報を処理しなければならないので、従来型の受信器は、上記のモードのうちのいずれか１つのみに対応しているか、又はこれらのモード間の切り替えに対応している。
【００１０】
自立型ＧＰＳを利用した測位又は支援自立型ＧＰＳを利用した測位のための従来型ＧＰＳ受信器は、測定の実行、測定の制御、及び測位計算の実施をするために単一の機能的エンティティを備えている。測定の実行の少なくとも一部はハードウェアを利用して行われ、同時に、測定の制御及び測位計算の少なくとも一部はソフトウェアにおいて実現される。この状況は、衛星による測位システムの概略ブロック図である図１に示されている。
【００１１】
システムは携帯電話機１０、ＧＰＳ衛星１１、及びＧＳＭネットワーク又は他の任意のセルラネットワークの基地局１２を備えている。携帯電話機１０は、ＧＰＳ受信器１３を含んでいる。ＧＰＳ受信器１３は、ＲＦコンポーネント１４、ならびに測定及び測位コンポーネント１５を備えている。ＲＦコンポーネント１４ならびに測定及び測位コンポーネント１５は、例えば、別々のチップ上又は単一のチップ上に実装することができる。携帯電話機１０は、更にセルラエンジン１６を備え、すなわち、携帯電話機１０と移動体通信ネットワークとの間における従来型の移動体通信に必要なすべてのコンポーネントを備えたモジュールを備えている。更に、セルラエンジン１６は、基地局１２によって供給される支援データをＧＰＳ受信器１３による使用に向けて変換するようになっている変換ソフトウェア１７を実行する。
【００１２】
セルラエンジン１６と様々な種類の通信ネットワークとの間の支援データプロトコルは規格化が進んでおり、すでに使用されている。具体的には、無線リソース位置サービスプロトコル（ＲＲＬＰ：Radio Resource Location services Protocol）が世界移動体通信システム（ＧＳＭ：Global System for Mobile communications）を利用したネットワークに使用されており、無線リソース制御（ＲＲＣ：Radio Resource Control）プロトコルが広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ：Wideband Code Division Multiple Access）を利用したネットワークに使用されており、ＩＳ−８０１プロトコルが符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）を利用したネットワークに使用されている。これらのプロトコルは、通常、セルラエンジン１６とＧＰＳ受信器１３との間の独自のインタフェースには対応していない。その代わり、セルラエンジン１６は、ネットワークプロトコルで供給されるデータを適切な形式に変換するソフトウェア１７を有していなければならない。
【００１３】
更に具体的には、各ＧＰＳハードウェアの供給業者が、ＧＰＳ受信器１３とセルラエンジン１６との間のインタフェース用として、これまで各自に固有のインタフェースを規定してきた。概して、これらのインタフェースは、自立型ＧＰＳの機能のために標準規格の米国海洋電子機器協会（ＮＭＥＡ：National Marine Electronics Association）のプロトコルを使用し、及び／又はＧＰＳ受信器に関するより詳細な情報にアクセスするために供給業者に固有のメッセージを使用し、及び／又はＡＧＰＳの機能のためにネットワークからＧＰＳ受信器へ支援データを供給するのに特定のメッセージを使用している。こうした供給業者に固有の形式としては、例えば、テキサスインスツルメンツ（登録商標）のセルラモデムインタフェース、及びモトローラ（登録商標）のＧＰＳインタフェースなどが挙げられる。
【００１４】
米国特許第６５４２８２３（Ｂ２）号明細書は、呼処理部とＧＰＳクライアントとの間を往復させてデータを伝送するサーバについて記述している。
【００１５】
国際公開第２００４／１０７０９２（Ａ１）号パンフレットは、移動体デバイスの呼処理部と移動体デバイスのＧＰＳモジュールとの間のインタフェースにおいて変換機構を使用することを記述している。変換機構は、移動体デバイスに対して支援データを供給するのに用いられるプロトコルを、ＧＰＳモジュールによって使用される独自のプロトコルへ変換する。
【００１６】
従来型のＧＰＳ受信器では、ＧＰＳ測定ハードウェアの正確な性能を評価することは難しい。同様に、ソフトウェアにおいて広範な作業を伴うことなく１つのＧＰＳ測定ハードウェアから別のものに交換することは難しい。更に、セルラネットワーク測定データ又はモーションセンサデータなどを用いてハイブリッド測位のソリューションを実装することは困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、衛星信号測定の操作を容易化する。
【００１８】
衛星による測位を支援する衛星信号受信器が提案される。衛星信号受信器は、受信した衛星信号の測定を実行するようになっている測定コンポーネントと、受信した制御パラメータに基づいて測定コンポーネントを制御するソフトウェアを実行するようになっている第１の処理ユニットとを備えている。衛星信号受信器は、更に第１のインタフェースコンポーネントを備え、これは、もう１つのインタフェースコンポーネントを介してもう１つの処理ユニットから制御パラメータを受信し、この制御パラメータを第１の処理ユニットへ供給し、測定コンポーネントから得た測定結果をもう１つのインタフェースコンポーネントを介してもう１つの処理ユニットへ送信するようになっている。
【００１９】
更に、衛星による測位を支援する移動体装置が提案される。移動体装置は、上記に提案された衛星信号受信器を備えている。加えて、移動体装置は、もう１つの処理ユニットを備えている。このもう１つの処理ユニットは、測定コンポーネント用の制御パラメータを生成する制御ソフトウェアと、測定コンポーネントから供給される測定結果を処理する評価ソフトウェアとを実行するようになっている。移動体装置は、もう１つのインタフェースコンポーネントを更に備えている。このもう１つのインタフェースコンポーネントは、もう１つの処理ユニットによって生成される制御パラメータを第１のインタフェースコンポーネントへ転送し、第１のインタフェースコンポーネントから受信した測定結果をもう１つの処理ユニットに送信するようになっている。
【００２０】
更に、衛星による測位を支援する移動体装置用のインタフェースが提案される。移動体装置は、測定コンポーネント及び第１の処理ユニットを有する衛星信号受信器を備えていると想定する。移動体装置は、もう１つの処理ユニットを更に備えていると想定する。上記に提案されたインタフェースは、衛星信号受信器ともう１つの処理ユニットとの間の通信を可能にするように構成されている。インタフェースは、衛星信号受信器内の第１のインタフェースコンポーネントと、もう１つのインタフェースコンポーネントとを備えている。第１のインタフェースコンポーネントは、もう１つのインタフェースコンポーネントから制御パラメータを受信し、第１の処理ユニットへ制御パラメータを供給し、測定コンポーネントから得た測定結果をもう１つのインタフェースコンポーネントへ送信するようになっている。もう１つのインタフェースコンポーネントは、もう１つの処理ユニットによって生成された制御パラメータを第１のインタフェースコンポーネントへ転送し、第１のインタフェースコンポーネントから受信した測定結果をもう１つの処理ユニットへ送信するようになっている。
【００２１】
更に、移動体装置において衛星による測位を支援する方法が提案される。この移動体装置は、上記に提案されたインタフェースの場合と同様の想定に基づいている。提案された方法は、衛星信号受信器用の制御パラメータをもう１つの処理ユニットで生成するステップと、この制御パラメータをインタフェースを介して衛星信号受信器へ転送するステップと、を含む。提案された方法は、更に、衛星信号受信器において、第１の処理ユニットを用い、転送された制御パラメータに基づいて、測定コンポーネントによる受信衛星信号の測定を制御するステップを含む。提案された方法は、更に、測定コンポーネントの測定結果をインタフェースを介してもう１つの処理ユニットへ転送するステップを含む。提案された方法は、更に、もう１つの処理ユニットにおいて、転送された測定結果を処理するステップを含む。
【００２２】
更に、衛星による測位を支援する移動体装置用の第１のソフトウェアコードが提案される。この移動体装置は、上記に提案されたインタフェースの場合と同様の想定に基づいている。もう１つの処理ユニットにおいて動作しているとき、第１のソフトウェアコードは、衛星信号受信器用の制御パラメータを生成し、この制御パラメータがインタフェースを介して衛星信号受信器へ転送されるようにする。更に、第１のソフトウェアコードは、インタフェースを介して衛星信号受信器から受信した測定結果を処理する。同様に、このようなソフトウェアコードを格納したソフトウェアプログラム製品が提案される。
【００２３】
更に、衛星による測位を支援する移動体装置用の第２のソフトウェアコードが提案される。この移動体装置は、上記に提案されたインタフェースの場合と同様の想定に基づいている。第１の処理ユニットにおいて動作しているとき、第２のソフトウェアコードは、もう１つの処理ユニットからインタフェースを介して供給された制御パラメータに基づいて、測定コンポーネントによる受信衛星信号の測定を制御する。更に、第２のソフトウェアコードは、測定コンポーネントの測定結果がインタフェースを介してもう１つの処理ユニットへ転送されるようにする。同様に、このようなソフトウェアコードを格納したソフトウェアプログラム製品が提案される。
【００２４】
本発明は、衛星信号受信器から制御パラメータ生成及び測位機能を取り除けば、衛星信号受信器の測定機能をより柔軟性な方法で活用できるとの構想に基づいている。したがって、独立した処理ユニットによって実行されるソフトウェア内に、制御パラメータの生成機能及び測定値の処理機能を代わりに実装することが提案される。衛星信号受信器と独立した処理ユニットとの間で必要な通信は、新規のインタフェースを介して行われる。このインタフェースは、受信衛星信号の測定に必要な制御パラメータの形で低レベルの情報を供給するようになっている。「低レベル」という用語は、測定コンポーネントによる衛星信号のリアルタイムの捕捉及び追跡に関わるあらゆる局面に関係する。
【００２５】
本発明の利点として、衛星信号受信器の測定コンポーネントの性能評価及び検査が簡易になることがある。更に、外部に処理を委託することによって衛星信号受信器それ自体も簡易化され、それにより衛星信号受信器のコストが低減される。加えて、本発明は、衛星測位ソリューションの発展を支援し、こうしたソリューションに必要なソフトウェアの作業を軽減する。例えば、本発明による移動体装置においては、測定コンポーネントを採用しているインタフェースと互換性のある任意の測定コンポーネントに、自由に交換することが可能であるが、それに対して従来型の受信器では、ソフトウェアとベースバンド測定コンポーネントとが密接に統合されているため、ソフトウェアを調節せずに交換することは不可能である。
【００２６】
衛星信号受信器は、様々な方法で実現することができる。例えば、それは無線周波（ＲＦ：radio frequency）部分とベースバンド部分とを同一のパッケージ内に備えたディスクリートチップであってもよい。更に、ＲＦ部分とベースバンド部分とを異なるパッケージに備えたチップセットであってもよい。更にそれは、移動体装置の別のコンポーネントと一体化されていてもよく、例えば移動体通信デバイスのセルラエンジンと一体になっていてもよい。同様に、それは一部が別のコンポーネントと一体化され、一部が独立したチップに実装されていてもよい。例えば、ＲＦ部分を一体化し、ベースバンド測定部分が独立したチップに実装することもできる。
【００２７】
測定コンポーネントは、ベースバンドで行われる全ての測定を含めた受信信号のベースバンド処理だけを特に実行させるようにすることもできるが、同様に、例えばＲＦドメインでの任意の処理を実行させるようにしてもよい。測定コンポーネントは、ハードウェア内で実現できる。あるいは、「スナップショット式ＧＰＳ」受信器又は「ソフトウェアＧＰＳ」受信器の場合のように、一部分はハードウェア内で実現し、一部分はソフトウェア内で実現してもよい。ハードウェア及びソフトウェアを利用した測定コンポーネントは、例えば受信衛星信号のサンプルを保存するメモリ、及びサンプリングされ保存された衛星信号を処理するプロセッサなどを備えるとよい。信号の捕捉、信号の追跡、信号の検証及びデータの受信を行うための低レベルのソフトウェアならびにロジックによって、更に具体的に処理を実行することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態では、測定コンポーネントは、少なくとも２つの異なる衛星測位システムの衛星から送信された受信衛星信号の測定を実行するようになっており、それは第１の処理ユニットによって実行されるソフトウェアの制御に依存し、すなわちもう１つの処理ユニットの供給する制御パラメータに依っている。測定コンポーネントは、例えばＧＰＳ信号、ＧＡＬＩＬＥＯ信号、ＧＬＯＮＡＳＳ信号、又はこれらの任意の組み合わせを測定するようになっているとよい。
【００２９】
第１の処理ユニットによって実行され、もう１つの処理ユニットから供給された制御パラメータに基づいて測定コンポーネントを制御するソフトウェアも、同様に低レベルのソフトウェアであってよい。このソフトウェアは、例えば、省電力設定、周波数較正、時刻較正、自動利得制御（ＡＧＣ：automatic gain control）同調、秒毎のパルス（ｐｐｓ：pulse per second）生成、及び／又は測定間隔の設定などに関与する。上記のタスクは従来型の衛星信号受信器においても実行されているが、本発明によれば、従来型の衛星信号受信器とは異なり、制御の基盤となっている制御データが外部において生成される。
【００３０】
本発明の一実施形態では更に、第１の処理ユニットがソフトウェアを実行し、測定コンポーネントの測定結果をもう１つの処理ユニットにおける位置情報計算に適した形式に変換するようになっている。
【００３１】
本発明の一実施形態では、第１の処理ユニットを、少なくとも２つの測位モード用に柔軟に使用することが可能で、例えば、自立型測位、ネットワークアシスト型測位、及びネットワークベース型測位に使用することができる。いずれの場合も、第１の処理ユニットの機能は測位モードにかかわらず本質的に同じであってよく、すなわち、あらゆる測位モードに対して同じ方法を使用することができるので、この衛星信号受信器はモードレスであってもよい。これが可能となるのは、ネットワーク支援型モード及びネットワーク利用型モードにおいて、第１の処理ユニットが、受信した支援情報を評価して必要な制御パラメータを生成する必要がなく、どのようなモードでも直接実装できる制御パラメータを受信するからである。
【００３２】
移動体装置においても、もう１つの処理ユニットによって実行される測定結果の処理が、対応している全ての測位モードに関して実質的に同じである。このことは、測位モードがネットワークに基づいたものであっても、測位に関連した情報は、移動体装置の中で計算可能であることを意味している。これには、単に測定結果を送信するよりも高い処理能力を要するが、同時に特定の状況において性能を向上することができる。例えば、ネットワークに基づいた追跡アプリケーション用の端末内で位置の計算を行う場合、ネットワークで測位計算を行うよりも、追跡の性能及び感度が優れ、消費電力も少なくなる。
【００３３】
制御パラメータは、測定コンポーネントを制御するのに、追加の計算を一切伴わずに直接使用することのできるパラメータである。せいぜい、形式の変換が必要となるくらいである。もう１つの処理コンポーネントによって実行される制御ソフトウェアが、測定コンポーネント用の制御パラメータをもとから衛星信号受信器に適した形式で生成するようになっていると有利である。
【００３４】
制御パラメータには様々な種類があってもよい。制御パラメータには、例えば、１シグマの不確実性を伴う特定の時刻における予測コード位相のような予測される信号特性、１シグマの不確実性を伴う特定の時刻における予測ドップラ周波数のような予測されるドップラ効果、その他の予測される不確実性、タイミング情報、基準周波数の品質などが含まれているとよい。制御パラメータには、更に、通信路のリセット要求、省電力モード、追跡モードなどの様々なモードパラメータが含まれてもよい。
【００３５】
制御パラメータは、例えば完全に移動体装置の中で生成することができる。更に、例えば入手可能な支援データをプロトコルに依存しない形式に変換することで生成することもできる。
【００３６】
したがって、提案されるアーキテクチャによって、支援データの供給される基となっている例えばセルラ規格などのプロトコル及び規格への全ての関連を、受信器のハードウェアから取り除くことができる。
【００３７】
もう１つの処理ユニットによって実行される制御ソフトウェアは、支援データを供給するエンティティに対して必要な応答メッセージを、ＮＭＥＡ又はＲＲＬＰのような対応しているプロトコルにしたがって生成することにも関与していてよい。
【００３８】
当然のことながら、もう１つの処理ユニットによって実行される評価ソフトウェアは、位置情報計算の目的で測定結果を処理する場合には、衛星信号測定値以外の情報も考慮に入れることがある。
【００３９】
更に、このインタフェースは、ＧＰＳのメッセージ通信以外の、別のタイプのメッセージ通信にも同様に採用してもよい。本発明による一実施形態では、第１のインタフェースコンポーネントは、更に、衛星測位に関係のない測位結果を、測定コンポーネントからもう１つのインタフェースコンポーネントへ送信するようになっている。次に、もう１つのインタフェースコンポーネントが、第１のインタフェースコンポーネントから受信した上記の測定結果をもう１つの処理ユニットへ送信するようになっていてもよい。このような補足的な測定結果には、例えば、センサ測定、温度測定、気圧測定、加速度測定、コンパス方位測定の結果などが含まれる。
【００４０】
本発明による一実施形態では、提案された移動体装置が、例えば携帯電話機などの移動体通信デバイスから成る。この場合、制御ソフトウェア及び評価ソフトウェアは、移動体通信ネットワークを介して移動体通信デバイスの通信を支援するようになっているソフトウェア内に実装されているとよい。上記のソフトウェアには、例えば、ノキア（登録商標）による知的ソフトウェアアーキテクチャ（ＩＳＡ：Intelligent software architecture）、Ｓｙｍｂｉａｎ（登録商標）アプリケーション、Ｊａｖａ（登録商標）アプリケーションなどが挙げられる。
【００４１】
移動体装置が移動体通信デバイスから成る場合は、移動体装置は、衛星信号受信器を組み込んだ移動体通信デバイスであってよい。あるいは、衛星信号受信器が、移動体通信デバイスの付属デバイスであってもよい。
【００４２】
本発明による一実施形態では、第１のインタフェースコンポーネント及びもう１つのインタフェースコンポーネントは、制御パラメータ及び測定結果をやりとりするために専用のプロトコルを使用するようになっている。このプロトコルは、非リアルタイムのインタフェースを定義してもよく、すなわちセルラ規格に依存せず、衛星信号受信器のハードウェア、具体的には測定ハードウェアにも依存せず、更に、もう１つの測位ユニットがインタフェースに対応している任意の衛星信号受信器と連携することを可能にする。
【００４３】
インタフェースは、特に、インタフェースコンポーネント間に低レベルのハードウェア接続を採用することができ、例えば、はん用非同期送受信器（ＵＡＲＴ：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）接続、直列周辺機器インタフェース（ＳＰＩ：Serial Peripheral Interface）接続、集積回路間バス（Ｉ２Ｃ：Inter-Integrated Circuit bus）接続、Bluetooth（登録商標）接続、超広帯域（ＵＷＢ：ultra wide band）接続、又は赤外線（ＩＲ：infra-red）接続などが挙げられる。
【００４４】
本発明は、衛星信号の受信が可能となる任意の移動体装置に採用することができる。当然のことながら、本発明は、広域補強システム（ＷＡＡＳ：Wide Area Augmentation System）及び欧州静止衛星航法補強システム（ＥＧＮＯＳ：European Geostationary Navigation Overlay System）のような衛星補強システムを伴っても同様に採用することができる。ＷＡＡＳ及びＥＧＮＯＳは、大気圏及び電離層が原因となるＧＰＳ信号の遅延などを考慮に入れたＧＰＳの補正データを算定する。静止衛星を介して送信された補正データは、適切なＧＰＳ受信器によって受信し、ＧＰＳ利用測位の精度を向上するのに使用することができる。
【００４５】
本発明のその他の目的及び特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な記載を考察することにより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来型のアシストＧＰＳシステムの概略ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による衛星による測位システムの概略ブロック図である。
【図３】図２のシステムの詳細を示す概略ブロック図である。
【図４】図２及び図３のシステムにおけるオペレーションを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図２は、衛星による測位システムの概略ブロック図であり、本発明にしたがって衛星信号受信器の機能が分割されている。
【００４８】
システムは、携帯電話機２０、衛星２１及びネットワークエレメント２２を備えている。
【００４９】
携帯電話機２０は、本発明による例示的な構成である。そこには、セルラエンジン３０が含まれ、すなわち携帯電話機２０と移動体通信ネットワークとの間の従来型移動体通信に必要なコンポーネントを全て備えるモジュールが含まれている。携帯電話機２０は、更に衛星信号受信器４０を備えている。衛星信号受信器４０は、従来型のＲＦコンポーネント４１を備える。しかし、従来型の衛星信号受信器とは異なり、測定及び測位コンポーネント１５を併せて備えてはおらず、純粋に測定モジュール４２のみを備えている。独立した測位モジュール３１が、セルラエンジン３０に実装されている。測定モジュール４２及び測位モジュール３１は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）５０によって相互に接続されている。衛星信号受信器４０がチップの形で実現されて、その上にＲＦコンポーネント４１及び測定モジュール４２が実装されてもよい。
【００５０】
衛星２１は、地球の軌道に乗り、符号変調された信号を送信して衛星による測位を可能にしている、複数の衛星のうちの１つである。衛星２１は、ＧＰＳ衛星、ＧＡＬＩＬＥＯ衛星、又はＧＬＯＮＡＳＳ衛星などとすることができる。
【００５１】
ネットワーク要素２２は、例えばＧＳＭネットワークの基地局とすることができる。必要に応じて、ネットワーク要素２２が、衛星による測位用の支援データを携帯電話機に供給することができるようになっている。
【００５２】
セルラエンジン３０及び衛星信号受信器４０の詳細が、図３に図示されている。
【００５３】
既に図２で示したように、衛星受信器４０は、ＲＦコンポーネント４１及び測定モジュール４２を備えている。測定モジュール４２は、ＧＰＳ衛星、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星、ＧＡＬＩＬＥＯ衛星、及びこれらの組み合わせから送信された信号を測定するようになっている。
【００５４】
測定モジュール４２は、測定を実施するために、実際の測定コンポーネント４３と、第１の処理ユニットとしてデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）４４とを備えている。ＤＳＰ４４は、測定コンポーネント４３を制御する低レベルのソフトウェアである制御及びデータ交換コンポーネント４５を実行するようになっている。
【００５５】
測定モジュール４２は、更に、第１のインタフェースコンポーネントとしてＩ／Ｆコンポーネント４６を含み、これは制御及びデータ交換コンポーネント４５と対話する。
【００５６】
一例として、測定コンポーネント４３が、ベースバンドで測定を実行する純粋なベースバンド測定コンポーネントでありながら、同時に、ＲＦ測定を追加的に実行するようになっていてもよく、あるいはＲＦコンポーネント４１を完全に含むこともできる。このことが実現できるのは、制御及びデータ交換コンポーネント４５によって制御されるハードウェア内に限られる。あるいは、測定コンポーネントが、衛星信号のサンプル用のメモリと、サンプリングされて保存された衛星信号を処理するためのプロセッサとを備えていてもよい。後者の場合、当然のことながら、このプロセッサは、適切な測定ソフトウェアを実行するＤＳＰ４４に相当してもよい。いずれの場合も、測定コンポーネント４３は、ＲＦコンポーネント４１が受信する衛星信号に基づいて、信号の捕捉、信号の追跡、符号及び搬送波位相の測定、信号の検証、及び航法データの受信の実行をつかさどる。
【００５７】
測定モジュール４２はモードレスであり、すなわちその機能は、自立型測位方式、ネットワークアシスト型測位方式、又はネットワークベース型測位方式など選択された測位方法に関わらず、全く同じである。
【００５８】
セルラエンジン３０は、いくつかのコンポーネントを備え、中でも特に、もう１つの処理ユニットとしてＤＳＰ３５を備えている。ＤＳＰ３５は、セルラエンジンソフトウェア、すなわち移動体通信ネットワークとの通信を支援するソフトウェアを実行するようになっている。このソフトウェアは、例えばＩＳＡソフトウェア、又はＳｙｍｂｉａｎ（登録商標）ソフトウェアなどであってよい。測位モジュール３１は、セルラエンジンソフトウェアに実装されるソフトウェア内で実現され、したがって、ＤＳＰ３５によって同様に実行することができる。測位モジュール３１は、測位計算などを行うようになっている評価コンポーネント３２を備えている。測位モジュール３１は制御コンポーネント３３を更に備え、それは、衛星信号受信器４０が行う測定のための情報をまとめるようになっている。
【００５９】
セルラエンジン３０は更に、もう１つのインタフェースコンポーネントとしてＩ／Ｆコンポーネント３４を備えており、これは、評価コンポーネント３２及び制御コンポーネント３３の両方と対話している。
【００６０】
Ｉ／Ｆコンポーネント３４、Ｉ／Ｆコンポーネント４６、及びこれらのコンポーネント間の物理的な低レベル接続がインタフェースＩ／Ｆ５０を形成し、それにより衛星信号受信器４０と測位モジュール３１との間のデータ交換が可能になる。上記の接続は、例えばＵＡＲＴ接続であってよい。Ｉ／Ｆコンポーネント３４及びＩ／Ｆコンポーネント４６は、専用のプロトコルを用いて、選択された接続技術に対応する。
【００６１】
ここで、図４のフローチャートを参照し、図２及び図３のシステムにおける動作をより詳しく説明する。
【００６２】
携帯電話機２０の測位が行われるとき、制御コンポーネント３３が衛星信号受信器４０用の制御パラメータを生成する。制御コンポーネント３３は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ及び／又はＧＡＬＩＬＥＯ信号を測定モジュール４２が捕捉すべきかどうかを示す低レベルのパラメータを生成する。ここに含まれるのは、例えば予測信号符号位相、予測ドップラ周波数、予測される符号及びドップラの不確実性、基準周波数の詳細、及び基準時刻の詳細などの指標である。制御コンポーネント３３は、更に、低レベルの制御パラメータを生成して、測定モジュール４２を特定の状態にする。例えば、省電力の状態、電源遮断の状態、電源投入の状態、セルフテストの状態などである。生成される制御パラメータは、制御及びデータ交換コンポーネント４５によって使用できる既定の「衛星測位システム形式」になっている（ステップ４１１）。
【００６３】
加えて、制御コンポーネント３３が、入手可能な支援データを測定モジュール４２に適した形式へ変換してもよい。支援データは、例えば移動体通信ネットワークのネットワークエレメント２２によって、又は他のソース、例えば無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ：Wireless Local Area Network）によって、あるいはメモリから、制御コンポーネント３３に供給されるとよい。支援データには、例えば基準位置に関する情報が含まれてもよく、それにより衛星信号の捕捉における検索を限定して行うことができるようになる。支援データを適切な形式に変換するために、制御コンポーネント３３は、支援データプロトコルの依存性を取り除き、支援データを「衛星測位システム形式」に変換する。制御コンポーネント３３は、更に、ＲＲＬＰなど所要のプロトコルを使用して、支援データを供給しているエンティティに対する必要な応答メッセージも生成する（ステップ４１２）。
【００６４】
Ｉ／Ｆコンポーネント３４は、生成された制御及び支援データを、実装されている接続技術、ひいては生成された制御及び支援データ用に予め設定されているＩ／Ｆ形式を用いて、測定モジュール４２のＩ／Ｆコンポーネント４６へ転送する（ステップ４１３）。
【００６５】
測定モジュール４２のＩ／Ｆコンポーネント４６は、制御及び支援データをＩ／Ｆ形式で受け取り、制御及び支援データを元の「衛星測位システム形式」に復元し、この制御及び支援データを、制御及びデータ交換コンポーネント４５へ供給する（ステップ４２１）。
【００６６】
制御及びデータ交換コンポーネント４５は、制御コンポーネント３３から供給される設定パラメータに従って、測定コンポーネント４３のオペレーションを制御する。より具体的には、データ交換コンポーネント４５は、対応する周波数較正、対応する時刻較正、対応するＡＧＣチューニング、対応するｐｐｓ生成、対応する信号捕捉、対応する信号追跡、対応する測定データ応答を生じさせ、各測定間隔を求めればよい。更に、それは、制御データに基づいて省電力を取り計らう。計測コンポーネント４３は、制御及びデータ交換コンポーネント４５に対して測定結果を供給する。測定結果には、例えば捕捉された信号の送信元の衛星の識別情報、捕捉された衛星信号の受信時刻、復号された航法情報などを含んでもよい（ステップ４２２）。
【００６７】
制御及びデータ交換コンポーネント４５は、測位モジュール３１で測位計算を行うのに適した低レベルの「位置計算形式」へ測定結果を変換する（ステップ４２３）。
【００６８】
Ｉ／Ｆコンポーネント４６は、実装されている接続技術、ひいては変換された測定結果用に予め設定されているＩ／Ｆ形式を用いて、変換された測定結果をセルラエンジン３０のＩ／Ｆコンポーネント３４へ転送する（ステップ４２４）。
【００６９】
セルラエンジン３０のＩ／Ｆコンポーネント３４は、変換された測定結果をＩ／Ｆ形式で受信し、変換された測定結果を元の「位置計算形式」に復元し、変換された測定結果を評価コンポーネント３２に供給する（ステップ４１４）。
【００７０】
評価コンポーネント３２は、測定結果に基づいて、位置情報の計算を行うが、それには例えば携帯電話機２０の現在位置の算出、携帯電話機２０の現在の速度の算出、及び現在の時刻の算出などが含まれる。なお、評価コンポーネント３２は、例えば移動体通信ネットワークのネットワークエレメント２２と交換する信号に関する測定値、又はネットワークエレメント２２から供給される軌道暦データなど、位置情報の計算を支援する補足情報を受信してもよい（ステップ４１５）。
【００７１】
位置情報計算の結果は、次に、ユーザに提示してもよいし、又は、航法アプリケーションのような何らかのアプリケーションの入力データとして使用してもよい（ステップ４１６）。
【００７２】
なお、記載した実施形態は、本発明の考えられる多様な実施形態のうちの１つに過ぎないものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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