(57)【要約】  相関プロセスに基づいてSPS信号を使用してSPS時間を決定するために、受信機および/または他の同様のデバイスにおいて様々な方法および/または装置を使用して実施することができる技法が提供される。たとえば、次の最大ピークに対する最大ピークの比率を考慮することによって、たとえば、相関プロセスに起因する他のピークの情報と比較して、最大ピークを検証する検証プロセスが実行され得る。時間設定アルゴリズムは、たとえば、時間不確実性、および/またはSPS信号において実行される復調のタイプに少なくとも部分的に基づいて選択され得る。時間設定アルゴリズムは、時間不確実性および/または実行される復調のタイプ/モードが与えられると、所望の方法で、相関および/または検証プロセスの一方または両方を有効に制御することができる。
2013541695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスにより、
1つまたは複数のデータサブフレームを含む衛星測位システム(SPS)信号からビットのシーケンスを受信するステップと、
複数の時間シフトされた仮説で、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを前記受信されたSPS信号と相関させるステップと、
前記相関させるステップに起因する他のピーク情報と比較して、最大ピークを検証するステップと、
前記検証された最大ピークからの結果に少なくとも部分的に基づいて前記受信されたSPS信号におけるサブフレームプリアンブルを検出するステップと、
前記ビットのシーケンスにおける前記検出されたサブフレームプリアンブルの位置に少なくとも部分的に基づいて、SPS時間を表す1つまたは複数の電気信号を生成するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記最大ピークを検証するステップが、
前記相関させるステップに起因する次の最大ピークに対する前記最大ピークの比率が閾値を超えることを検証するステップ
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記電子デバイスにより、
時間不確実性に少なくとも部分的に基づいて複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムを選択するステップであり、前記時間設定アルゴリズムが前記相関させるステップおよび/または前記検証するステップのうちの少なくとも1つを有効に制御する、ステップ
をさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記電子デバイスにより、
前記SPS信号に関連付けられた時間不確実性閾値に少なくとも部分的に基づいて前記時間設定アルゴリズムを選択するステップ
をさらに含む請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、前記相関させるステップの一部としてリストプロセスおよび/または復号プロセスのうちの少なくとも1つを選択的に開始する、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、前記検証するステップの一部として緩和プロセスを選択的に開始する、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、再検証プロセスを選択的に開始する、請求項4に記載の方法。
【請求項８】
前記電子デバイスにより、
前記SPS信号において実行される復調のタイプに少なくとも部分的に基づいて複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムを選択するステップであり、前記時間設定アルゴリズムが前記相関させるステップおよび/または前記検証するステップのうちの少なくとも1つを有効に制御する、ステップ
をさらに含む請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記SPS信号において実行される復調の前記タイプがコヒーレント復調および非コヒーレント復調のうちの少なくとも1つを含む、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記閾値が、
前記SPS信号において実行される復調のタイプ、
積分期間の長さ、
前記SPS信号に関連付けられた宇宙ビークル(SV)の数、および/または
SVの搬送波対雑音電力比(C/No)の推定値
のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づく、
請求項2に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の時間シフトされた仮説がビット位置に関連付けられており、前記サブフレームプリアンブルを検出する前記ステップが、
ピーク相関結果に関連付けられたビット位置を識別するステップを含む
請求項1に記載の方法。
【請求項１２】
前記SPS時間を表す前記1つまたは複数の電気信号を生成するステップが、前記SPS時間を前記識別されたビット位置に関連付けるステップを含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記電子デバイスにより、
関連する複数の衛星ビークル(SV)送信機、および/または前記SV送信機のうちの1つからの関連する複数のサブフレームのうちの少なくとも1つから複数のビットストリームを受信するステップと、
前記複数の時間シフトされた仮説で、前記既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを、前記複数のビットストリームの各々と相関させて、時間シフトされた仮説ごとに関連する複数の相関結果を提供するステップと、
時間シフトされた仮説ごとに、前記関連する複数の相関結果を結合するステップと、
各結合された相関結果に関連付けられたビット位置を識別するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１４】
電子デバイスにおいて使用するための装置であって、
1つまたは複数のデータサブフレームを含む衛星測位システム(SPS)信号からビットのシーケンスを受信するための手段と、
複数の時間シフトされた仮説で、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを前記受信されたSPS信号と相関させるための手段と、
前記相関させるステップに起因する他のピーク情報と比較して、最大ピークを検証するための手段と、
前記検証された最大ピークからの結果に少なくとも部分的に基づいて前記受信されたSPS信号におけるサブフレームプリアンブルを検出するための手段と、
前記ビットのシーケンスにおける前記検出されたサブフレームプリアンブルの位置に少なくとも部分的に基づいて、SPS時間を決定するための手段と
を含む装置。
【請求項１５】
前記最大ピークを検証するための前記手段が、前記相関させるステップに起因する次の最大ピークに対する前記最大ピークの比率が閾値を超えることを検証するための手段を含む、請求項14に記載の装置。
【請求項１６】
時間不確実性に少なくとも部分的に基づいて複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムを選択するための手段であり、前記時間設定アルゴリズムが相関させるための前記手段および/または検証するための前記手段のうちの少なくとも1つを有効に制御する、手段
をさらに含む請求項14に記載の装置。
【請求項１７】
前記SPS信号に関連付けられた時間不確実性閾値に少なくとも部分的に基づいて前記時間設定アルゴリズムを選択するための手段
をさらに含む請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、相関させるための前記手段の一部としてリストするための手段および/または復号するための手段のうちの少なくとも1つを選択的に開始する、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、検証するための前記手段の一部として緩和のための手段を選択的に開始する、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、再検証プロセスのための手段を選択的に開始する、請求項17に記載の装置。
【請求項２１】
前記SPS信号において実行される復調のタイプに少なくとも部分的に基づいて複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムを選択するための手段であり、前記時間設定アルゴリズムが相関させるための前記手段および/または検証するための前記手段のうちの少なくとも1つを有効に制御する、手段
をさらに含む請求項14に記載の装置。
【請求項２２】
前記SPS信号において実行される復調の前記タイプがコヒーレント復調および非コヒーレント復調のうちの少なくとも1つを含む、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記閾値が、
前記SPS信号において実行される復調のタイプ、
積分期間の長さ、
前記SPS信号に関連付けられた宇宙ビークル(SV)の数、および/または
SVの搬送波対雑音電力比(C/No)の推定値
のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づく、
請求項15に記載の装置。
【請求項２４】
前記複数の時間シフトされた仮説がビット位置に関連付けられており、前記サブフレームプリアンブルを検出するための前記手段が、
ピーク相関結果に関連付けられたビット位置を識別するための手段を含む
請求項14に記載の装置。
【請求項２５】
前記SPS時間を決定するための前記手段が、前記SPS時間を前記識別されたビット位置に関連付けるステップを含む、請求項14に記載の装置。
【請求項２６】
関連する複数の衛星ビークル(SV)送信機、および/または前記SV送信機のうちの1つからの関連する複数のサブフレームのうちの少なくとも1つから複数のビットストリームを受信するための手段と、
前記複数の時間シフトされた仮説で、前記既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを、前記複数のビットストリームの各々と相関させて、時間シフトされた仮説ごとに関連する複数の相関結果を提供するための手段と、
時間シフトされた仮説ごとに、前記関連する複数の相関結果を結合するための手段と、
各結合された相関結果に関連付けられたビット位置を識別するための手段と
をさらに含む請求項14に記載の装置。
【請求項２７】
1つまたは複数のデータサブフレームを含む衛星測位システム(SPS)信号からビットのシーケンスを取得し、複数の時間シフトされた仮説で、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを前記受信されたSPS信号と相関させ、前記相関させるステップに起因する他のピーク情報と比較して、最大ピークを検証し、前記検証された最大ピークからの結果に少なくとも部分的に基づいて前記受信されたSPS信号におけるサブフレームプリアンブルを検出し、前記ビットのシーケンスにおける前記検出されたサブフレームプリアンブルの位置に少なくとも部分的に基づいて、SPS時間を決定するための少なくとも1つの処理ユニット
を含む装置。
【請求項２８】
前記少なくとも1つの処理ユニットが、前記相関させるステップに起因する次の最大ピークに対する前記最大ピークの比率が閾値を超えることを検証することによって、前記最大ピークを検証するためのものである、請求項27に記載の装置。
【請求項２９】
前記少なくとも1つの処理ユニットが、時間不確実性に少なくとも部分的に基づいて複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムをさらに選択するためのものであり、前記時間設定アルゴリズムが前記相関および/または前記検証のうちの少なくとも1つを有効に制御する
請求項27に記載の装置。
【請求項３０】
前記少なくとも1つの処理ユニットが、前記SPS信号に関連付けられた時間不確実性閾値に少なくとも部分的に基づいて前記時間設定アルゴリズムをさらに選択するためのものである、請求項29に記載の装置。
【請求項３１】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、前記相関の一部としてリストプロセスおよび/または復号プロセスのうちの少なくとも1つを選択的に開始する、請求項30に記載の装置。
【請求項３２】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、前記検証の一部として緩和プロセスを選択的に開始する、請求項30に記載の装置。
【請求項３３】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、再検証プロセスを選択的に開始する、請求項30に記載の装置。
【請求項３４】
前記少なくとも1つの処理ユニットが、前記SPS信号において実行される復調のタイプに少なくとも部分的に基づいて複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムをさらに選択するためのものであり、前記時間設定アルゴリズムが前記相関および/または前記検証のうちの少なくとも1つを有効に制御する、請求項27に記載の装置。
【請求項３５】
前記SPS信号において実行される復調の前記タイプがコヒーレント復調および非コヒーレント復調のうちの少なくとも1つを含む、請求項34に記載の装置。
【請求項３６】
前記閾値が、
前記SPS信号において実行される復調のタイプ、
積分期間の長さ、
前記SPS信号に関連付けられた宇宙ビークル(SV)の数、および/または
SVの搬送波対雑音電力比(C/No)の推定値
のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づく、
請求項28に記載の装置。
【請求項３７】
前記複数の時間シフトされた仮説が、ビット位置に関連付けられており、前記少なくとも1つの処理ユニットが、ピーク相関結果に関連付けられたビット位置をさらに識別するためのものである、請求項27に記載の装置。
【請求項３８】
前記SPS時間を決定する前記ステップが、前記SPS時間を前記識別されたビット位置に関連付けるステップを含む、請求項37に記載の装置。
【請求項３９】
前記少なくとも1つの処理ユニットが、さらに、
関連する複数の衛星ビークル(SV)送信機、および/または前記SV送信機のうちの1つからの関連する複数のサブフレームのうちの少なくとも1つから複数のビットストリームを取得し、
前記複数の時間シフトされた仮説で、前記既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを、前記複数のビットストリームの各々と相関させて、時間シフトされた仮説ごとに関連する複数の相関結果を提供し、
時間シフトされた仮説ごとに、前記関連する複数の相関結果を結合し、
各結合された相関結果に関連付けられたビット位置を識別する
ためのものである、請求項27に記載の装置。
【請求項４０】
1つまたは複数のデータサブフレームを含む衛星測位システム(SPS)信号からビットのシーケンスを取得し、
複数の時間シフトされた仮説で、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを前記受信されたSPS信号と相関させ、
前記相関させるステップに起因する他のピーク情報と比較して、最大ピークを検証し、
前記検証された最大ピークからの結果に少なくとも部分的に基づいて前記受信されたSPS信号におけるサブフレームプリアンブルを検出し、
前記ビットのシーケンスにおける前記検出されたサブフレームプリアンブルの位置に少なくとも部分的に基づいて、SPS時間を決定する
ように、1つまたは複数の処理ユニットによって実行可能なコンピュータ実施可能命令を記録するコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４１】
前記コンピュータ実施可能命令が、前記相関させるステップに起因する次の最大ピークに対する前記最大ピークの比率が閾値を超えることを検証することによって、前記最大ピークを検証するように、前記1つまたは複数の処理ユニットによってさらに実行可能である、請求項40に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４２】
前記コンピュータ実施可能命令が、時間不確実性に少なくとも部分的に基づいて複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムをさらに選択するように、前記1つまたは複数の処理ユニットによってさらに実行可能であり、前記時間設定アルゴリズムが前記相関および/または前記検証のうちの少なくとも1つを有効に制御する
請求項40に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４３】
前記コンピュータ実施可能命令が、前記SPS信号に関連付けられた時間不確実性閾値に少なくとも部分的に基づいて前記時間設定アルゴリズムをさらに選択するように、前記1つまたは複数の処理ユニットによってさらに実行可能である、請求項42に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４４】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、前記相関の一部としてリストプロセスおよび/または復号プロセスのうちの少なくとも1つを選択的に開始する、請求項43に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４５】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、前記検証の一部として緩和プロセスを選択的に開始する、請求項43に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４６】
前記時間不確実性が時間不確実性閾値を超え、前記選択された時間設定アルゴリズムが、再検証プロセスを選択的に開始する、請求項43に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４７】
前記コンピュータ実施可能命令が、前記SPS信号において実行される復調のタイプに少なくとも部分的に基づいて複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムをさらに選択するように、前記1つまたは複数の処理ユニットによってさらに実行可能であり、前記時間設定アルゴリズムが前記相関および/または前記検証のうちの少なくとも1つを有効に制御する、請求項40に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４８】
前記SPS信号において実行される復調の前記タイプがコヒーレント復調および非コヒーレント復調のうちの少なくとも1つを含む、請求項47に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項４９】
前記閾値が、
前記SPS信号において実行される復調のタイプ、
積分期間の長さ、
前記SPS信号に関連付けられた宇宙ビークル(SV)の数、および/または
SVの搬送波対雑音電力比(C/No)の推定値
のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づく、
請求項41に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項５０】
前記複数の時間シフトされた仮説が、ビット位置に関連付けられており、前記少なくとも1つの処理ユニットが、ピーク相関結果に関連付けられたビット位置をさらに識別する、請求項40に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項５１】
前記SPS時間を決定するための前記ステップが、前記SPS時間を前記識別されたビット位置に関連付けるステップを含む、請求項50に記載のコンピュータ可読記録媒体。
【請求項５２】
前記コンピュータ実施可能命令が、
関連する複数の衛星ビークル(SV)送信機、および/または前記SV送信機のうちの1つからの関連する複数のサブフレームのうちの少なくとも1つから複数のビットストリームを取得し、
前記複数の時間シフトされた仮説で、前記既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを、前記複数のビットストリームの各々と相関させて、時間シフトされた仮説ごとに関連する複数の相関結果を提供し、
時間シフトされた仮説ごとに、前記関連する複数の相関結果を結合し、
各結合された相関結果に関連付けられたビット位置を識別する
ように、前記1つまたは複数の処理ユニットによってさらに実行可能である、請求項40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、SPS信号を受信することができるデバイスにおいて、またはデバイスとともに使用するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球測位システム(GPS)ならびに他の全地球航法衛星システム(GNSS)は、宇宙ビークル(SV)送信機から受信機(たとえば、地上ベースのナビゲーション受信機)に送信される信号の伝搬遅延の測定に依存する。そのような伝搬遅延を測定することによって、受信機は、関連する送信SVまでの擬似距離測定値を取得することができる。地球に対する既知の軌道位置で4つ以上のSVまでのそのような擬似距離測定値を取得することによって、受信機は、たとえば、ナビゲーションソリューションの一部として、受信機の推定ロケーションを計算することができる。
【０００３】
例として、30.0秒の連続的なデータフレームを含むデータ信号によって、いくつかのGPS信号が変調される。各フレームは、6秒のサブフレームを5つ含む。各サブフレームは、62ビットプリアンブル、続いてクロック補正データ、エフェメリスデータ、および/またはアルマナックデータを含む。62ビットプリアンブルにおける最初のワードは、エフェメリスデータの年代に関する情報を含むTLM(テレメトリワード)である。62ビットプリアンブルにおける次のワードは、カウントされたzエポックの数を含むHOW(ハンドオーバワード)である。これらのデータは、前の日曜日0:00時におけるGPS時間の最後の「再起動」以降の時間を含む。
【０００４】
例として、図1Aは、GPS信号のサブフレームの構造を示し、図1Bは、TLMおよびHOWの内容を示す。図示のように、プリアンブルは、30ビットのTLMおよび30ビットのHOWとともに、前のサブフレームからの2ビット(たとえば「00」)を含む62ビットシーケンスである。
【０００５】
上記で説明したように、伝搬遅延を測定することによって擬似距離測定値を取得することは、正確なクロックをGPS時間に同期させることに依存し得る。時間不確実性が、この例ではサブフレームの持続時間である±3秒(たとえばGPSの場合)未満である場合、受信機は、復調されたビットストリーム内のサブフレームの62ビットプリアンブルの位置を検出することによって、時間の正確な指示を取得することができる。たとえば、復調されたビットストリームにおけるTLMおよびHOWを含む既知の62ビットシーケンスの完全な一致の指示によって、62ビットプリアンブルのビット位置の検出が実施され得る。しかしながら、プリアンブルにおける62ビットシーケンスにおいて損なわれるビットが1つでもある場合、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスとプリアンブルの一部分との間に完全な一致を見つけることが可能ではない場合がある。残念ながら、62ビットのサブフレームプリアンブルにおけるビットのそのような破損は、低信号対雑音比環境においては珍しくない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、受信機および/または衛星測位システム(SPS)信号を受信する他の同様のデバイスにおいて、信頼性が高い、正確な、および/または場合によってはロバストな時間設定を提供する、または場合によってはサポートすることができる技法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
いくつかの態様によれば、衛星測位システム(SPS)および/または他の同様の受信信号に基づいて時間を設定するために、受信機および/または他の同様の電子デバイスにおいて、様々な方法および/または装置を使用して実施することができる技法が提供される。
【０００８】
いくつかの非限定的な例示的実装形態では、そのような技法は、相関プロセスおよび検証プロセス、ならびに/または時間設定を支援するための1つもしくは複数の追加のプロセスを使用することができる。いくつかの非限定的な例示的実装形態では、相関プロセスに起因する情報をテストし、および/または場合によっては考慮するために、検証プロセスが実行され得る。
【０００９】
いくつかの非限定的な例示的実装形態において、時間不確実性および/またはSPS信号において実行される復調のタイプに少なくとも部分的に基づいて、時間設定アルゴリズムが選択され、および/または場合によっては何らかの方法で有効に影響を受け得る。限定ではなく例として、異なる時間設定アルゴリズムは、時間不確実性閾値に基づいて選択され得る。限定ではなく例として、たとえば、非コヒーレント/非支援モード、非コヒーレント/支援モード、コヒーレント/非支援モード、コヒーレント/支援モードなど、異なる統合モードについて、異なる時間設定アルゴリズムが選択され、および/または何らかの方法で有効に影響を受け得る。
【００１０】
例示的な一実装形態では、方法は、電子デバイスにより、1つまたは複数のデータサブフレームを含む信号からビットのシーケンスを受信するステップと、複数の時間シフトされた仮説(time-shifted hypotheses)で、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを受信信号と相関させるステップと、相関させるステップに起因する他のピーク情報と比較して、最大ピークを検証するステップ(たとえば、相関させるステップに起因する次の最大ピークに対する最大ピークの比率が閾値を超えることを検証するステップ)と、検証された最大ピークからの結果に少なくとも部分的に基づいて受信信号におけるサブフレームプリアンブルを検出するステップと、ビットのシーケンスにおける検出されたサブフレームプリアンブルの位置に少なくとも部分的に基づいて時間を決定するステップとを含み得る。
【００１１】
いくつかの例示的な実装形態では、閾値は、信号において実行される復調のタイプ、積分期間の長さ、信号に関連付けられた送信機の数、および/または送信機の搬送波対雑音電力比の推定値のうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づき得る。
【００１２】
いくつかのさらなる例示的な実装形態では、方法は、電子デバイスにより、時間不確実性、および/または信号において実行される復調のタイプ/モードのうちの少なくとも1つに少なくとも部分的に基づいて、複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムを選択するステップも含み得る。いくつかの例示的な実装形態では、時間設定アルゴリズムは、相関プロセスのすべてもしくは一部、および/または検証プロセスのすべてもしくは一部を有効に制御することができる。
【００１３】
いくつかの例示的な実装形態では、複数の時間シフトされた仮説がビット位置に関連付けられるようにしてもよく、サブフレームプリアンブルを検出するステップは、ピーク相関結果に関連付けられたビット位置を識別するステップを含み得、時間を決定するステップは、時間を識別されたビット位置に関連付けるステップを含み得る。
【００１４】
いくつかの例示的な実装形態では、方法は、関連する複数の送信機および/またはSV送信機のうちの1つから時間的に送信された関連する複数のサブフレームから複数のビットストリームを受信するステップと、複数の時間シフトされた仮説で、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを、複数のビットストリームの各々と相関させて、時間シフトされた仮説ごとに関連する複数の相関結果を提供するステップとを含み得る。ここでは、たとえば、時間シフトされた仮説ごとに、そのような方法は、関連する複数の相関結果を結合し、各結合された相関結果に関連付けられたビット位置を識別するステップをさらに含み得る。
【００１５】
非限定的かつ非網羅的な態様が、以下の図面を参照して説明され、別段規定されない限り、様々な図面を通じて、同様の参照番号は同様の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】GPS信号のサブフレームの例示的な構造を示す図である。
【図１Ｂ】GPS信号のTLMワードおよびHOWワードの例示的な内容を示す図である。
【図２】一実装形態による、SPS信号を受信するためのデバイスを含む例示的な環境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に記載の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４】一実装形態による、非コヒーレント復調を使用するデバイスにおいて選択/実行され得る例示的な時間設定プロセスに関連付けられたいくつかの例示的なプロセスを示す例示的な図である。
【図５】一実装形態による、SPS信号に基づいて時間を設定する、または場合によっては決定するためのデバイスにおいて使用するための例示的なプロセスのいくつかの特徴を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
衛星測位システム(SPS)受信機および他の同様の電子デバイスにおいて、信頼性が高い、正確な、および/または場合によってはロバストな時間設定をサポートするために、デバイスにおいて様々な方法および装置で実施することができるいくつかの例示的な技法が本明細書で提示される。
【００１８】
いくつかの方法および装置は、1つまたは複数のGPS送信機から1つまたは複数の受信されたGPS信号に基づいてGPS時間を決定する、または場合によっては正確に推定するために、GPS受信機および/または他の同様のデバイス(本明細書では、以下「デバイス」と呼ぶ)において使用され得る時間設定アルゴリズムとして、非限定的な例として本明細書で提示される。いくつかの例示的な実装形態では、そのようなデバイスは、スタンドアロンモードで動作することができる。他の例示的な実装形態では、そのようなデバイスは、たとえばワイヤレス通信システムを介して1つまたは複数の支援コンピューティングデバイスからの支援を得ることができる。
【００１９】
本明細書で説明する例示的な技法は、他のSPSに適応可能であるものとすることを念頭に置かれたい。たとえば、本明細書で提供する技法は、たとえばGLONASS、ガリレオなど他の衛星システムとともに使用するように設計される受信機および/または他の同様のデバイスにおいて使用するために適応され得る。
【００２０】
本明細書で説明する例示的な方法および装置の一部は、異なるタイプおよび/または複数の異なるタイプの復調を使用するデバイスにおいて使用され得る。たとえば、いくつかの時間設定アルゴリズムは、コヒーレント復調技法および非コヒーレント復調技法とともに使用するために提示される。
【００２１】
さらに、デバイスの状態に応じて選択的に使用され得るいくつかの時間設定アルゴリズムが本明細書で提示される。したがって、SPS時間を設定するために、1つまたは複数のそのようなアルゴリズムが呼び出され得る。例として、デバイスの状態は、時間不確実性を含み、選択すべき1つまたは複数の時間設定アルゴリズムを決定するために、1つまたは複数の対応する時間不確実性閾値が識別され、使用され得る。
【００２２】
たとえば、いくつかの実装形態では、GPS信号を受信するデバイスは、約±3秒の時間不確実性閾値を有し得る。ここでは、各サブフレームが6秒の持続時間を有するので、約±3秒の時間不確実性閾値が有用である。したがって、この例では、そのようなデバイスが約±3秒未満の時間不確実性を有するときに有用であることがわかっている1つまたは複数の特定の時間設定アルゴリズムが選択され得る。しかしながら、そのようなデバイスが±3秒(たとえば、GPSの例)、±1秒(たとえば、GLONASSの例)などを上回る時間不確実性を有するときに有用であることがわかっている1つまたは複数の異なる時間設定アルゴリズムが選択され得る。
【００２３】
再度、これらの例示的な時間不確実性閾値は、いくつかの例示的なGPS信号のためのものであり、他のデバイスでは、適用可能な時間不確実性閾値は、受信され、時間設定のために使用されるSPS信号の特定のタイプに応じて変わる可能性がある。さらに、複数の時間不確実性閾値があってもよく、いくつかの例では、時間不確実性閾値期間の重複があり得、1つまたは複数の適用可能な時間設定アルゴリズムを選択する際に、他の基準を考慮に入れてもよい。追加の例として、GLONASSは、サブフレームに非常によく似た2秒の持続時間ストリングで動作する。たとえば、各ストリングの終わりにあるサフィックスパターンの形態の「プリアンブル」、CRCチェックビット、およびGPS HOWにおけるz-カウントに類似する時間カウンタがある。したがって、GLONASSでは、±1秒の期間は、明確なストリングとあいまいなストリングとの間の中心の閾値を提供し得る。
【００２４】
時間設定アルゴリズムの選択は、1つまたは複数のネットワークリソースからの支援の利用可能性またはその欠如に基づいていてもよい。たとえば、デバイスは、TOW支援モードで動作するとき対非TOW支援モードで動作するときなどで、異なる情報量にアクセスし得る。したがって、異なる時間設定アルゴリズムは、より有用であり得る。
【００２５】
次に図2に注目すると、図2は、例示的な実装形態による、1つまたは複数のSPS送信機210によって送信される1つまたは複数の信号を受信することができる受信機204を含むデバイス202を有する例示的な環境200を示す概略図である。さらに図示のように、いくつかの例示的な実装形態では、デバイス202は、1つまたは複数の通信ネットワーク220および/または他の同様のリソース222と、信号を介して通信することもできる。
【００２６】
デバイス202は、少なくとも一部は、送信されたSPS信号を受信するように機能することができる任意の電子デバイスを表す。限定ではなく例として、デバイス202は携帯電話、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、携帯情報端末、ナビゲーションデバイスなどのコンピューティングデバイスおよび/または通信デバイスを含むことができる。
【００２７】
デバイス202は、各々本明細書において一般に「衛星測位システム」(SPS)と呼ばれる、GPS、Galileo、GLONASS、Compass、または他の衛星システム、これらのシステムの組合せから衛星を使用するシステム、または将来開発される任意のSPSからであり得る様々な衛星などからSPS信号を受信することができる。したがって、さらなる例として、いくつかの実装形態では、デバイス202は、たとえば準天頂衛星システム(QZSS)、Indian Regional Navigational Satellite System(IRNSS)など、地域航法衛星システムに関連付けられたSPS信号を受信することができる。
【００２８】
さらに、本明細書で説明する方法および装置は、擬似衛星または衛星と擬似衛星の組合せを利用する、位置ロケーション判断システムとともに使用され得る。擬似衛星は、SPS時間と同期され得るL帯(または他の周波数)の搬送波信号上で変調されるPN符号または他の測距符号(たとえばGPSセルラー信号またはCDMAセルラー信号と類似)をブロードキャストする地上ベースの送信機を含み得る。そのような送信機の各々は、遠隔の受信機による識別を可能にするために、固有のPN符号を割り当てられ得る。擬似衛星は、軌道衛星からのSPS信号が利用できない可能性がある状況、たとえば、トンネル、鉱山、建物、アーバンキャニオン、または他の閉鎖された領域の中で、特に有用であり得る。擬似衛星の別の実装形態は、無線ビーコンとして知られている。本明細書で使用する「衛星」という用語は、擬似衛星、擬似衛星の等価物、および場合によっては他のものを含むものとする。本明細書で用いられる「SPS信号」という用語は、擬似衛星または擬似衛星の等価物からの、SPSのような信号を含むことを意図している。
【００２９】
受信機204は、たとえば、RFフロントエンド206およびバックエンドプロセッサ208を含むことができる。本明細書のいくつかの態様によれば、受信機204は、1つまたは複数の選択可能な時間設定アルゴリズム212を含むことができる。この非限定的な例では、1つまたは複数の選択可能な時間設定アルゴリズム212は、バックエンドプロセッサ208によって、またはバックエンドプロセッサ208内で有効に提供され得る。
【００３０】
図2の例にさらに示すように、受信機204は、1つもしくは複数のコヒーレント復調器214および/または1つもしくは複数の非コヒーレント復調器216を含み得る。非限定的な例として、コヒーレント復調器214は、コスタスループなどを含み得、非コヒーレント復調器216は、自動周波数制御(AFC)ループなどを含み得る。上述のように、いくつかの例示的な実装形態では、実行される復調のタイプに少なくとも部分的に基づいて、異なる時間設定アルゴリズムが選択され得る。
【００３１】
次に図3に注目すると、図3はデバイス202において提供され得るいくつかの例示的な/オプションの特徴を示す概略図である。ここでは、たとえば、上述のように、デバイス202は受信機204を含み得る。受信機204は、特定の回路(たとえば、アナログおよび/またはデジタル回路)、および/またはプログラマブルロジック、たとえば1つもしくは複数の処理ユニット302および/またはメモリ304を含み得る。
【００３２】
いくつかの例示的な実装形態では、デバイス202は、様々な機能を実行するための他の回路を含み得る。たとえば、デバイス202は、1つもしくは複数の処理ユニット302、メモリ304、ネットワークインターフェース322および/またはコンピュータ可読命令306を有するコンピュータ可読媒体324を含むことができ、これらは1つまたは複数の接続300を使用して有効に結合され得る。
【００３３】
処理ユニット302は、(たとえば、本明細書で提供する技法のすべてまたは一部に従って)データ処理を実行することができる。処理ユニット302は、ハードウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組合せで実装され得る。処理ユニット302は、データ計算手順または処理の少なくとも一部を実行するように構成可能な、1つまたは複数の回路を代表するものであってよい。限定ではなく例として、処理ユニットは、1つもしく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、デジタルシグナルプロセッサ、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイなど、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
【００３４】
メモリ304は、任意のデータ記憶機構を代表するものであってよい。メモリ304は、たとえば、1次メモリ304-1および/または2次メモリ304-2を含み得る。1次メモリ304-1は、たとえば、ランダムアクセスメモリ、読み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302またはモバイルデバイス202内の他の同様の回路の中に設けられるか、あるいは場合によってはそれらと共設/結合され得ることを理解されたい。2次メモリ304-2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つもしくは複数のデータ記憶デバイスもしく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324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。図示のように、メモリ304および/またはコンピュータ可読媒体324は(たとえば、本明細書で提供する技法による)データ処理に関連する命令306を含むことができる。
【００３５】
ネットワークインターフェース222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、単一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、1つまたは複数の無線アクセス技術(RAT)、たとえばほんの数例の無線技術を挙げると、cdma2000、広帯域CDMA(W-CDMA)、時分割同時符号分割多元接続(TD-SCDMA)などの無線技術を実施することができる。ここで、cdma2000は、IS-95、IS-2000、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を実施することができる。GSM(登録商標)およびW-CDMAは「第3世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)と名付けられた団体による文書に記載されている。cdma2000は「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)と名付けられた団体による文書に記載されている。3GPPおよび3GPP2の文書は公開されている。たとえば、WLANは、IEEE 802.11xネットワークを含んでもよく、WPANは、Bluetooth(登録商標)ネットワーク、IEEE 802.15xを含んでもよい。ワイヤレス通信ネットワークはいわゆる次世代技術(たとえば「4G」)、たとえば、ロングタームエボリューション(LTE)、Advanced LTE、WiMAX、Ultra Mobile Broadband(UMB)などを含むことができる。そのような例示的なWWAN、WLAN技術などに加えて、またはその代替として、いくつかの例示的な実装形態では、支援情報(たとえば、TOW支援など)が、ブロードキャスト技術、たとえばMediaFLO、ISDB-T、DVB-Hなどを介して、デバイス202に送信され得る。
【００３６】
いくつかの例示的な実装形態では、1つまたは複数の処理ユニット302および/または他の同様の回路は、1つまたは複数のデータサブフレームを含む少なくとも1つのSPS信号に関連付けられた少なくとも1つのビットのシーケンスを受信または場合によっては取得し、複数の時間シフトされた仮説で、復調されたビットまたはその部分の少なくとも1つのシーケンスを有する少なくとも1つの既知のおよび/または予測されるビットシーケンスを使用して、少なくとも1つの相関プロセスを実行し、少なくとも1つの検証プロセスを実行して、相関プロセスに起因する他のピーク情報と比較して最大ピークを検証することができる。たとえば、最大ピークを検証するために、1つまたは複数の処理ユニット302および/または他の同様の回路は、相関プロセスに起因する次の最大ピークに対する最大ピークに関連付けられた比率(および/または他の同様の基準)が閾値を超えることを(たとえば、実行される復調のタイプに基づいて)検証することができる。1つまたは複数の処理ユニット302および/または他の同様の回路は、さらに、(たとえば、検証された最大ピークを使用して)検証プロセスからの結果に少なくとも部分的に基づいて、受信されたSPS信号におけるサブフレームプリアンブルを検出し、および/または、ビットのシーケンスにおける検出されたサブフレームプリアンブルの位置に少なくとも部分的に基づいてSPS時間を決定することができる。
【００３７】
いくつかの例示的な実装形態では、1つまたは複数の処理ユニット302および/または他の同様の回路は、さらに、時間不確実性および/またはSPS信号において実行される復調のタイプ(たとえば、モード)に少なくとも部分的に基づいて、複数の時間設定アルゴリズムの中から1つの時間設定アルゴリズムを選択することができる。ここでは、たとえば、選択された時間設定アルゴリズムは、相関プロセス(たとえば、ピーク相関プロセスなど)、検証プロセス、リストプロセス、復号プロセス、緩和プロセス、および/または再検証プロセスを有効に制御することができる(たとえば、開始する、影響を及ぼすなど)。いくつかの例では、そのようなプロセスは、結合することができ、たとえば、相関プロセスは、リストプロセスおよび/もしくは復号プロセスのすべてまたは一部を含み得、検証プロセスは、緩和プロセスおよび/もしくは再検証プロセスのすべてまたは一部を含み得る。いくつかの例示的な実装形態では、1つもしくは複数の処理ユニット302および/または他の同様の回路は、さらに、少なくとも1つの時間不確実性閾値(たとえば、SPS信号に関連付けられた)、および/もしくは検証プロセスにおいて使用するための閾値(たとえば、実行される復調のタイプに基づいて)を取得し、ならびに/または決定することができる。これらのプロセスのいくつかの例について、以下でより詳細に説明する。
【００３８】
さらに、そのようなプロセスおよび/または1つもしくは複数の時間設定アルゴリズムに関連付けられた命令またはデータを、メモリ304および/または他の適用可能なコンピュータ可読媒体324に記憶することができる。
【００３９】
前述のように、伝搬遅延を測定することによって擬似距離測定値を取得することは、正確なクロックをGPS時間に同期させることに依存し得る。時間不確実性が、この例ではサブフレームの持続時間である±3秒未満である場合、受信機は、復調されたビットストリーム内のサブフレームの62ビットプリアンブルの位置を検出することによって、時間の正確な指示を取得することができる。たとえば、復調されたビットストリームにおけるTLMおよびHOWを含む既知の62ビットシーケンスの完全な一致の指示によって、62ビットプリアンブルのビット位置の検出が実施され得る。しかしながら、プリアンブルにおける62ビットシーケンスにおいて損なわれるビットが1つでもある場合、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスとプリアンブルの一部分との間に完全な一致を見つけることが可能ではない場合がある。残念ながら、62ビットのサブフレームプリアンブルにおけるビットのそのような破損は、低信号対雑音比環境においては珍しくない場合がある。
【００４０】
以下のいくつかの例示的な時間選択アルゴリズムにおいてより詳細に示すように、サブフレームの62ビットプリアンブルとの完全な一致を探索する代わりに、いくつかの例示的な実装形態では、62ビットの既知のおよび/または予測されるビットシーケンス(たとえば、既知のTLMおよびHOWを含む)は、複数の時間シフトされたサブフレーム位置の仮説にわたって(たとえば、サブフレームにおける関連のビットシフトされた位置での300の仮説にわたって)、時間シフトされる方式で相関されてもよい。
【００４１】
たとえば、最も高い相関結果に関連付けられた時間シフトされた仮説は、サブフレーム内の62ビットプリアンブルの位置であると決定され得る。代わりに、複数の隣接するサブフレームのビット位置の相関結果から相関ピークを識別するために、ピーク処理が使用されてもよい。
【００４２】
いくつかの特定の実装形態では、最も強い、および次に最も強い相関出力、ならびにその関連のビット位置が識別され得る。最も強いピークと次に最も強いピークとの間の比率が閾値よりも大きい場合、最大ピークに対応する仮説は、サブフレーム境界に対応すると宣言される。そうでない場合、受信機は、さらに6秒間待ち、次のデータサブフレームにおいて再度相関ステップを実行することができる。異なる仮説での相関出力は、前のステップで見つかった相関出力に追加され得、比率テストが再度適用され得る。サブフレーム境界が見つかるまで、または試行の合計数に到達するまで、このプロセスは繰り返すことができる。
【００４３】
GPSでは、宇宙ビークル(SV)は、(すなわち、共通の同期されたGPSクロックに従って)同期された方式で信号を送信する。ここでは、複数のSVからの信号の中のアプリオリな時間不確実性が±10.0ms(たとえば、半ビットの持続時間)未満である場合、サブフレームプリアンブルを検出するための上記で説明した技法の性能を向上させるために、そのような信号から(複数のSVから)復調されたビットを結合することができる。ここでは、複数のSVによって受信されたビットシーケンスを結合することができ、結合されたビットシーケンスは、上述した62ビットの既知のおよび/または予測されるビットシーケンスと相関され得る。ここでは、たとえば、62のビットの中で、(たとえば、非TOW支援のケースにおける状況のように)ビットのいくつかが未知であってもよいことを認識されたい。代わりに、SVの相関出力が、ビットシフトされた仮説ごとに結合されるようにしてもよい。次いで、ピーク処理は、異なる仮説について結合された出力に適用され得る。次いで、ピーク処理は、各異なる仮説で、結合された出力に適用され得る。
【００４４】
前に説明し、図1Aおよび図1Bに示すように、例示的なGPS信号に戻ると、復調器エンジン(たとえば、復調器214または216を含む)からの出力は、20.0ms IQ和(IQ sums)、ならびに20.0msドット積およびクロス積を含み得る。
【００４５】
時刻kにおける20.0ms IQ和をr(k)と示すことによって、これを以下のように書くことができ、
r(k)=I(k)+jQ(k)
時刻kにおけるドット積をx(k)とすると、以下の通りである。
x(k)=Re(r(k)r(k-1)*)
【００４６】
r(k)は複素確率変数であり、
【００４７】
【数１】
2013541695.tif 000003
【００４８】
と書かれ得ることに留意されたい。式中、Aは振幅であり、b(k)は時刻kにおける情報ビットであり、
【００４９】
【数２】
2013541695.tif 000004
【００５０】
は位相である。
【００５１】
また、復調器エンジンにおける位相ループがロックされた場合、コヒーレントモードでは、位相は、0またはπに近くなる(1800の位相あいまい性(phase ambiguity)がある)ことに留意されたい。
【００５２】
【数３】
2013541695.tif 000005
【００５３】
または
【００５４】
【数４】
2013541695.tif 000006
【００５５】
非コヒーレントモードでは、周波数ループがロックされた場合、
【００５６】
【数５】
2013541695.tif 000007
【００５７】
は、時間がたつにつれてゆっくり変化し、以下の近似式は、
【００５８】
【数６】
2013541695.tif 000008
【００５９】
を保持する。
【００６０】
この例では、GPS信号は、フレームに編成され、その各々は、25のサブフレームからなる。各サブフレームの持続時間は、6秒である。各サブフレームは、10ワードからなる。サブフレームにおける最初のワードはTLMワードであり、サブフレームにおける第2のワードはHOWワードである。
【００６１】
ネットワーク支援のタイプに応じて、デバイス202は、サブフレームプリアンブルにおけるビットのすべてまたはビットの一部の知識を有し得る。たとえば、いくつかの例では、デバイス202がTOW支援モードである場合、いくつかの支援メッセージがネットワーク220から受信された状態で、デバイス202は、前のフレームの最後の2ビット(たとえば、通常「00」)および30ビットのTLMおよび30ビットのHOWを含む全62プリアンブルビットの知識を有し得る。
【００６２】
デバイス202がTOW支援モードではない場合、たとえば、以下の情報のすべてまたは一部が既知であり、および/または予測され得る可能性がある。(a)前のサブフレームの最後の2ビット(たとえば、GPS L1 C/Aにおける「00」)、(b)TLMの8つのプリアンブルビット、(c)HOWの最初の17ビット(TOWカウント)、(d)HOWの3ビットサブフレームID、(e)HOWのビット18(正常なSVの場合、たとえば、GPS L1 C/Aにおける「0」)、および/またはHOWのビット29および30(たとえば、GPS L1 C/Aにおける「00」)。
【００６３】
したがって、一態様によれば、受信機204での既知のパターンpを、たとえば長さ62のベクトルと定義することができる。このパターンにおける各数字は、サブフレームのプリアンブルにおける1ビットに対応する。したがって、たとえば、以下の通りである。
【００６４】
【数７】
2013541695.tif 000009
【００６５】
簡単のために、上記の62ビットをサブフレームプリアンブルビットと呼ぶ。
【００６６】
非コヒーレント復調を有するデバイスでは、所望の情報は、信号の相転移で運ばれる。したがって、既知のビットの相転移を定義することは有用であり得る。del_pはプリアンブルビットの相転移であるとする。del_pの長さは61であり、したがって、del_p(k)=p(k)p(k+1),k=1,…,61である。
【００６７】
これらの例示的な定義を念頭に置いて、次に、時間不確実性が約±3秒(たとえば、GPSの例)、±1秒(たとえば、GLONASSの例)などの時間不確実性閾値未満である場合、有用であり、したがって選択され得る、いくつかの例示的な時間設定アルゴリズムについて説明する。
【００６８】
たとえば、時間不確実性が3秒未満(たとえば、GPSの例)、1秒未満(たとえば、GLONASSの例)などである場合、例示的な時間設定アルゴリズムは、相関プロセスおよび検証プロセスを含み得る。
【００６９】
相関プロセスの一部として、たとえば、前述のように、既知のビットパターンを形成するために、プリアンブルのすべての既知のビットが収集され得る。このパターンは、たとえば、最高300のあり得るサブフレーム位置の仮説で、復調エンジンからのデータ信号に対して相関させるために使用され得る。
【００７０】
いくつかの態様によれば、この例ではGPS SVが、そのSPS信号を送信する際に同期されるので、たとえば、アプリオリな時間不確実性(TUNC)<10.0msである場合、時間設定アルゴリズムの性能を向上させようとして、異なるSVからの信号が結合され得る。各仮説でのSVの相関出力は、たとえば、最初に最大比合成ルールに従ってスケーリングされ、次いで合算され得る。
【００７１】
検証プロセスの一部として、時間設定アルゴリズムは、たとえば、ピーク処理および/または他の同様の技法を使用して、最も強いおよび次に最も強い相関出力の位置を特定することができる。最も強いピークと次に最も強いピークとの間の比率が閾値よりも大きい場合、最大(max)ピークに対応する仮説は、サブフレーム境界に対応する仮説と宣言され得る。そうでない場合、受信機は待ち(たとえば、さらに6秒間)、再度相関を実行することができ、相関出力(たとえば、300ビット仮説)を前の相関の相関出力に追加することができる。
【００７２】
したがって、そのような検証プロセスでは、次の最大ピークに対する最大ピークの比率が閾値よりも大きいかどうかを決定するために、比率テストが使用され得る。そうである場合、検証プロセスは、最大ピークに対応する仮説をサブフレーム境界と宣言することができる。しかしながら、サブフレーム境界が宣言される(見つかる)まで、または、たとえば、試行の総数が規定の数を超えるまで、検証プロセスを繰り返すことができる。
【００７３】
以下の追加の例示的な実装形態に示すように、コヒーレントおよび非コヒーレントの復調について、そのような時間設定アルゴリズムにおいて数個の差があり得る。
【００７４】
以下の例示的な時間設定アルゴリズムは、時間不確実性が約±3秒(たとえば、GPSの例)、±1秒(たとえば、GLONASSの例)などの時間不確実性閾値未満である場合、非コヒーレント復調を使用するデバイスによって選択され得る。
【００７５】
相関プロセスの一部として、この例示的なアルゴリズムは、たとえば、相関出力を保持するために、300のサイズのバッファを使用することができる。xl(k)をSV lからのドット積サンプル数kであるとし、attemptを、アルゴリズムが、たとえば、前述のように、比率テストを実行しようとしている試行数であるとする。ここでは、たとえば、相関は、SVおよび時間(試行)にわたって結合することができ、以下の通り計算することができる。
【００７６】
【数８】
2013541695.tif 000010
【００７７】
式中、
【００７８】
【数９】
2013541695.tif 000011
【００７９】
は、ビットインデックスi、試行数aに対応するSV lのデルタパターン数jである。
【００８０】
最大相関と次の最大相関との間の比率が閾値thresh(CNo, attempt)よりも大きい場合、例示的な検証プロセスは、最大相関に対応する仮説を真のサブフレーム境界と宣言することができる。ここでは、たとえば、閾値は、搬送波対雑音比および試行数の関数であり得る。他の例示的な実装形態では、異なる技法は、所望の閾値を識別するために使用され得る。
【００８１】
非コヒーレント復調での時間設定アルゴリズムについての擬似コードの非限定的な例(たとえば、TUNC<±3秒のGPSの場合)は、以下を含み得る。
【００８２】
【数１０】
2013541695.tif 000012
【００８３】
限定でないが、さらなる例として、閾値は、たとえば以下のような経験的な式を使用して計算することができる。
【００８４】
【数１１】
2013541695.tif 000013
【００８５】
式中、bは、統合モードによる定数であり、threshminは、特定の統合モードでの閾値の特定の最小値である。非限定的な例として、統合モードに応じて、bの値は、1.0よりも大きく、および/または3.0よりも小さくてもよい。ここでは、たとえば、いくつかの異なる統合モードは、非コヒーレント/非支援モード、非コヒーレント/支援モード、コヒーレント/非支援モード、および/またはコヒーレント/支援モードのうちの1つまたは複数を含み得る。ここでは、CNoは、SVの搬送波対雑音電力比(C/No)の推定値とすることができる。クロスSV結合(cross SV combining)が可能な場合、CNoは、たとえば、結合において使用されるすべてのSVのC/Noの最大値を表すことができる。
【００８６】
以下の例示的な時間設定アルゴリズムは、時間不確実性が約±3秒(たとえば、GPSの例)、±1秒(たとえば、GLONASSの例)などの時間不確実性閾値未満である場合、コヒーレント復調を使用するデバイスによって選択され得る。
【００８７】
ここでは、コヒーレントなケースでの例示的な時間設定アルゴリズムは、その非コヒーレントな相対物と非常に類似し得る。しかしながら、2つの間にはいくつかの差がある。
【００８８】
たとえば、この例では、コスタスループなどからのデータ信号における位相あいまい性0/πがあると仮定される。したがって、HOWの内容は、TLMのビットD30*に対して、差分符号化される。したがって、ビットD30*が既知ではなく、このビットに誤差がある場合、HOWの内容は反転する。別の違いは、IQ和がまだスケーリングされていないということである。したがって、SVにわたって結合する場合、IQ和は総和の前にスケーリングされ得る。
【００８９】
上記の例示的な理由の結果、相関を実行する際、デバイスがTOW支援ではない(たとえば、HOWのビットD30*はわかっていない)場合、アルゴリズムは、ビットがHOWのビットD30*によって影響を受けるかどうかに応じて、既知のビットパターンを2つの部分に分けることができる。次いで、相関結果は、2乗され、SVおよび時間にわたって合計され得る。
【００９０】
デバイスがTOW支援である例示的な状況では、既知の62ビットパターンは、復調されたデータ信号に対して相関させるために使用され得る。次いで、前述のように、結果は、2乗され、SVおよび時間領域にわたって合計され得る。当然、この場合、アルゴリズムは、時間にわたってより長い積分を実行することができる。たとえば、コヒーレント積分の持続時間を制限することによって、デバイスは、位相スリップなどに対してより弾力的でもよい。いくつかの実装形態では、アルゴリズムがTOW支援とTOW非支援との間で一貫性があるようにするために、たとえば、より長い時間にわたってコヒーレント積分を実行しないことを選択してもよい。
【００９１】
いくつかの例示的な実装形態では、たとえば、クラスタにおいて既知のビットを分配することができる状況で、コヒーレント積分の持続時間を具体的に制限することができる。そのような状況では、たとえば、ビットの小さいクラスタにおける信号を積分し、結果を2乗し、次いで結果との合計を行うことができる。
【００９２】
以前と同じ記法を使用して、デバイスが非TOW支援である場合、相関は以下の通り計算され得る。
【００９３】
【数１２】
2013541695.tif 000014
【００９４】
また、TOW支援システムにおいて、相関は、以下の通り計算され得る。
【００９５】
【数１３】
2013541695.tif 000015
【００９６】
式中、
【００９７】
【数１４】
2013541695.tif 000016
【００９８】
は、試行数aのビットiに対応するビット数jである。
【００９９】
すべての相関値が見つかると、サブフレーム境界の仮説を受容する/拒否するために、非コヒーレントアルゴリズムの場合のように(同じ)比率テスト手順を適用することができる。前に示したように、このテストでの閾値が非コヒーレントアルゴリズムのものとは異なってもよいことに留意されたい。
【０１００】
コヒーレント復調での時間設定アルゴリズムについての擬似コードの非限定的な例(たとえば、TUNC<±3秒のGPSの場合)は、以下を含み得る。
【０１０１】
【数１５】
2013541695.tif 000017
【０１０２】
次に、いくつかのさらなる態様による、時間不確実性が約±3秒(たとえば、GPSの例)、±1秒(たとえば、GLONASSの例)などの時間不確実性閾値を超える場合、有用であり、したがって選択され得る、いくつかの例示的な時間設定アルゴリズムについて説明する。
【０１０３】
たとえば、時間不確実性が±3秒よりも大きい(たとえば、GPSの例)、1秒よりも大きい(たとえば、GLONASSの例)などである場合、例示的な時間設定アルゴリズムは、リストプロセス、復号プロセス、検証プロセス、および緩和プロセスを含み得る。いくつかの状況では、追加の検証プロセスが実行され得る。
【０１０４】
たとえば、リストプロセスの一部として、復調されたデータ信号に対して相関させるために、近似の既知のビットパターンを使用することができ、複数の最も強い候補が識別され、さらなる処理のために維持され得る。例として、いくつかの実装形態では、そのようなリストプロセスは、5つの最も強い候補を識別する。
【０１０５】
復号プロセスの一部として、時間情報を抽出しようとして、複数の最も強い候補のうちの1つまたは複数が使用され得る。ここでは、たとえば、復号プロセスは、最も強い相関を有する候補で始め、より弱い相関を有する候補に下がっていくことができる。
【０１０６】
検証プロセスの一部として、候補が有効であると考えられるかどうかを検証するために、復号プロセスからの情報が使用され得る。ここでは、たとえば、そのような検証プロセスは、候補のHOWにおいて実行され得る。特定の例では、検証プロセスは、ハミングCRC、TOWカウントと支援時間との整合性、TOWカウントとサブフレームIDとの整合性、6秒の誤差を回避するための追加の検証、および/もしくは他の同様の技法、ならびに/またはその組合せのうちの1つまたは複数の使用を含み得る。
【０１０７】
緩和プロセスの一部として、たとえば、CRCがパスしていない場合、HOWの最も小さいドット積(コヒーレント復調ケースでのIサンプル)の数(たとえば、5つ)は、たとえば、大きさが最も小さいものから1つずつ符号反転されてもよく、次いで、復号および検証プロセスを繰り返すことができる。
【０１０８】
いくつかの例では、たとえば、隣接するサブフレーム間のHOWの内容における強い相関の使用のため、追加の検証プロセス(再検証)が実行され得る。したがって、ワードは、すべてのCRCおよび整合性チェックをパスする場合であっても、6秒の誤差の小さい確率を依然として有している可能性がある(たとえば、TOWカウントの最後のビットは正しくない可能性がある)。したがって、そのような追加の検証ステップは、間違った検出の確率を低下させ得る。
【０１０９】
以下の例示的な時間設定アルゴリズムは、時間不確実性が約±3秒(たとえば、GPSの例)、±1秒(たとえば、GLONASSの例)などの時間不確実性閾値を超える場合、非コヒーレント復調を使用するデバイスによって選択され得る。
【０１１０】
図4を参照すると、図4は、上から下に進行するように例示的な時間設定アルゴリズムを図式的に示す。ここでは、たとえば、リストプロセスの一部として、デルタビットパターンが形成され得、2つの連続するプリアンブルにおいて相関を実行することによって、相関を見つけることができる。図示のように、サンプルは、2つのサブフレームから受信され、たとえば、検証プロセス、および場合によっては、6秒の誤差を回避するために、再検証を実行するために使用され得る。
【０１１１】
したがって、図4では、例示的な時間設定アルゴリズムは、復調エンジンから662のIQサンプルを収集する。IQサンプルは、661のドット積を計算するために使用される。第1のデルタパターン(del_p1)は、サンプル番号152(第1のサブフレームが収集されたIQの第3のサンプルで始まる場合、第1のサブフレームの中心)に対応する予測される(概算の)TOWカウントからの情報を使用して見つけることができる。TOWカウントは、第2のデルタパターン(del_p2)に対応し、単純に第1のTOWカウントプラス1である。
【０１１２】
次いで、300の仮説での相関は、以下の通り計算され得る。
【０１１３】
【数１６】
2013541695.tif 000018
【０１１４】
ここでは、x(i)は、時刻iでのSVのドット積である。
【０１１５】
単に相関および比率テストを適用することになっている場合、プリアンブル間の強い相関のために、6秒の誤差があることになる。したがって、前述のように、そのようなアルゴリズムが最も高い相関出力を有するK個の候補(たとえば、K=5など)を維持することは有用であり得る。
【０１１６】
したがって、検証プロセスの一部として、アルゴリズムは、たとえば、最も高い相関出力を有するものから始めて、K個すべての候補を考慮することができる。したがって、たとえば、各候補のサブフレームプリアンブルとまではいかないが少なくとも1つの候補について、アルゴリズムは、(a)HOWワードにおけるハミングチェック、(b)TOWカウントと支援時間との間の整合性、(c)TOWカウントとサブフレームIDとの間の整合性、および/または(d)HOWの最後の2ビットの値を実行し、および/または考慮することができる。
【０１１７】
この例では、候補ごとに、2つのHOWがあることに留意されたい。したがって、アルゴリズムは、それらの両方をチェックすることができる。候補HOWのいずれかにおいて、すべてのチェックがパスしている場合、アルゴリズムは、次のプロセスに移動することができ、そうでない場合、アルゴリズムは、昇順で、各HOWのドット積をソートし、大きさが最も小さいL個(たとえば、L=5)のサンプルを選択することができる。次いで、アルゴリズムは、ドット積のリストを処理することができ、各ドット積の符号を1つずつ反転させ、再度CRCおよび/または他の同様の整合性チェックを実行しようとし得る。すべてのチェックがパスしている場合、アルゴリズムは、次のプロセスを実行することができ、そうでない場合、仮説を立てられた位置でHOWが見つからないことを決定することができる。
【０１１８】
シミュレーション結果は、すべて整合性チェックを適用しても、6秒の誤差の確率は、小さいC/No(約20dB-Hz)でゼロではないことを示している。これを回避するために、TOWカウントが復号され、検証された後、その相関出力は、2つの隣接する候補のものに対して比較され得る。ここでは、たとえば、復号されたTOWに対応するビットパターン、ならびにTOW-1およびTOW+1に対応する他の2つの候補パターンを最初に構築することができる。TOWに対応するパターンは、ペアワイズ方法で、TOW-1およびTOW+1に対応するパターンと比較され得る。ここでは、たとえば、2つの候補パターンが異なる場合、サンプリングし、そのようなパターンをそれらの位置で使用して、相関を形成することができる。TOWに対応するパターンをdel_p0,1およびdel_p0,2とし、TOW-1に対応するパターンをdel_p-1,1 del_p-1,2とする。
【０１１９】
この例では、TOWでの相関メトリックは、以下の通りであり得る。
【０１２０】
【数１７】
2013541695.tif 000019
【０１２１】
この例では、TOW-1での相関メトリックは、以下の通りであり得る。
【０１２２】
【数１８】
2013541695.tif 000020
【０１２３】
式中、iは、前に見つけられた候補ビット仮説であり、次の通りである。
【０１２４】
【数１９】
2013541695.tif 000021
【０１２５】
ここでは、r0=-r-1である。r0>r-1+Δであり、Δが正の定数である場合、アルゴリズムは、TOWが可能な候補であると宣言し、そうでない場合、TOWの値は、デバイスの時間を設定するために使用されない(たとえば、推定されたドット積振幅と2つのパターンが同じではないサンプルの数との関数であり得る負ではない値)。
【０１２６】
候補TOW+1で同じ手順を適用する。存続しているTOW(ある場合)は、デバイスの時間を設定するために使用され得る。
【０１２７】
一般に、異なるSVでのHOWおよび/またはTOWの内容は、異なっていてもよい。しかしながら、ほとんど常にHOW/TOWは、異なるSVについて同じであることを、観察は示している。受信機がTOW支援モードである場合、(たとえば、適用可能な支援メッセージを調べることによって)HOW/TOWの内容が同じであるかどうかを確認するためのチェックを行うことが可能であり得る。そうである場合、クロスSV結合が可能であり得る。このケースでの例示的なプロセスは、ドット積が異なるSVからのドット積の合計であることを除いて、ただ1つのSVが存在する。
【０１２８】
以下の例示的な時間設定アルゴリズムは、時間不確実性が約±3秒の時間不確実性閾値を超える場合、コヒーレント復調を使用するデバイスによって選択され得る。
【０１２９】
ここでは、たとえば、時間設定アルゴリズムは、非コヒーレントのものについての前の例といくつかの点で類似し得、リストプロセス、復号プロセス、検証プロセス、および緩和プロセス(および場合によっては再検証)を含み得る。
【０１３０】
ここでは、例示的なアルゴリズムは、(たとえば、コスタスループがロックされていると仮定して)復調エンジンから662のIサンプルを収集することができる。データが2つのサブフレームプリアンブルを含むので、支援データから2つのパターンが計算され得る。第1(p1)は、サンプル152(たとえば、第1のサブフレームが収集されたIサンプルの第3のサンプルで始まる場合、第1のサブフレームの中心)に対応する予測される(概算の)TOWカウントからの情報を使用して見つけることができる。第2のデルタパターン(p2)に対応するTOWカウントは、単に第1のTOWカウントプラス1である。相関は、
【０１３１】
【数２０】
2013541695.tif 000022
【０１３２】
を含み得、
式中、Pは、受信機モードに応じた変数である。デバイスがTOW支援モードである(たとえば、TLMおよびHOWビットは既知である)場合、P=62、そうでない場合、P=10である。HOWでのデータビットがTLMの最後のビットによって差分符号化されるので、HOWでのすべてのビットをパターンから除外することを選択することができる。このビットが未知である場合、たとえば、非TOW支援の場合のように、最初にTOWを復調することによってビットを取得することができる。しかしながら、SNRが通常非常に低い場合、そのような復号結果は、誤差伝搬につながり得る。誤差が生じる場合、HOWの内容全体が反転され得、相関結果はもはや正しくない。
【０１３３】
次いで、例示的なアルゴリズムは、さらなる処理のために、K個の最も強い候補を選択することができる。アルゴリズムは、たとえば、最も強いものから最も弱いものへと、候補のリストを処理することができる。また、コスタスループの出力で、0/180度の位相あいまい性があり得ることに留意されたい。キャリアの位相は、たとえば、各仮説での相関出力の符号によって決定され得る。
【０１３４】
【数２１】
2013541695.tif 000023
【０１３５】
位相あいまい性を取り除くために、各仮説で復号を実行する前に、IQサンプルにおけるサンプルにp(i)が掛けられ得る。TOWがCRCチェック、サブフレームIDとTOWカウントとの整合性、およびTOWカウントと支援時間との整合性をパスする場合、アルゴリズムは、たとえば、再検証プロセスを含むことができる。CRCチェックがパスしない、または整合性が満たされない場合、例示的アルゴリズムは、昇順でHOWのIサンプルの振幅をソートすることができ、最も小さい振幅を有するK個のサンプルを維持することができる。次いで、アルゴリズムは、リストを処理することができ、各サンプルの符号を1つずつ反転させようとし、再度CRCおよびTOWの整合性チェックを実行し得る。チェックがパスした場合、例示的なアルゴリズムは、再検証プロセスに進むことができる。
【０１３６】
ここでは、たとえば、再検証プロセスは、非コヒーレントのケースの例でのものと類似し得る。また、6秒の誤差を回避するために、そのような追加プロセスを使用することができる。したがって、たとえば、復号されたTOWに対応するビットパターン、ならびにTOW-1およびTOW+1に対応する他の2つの候補パターンを構築することができる。TOWに対応するパターンは、たとえば、ペアワイズ方法で、TOW-1およびTOW+1に対応するパターンと比較され得る。
【０１３７】
TOWに対応するパターンをp0,1およびp0,2とし、TOW-1に対応するパターンをp-1,1およびp-1,2とする。相関メトリックは、TOWでは、以下の通りである。
【０１３８】
【数２２】
2013541695.tif 000024
【０１３９】
相関メトリックは、TOW-1では、以下の通りである。
【０１４０】
【数２３】
2013541695.tif 000025
【０１４１】
r0>r-1+Δである場合(式中、Δは負ではない値であり、たとえば、Δ=2×Iサンプルの平均振幅)、決定は、TOWを優先させ、そうでない場合、TOWの値は、時間の設定には使用されない。Δは、2つのパターンが異なるいくつかの位置の関数であり得ることに留意されたい。
【０１４２】
次に、TOW支援データが使用可能であるTOW支援モードで実施され得るいくつかの例示的な技法について説明する。ここでは、たとえば、時間設定アルゴリズムは、複数の仮説検索を含み得る。
【０１４３】
たとえば、時間不確実性が±3秒よりも大きい(たとえば、GPSの例)、1秒よりも大きい(たとえば、GLONASSの例)などである場合、例示的な時間設定アルゴリズムは、1つまたは複数の検索パターンを定義し、相関プロセス、および検証プロセスを実行して、比率テストを行うステップを含み得る。いくつかの例では、再検証プロセスは、追加のソフトな検証を提供するために実行され得る。
【０１４４】
ここでは、たとえば、相関プロセスの一部として、相関出力を保持するために、サイズ660(または他の適用可能なサイズ)のバッファが使用され得る。x(k)は、ドット積サンプル数kであるとする。時間不確実性が±8秒(たとえば、GPSの場合)である場合、たとえば、各ビット仮説で、時間の3つの可能性があり得る。したがって、たとえば、これらの3つの可能性に対応するデルタパターンをdel_p1(h,i)およびdel_p2(h,i)とし、ここでは、hは、値0、1、または2を取り得る仮説インデックスであり、iはビットインデックスであり、下付き文字1および2は、第1および第2のサブフレームのインデックスを表す。
【０１４５】
仮説hに対応する相関は、以下の通り計算することができる。
【０１４６】
【数２４】
2013541695.tif 000026
【０１４７】
この例では、3つの時間仮説および300ビット仮説があるので、相関の総数は900である。最大の相関出力を有する(3つの)時間仮説は、たとえば、非昇順でソートされ得る。例示的なアルゴリズムは、得られたリストを処理し、たとえば、次の最大ピークおよび閾値に対する最大ピークの比率を使用して、比率テストを介して、検証プロセスを実行することができる。例示的なアルゴリズムは、たとえば、追加のソフトな検証など、追加のテストを使用することもできる。仮説がそのようなテストにパスする場合、(たとえば、対応する受信SPS信号におけるサブフレームプリアンブルを検出し、ビットのシーケンスにおける検出されたサブフレームプリアンブルの位置に少なくとも部分的に基づいてSPS時間を決定することによって)時間を設定するために、その仮説が使用される。
【０１４８】
いくつかの例示的な実装形態では、1サブフレーム時間設定アルゴリズムまたは2サブフレーム時間設定アルゴリズムを使用することができる(たとえば、IQデータの利用可能性に応じて)。
【０１４９】
たとえば、データの1つのサブフレームが利用可能な状態で、TOW支援モードで、時間不確実性が±3秒よりも大きい場合(たとえば、GPSの場合、3秒≦TUNC≦8秒)、1サブフレーム時間設定アルゴリズムが使用され得る。
【０１５０】
例として、1サブフレーム時間設定アルゴリズムは、サブフレーム境界を検索するために、複数の仮説テストを含み得る。ここでは、たとえば、ドット積ベクトル長が与えられると、最初の300サンプルの中の1つのサブフレーム境界があるものとする。±8秒のTUNCが与えられると、たとえば、各サンプル仮説で、TOWカウントの3つの可能な値を有することができ、これは、3つの時間仮説と呼ばれ得る。たとえば、対応するサンプルに現在の時間を伝えることによって、TOWカウントが見つかり得る。各サンプル仮説において、TOWカウント値および使用可能なTOW支援データに少なくとも部分的に基づいて、3つの可能な62ビットプリアンブルパターンを再構築することができる。そのようなパターンは、たとえば、[1, 1]で始めることができ、それは、前のサブフレームの最後の2つのゼロビットである。いくつかのパターンにおいて、1は、0を表すために使用することができ、-1は、1を表すために使用することができ、0は、支援データから未知のビットを表すために使用され得る。この例では、最後の60ビットは、TLMおよびHOWを含む。HOWの再構築において、TOWカウントと同じHOWのサブフレームIDとの間の以下の例示的な関係が使用され得る。
subID = mod(TOW-count-1, 5)+1
前の例示的な式が隣接するサブフレーム/towカウントを示すTOW支援62ビットパターンの調整の部分を決定するために使用され得ることに留意されたい。30ビットHOWにおいて、TOW COUNTを1だけ(たとえば、モジュロ403,200)増分(または減分)し、SUBFRAME IDを1だけ(たとえば、モジュロ5)増分(または減分)し、次いでCRCパリティチェックディジットを再符号化することができる。ここでは、たとえば、パターンにおける既存の値を使用して、サブフレームIDを直接増分/減分し、および/またはtowカウントからそれを導出することができる。
【０１５１】
検索パターンから、各サンプル仮説で、3つのデルタパターンが形成され得る。デルタパターンは、たとえば、検索パターンの相転移に基づいて形成され得る。これらのベクトルは、たとえば、61ビットの長さを有し得る。dot_prodをドット積ベクトルとし、corrをドット積ベクトルとデルタパターンとの間の相関とする。例として、いくつかの実装形態では、corrは、サイズ3×300の2次元ベクトルであり得、この場合、3は、各サンプル仮説における仮説の数であり、300は、サブフレーム境界のサンプル仮説の数である。
【０１５２】
相関行列を計算するための擬似コードの非限定的な例について、たとえば、3×300の相関行列に関して、以下に示す。
【０１５３】
【数２５】
2013541695.tif 000027
【０１５４】
時間仮説ごとに相関行列が見つかると(この例では、3つの時間仮説および300のサンプル仮説を有し得ることに留意されたい)、1サブフレーム時間設定アルゴリズムは、最大の相関出力を有するサンプル、および次に最大の相関出力を有するものを探し得る。そのような時間設定アルゴリズムは、最大相関出力を、たとえば、リストの始めから終わりまで、降順にソートし得る。リスト内の要素ごとに、最大の相関出力と次に最大の相関出力との間の比率が閾値よりも大きい場合、対応する時間およびサンプル仮説は、時間を設定するための候補として使用するために識別され得る。
【０１５５】
そのような比率テストアルゴリズムのための擬似コードの非限定的な例は、以下を含み得る。
【０１５６】
【数２６】
2013541695.tif 000028
【０１５７】
そのような候補は、たとえば、時間を設定するために使用される前に、追加のソフトな検証プロセスを使用して、さらにテストされ得る。プリアンブルが非常に相関しているので、追加のソフトな検証プロセス(たとえば、one_sf_soft_verify(i)機能を含む)は、何らかの誤差(たとえば、6秒の誤差)を回避するために、追加の検証ロジックを実行するために使用され得る。
【０１５８】
サブフレーム境界についての高信頼度を有することはできるが、境界に対応するTOWカウント値における信頼は低くてもよい。アルゴリズムは、候補(サンプル)仮説を他の2つの競合する仮説と比較することができる。これは、たとえば、候補パターンおよび競合するパターンが異なる場合、その位置において、ドット積ベクトルに対して、候補パターンの相関を実行することによって行われ得る。例として、相関出力が閾値(たとえば、0.5×2つのパターンにおける差の数×推定されたドット積振幅)以上である場合、候補パターンは受け入れられ得る。
【０１５９】
時間設定試行(これは非常に珍しいイベントであるが)の間、TLMメッセージが変化し得るので、相関が低くなり、真のピークを検出する際の誤差につながり得る、そのようなメッセージの変化を回避するために、TLMメッセージおよびTLMワードのCRCに対応するドット積は、ドット積ベクトルに対しても相関され得る。ここでは、たとえば、そのような相関が閾値、たとえば11(この例では、TLMメッセージの長さプラスCRCを2で割る)×推定されたドット積振幅よりも大きい場合、仮説は受け入れられ得る。
【０１６０】
1つのサブフレームについてのそのような追加のソフトな検証プロセスのための擬似コードの非限定的な例は、以下を含み得る。
【０１６１】
【数２７】
2013541695.tif 000029
【０１６２】
次に、例示的な2サブフレーム時間設定アルゴリズムについて説明する。データの2つのサブフレームが利用可能な状態で、TOW支援モードで、時間不確実性が±3秒よりも大きい場合(たとえば、GPSの場合、3秒≦TUNC≦8秒)、この例示的な2サブフレーム時間設定アルゴリズムが使用され得る。
【０１６３】
ここでは、たとえば、2サブフレーム時間設定アルゴリズムは、例示的な1サブフレーム時間設定アルゴリズムにおいて上述したアルゴリズムと非常に類似している複数の仮説テストを使用することもできる。1つの違いは、その名前が含意する2サブフレーム時間設定アルゴリズムは、1つではなく、サンプルの2つのサブフレームを使用することであり得る。
【０１６４】
ここでは、たとえば、(661ビットまたは他の適用可能な長さの)ドット積ベクトルは、サブフレーム境界を検索するために、2サブフレーム時間設定アルゴリズムによって使用され得る。そのようなドット積ベクトル長では、最初の300サンプルの中に1つのサブフレーム境界があり、第2の300のサンプルにおいて、別のサブフレーム境界があるものとする。±8秒のTUNCが与えられると、たとえば、各サンプル仮説で、TOWカウントについて(最大)3つの可能な値を有することができる(たとえば、3つの時間仮説)。たとえば、対応するサンプルに現在の時間を伝えることによって、TOWカウントが見つかり得る。TOWカウント値およびTOW支援データから、各サンプル仮説において、3つの可能な62ビットプリアンブルパターンを再構築することができる。ここでは、たとえば、そのようなパターンは、[1, 1]で始めることができ、それは、前のサブフレームの最後の2つのゼロビットである。前の例の場合のように、いくつかのパターンにおいて、1は、0を表すために使用することができ、-1は、1を表すために使用することができ、0は、支援データから未知のビットを表すために使用され得る。この例では、最後の60ビットは、TLMおよびHOWを含む。この例におけるサブフレーム境界は300サンプル離れているので、対応する最初のTOWカウント値に1を追加することによって、次の300のサンプルにおけるサンプルに対応するTOWカウント値を計算することができる。対応する62ビットプリアンブル検索パターンも、前の例と同様の方法で構築され得る。
【０１６５】
検索パターンから、各サンプル仮説で、2つの62ビット検索パターンを有するスーパーパターンを含む3つのデルタパターンが形成され得る。デルタパターンは、たとえば、検索パターンの相転移に基づいて形成され得る。この例で生じたベクトルも、61ビットの長さを有し得る。dot_prodをドット積ベクトルとし、corrをドット積ベクトルとデルタパターンとの間の相関とする。相関行列corrは、サイズ3×300の2次元ベクトルであり、この場合、3は、各サンプル仮説における仮説の数であり、300は、サブフレーム境界のサンプル仮説の数である。ここでは、たとえば、相関は、各サンプル仮説に対応する両方の検索パターンのために実行され得る。
【０１６６】
そのような相関行列を計算するための擬似コードの非限定的な例は、以下を含み得る。
【０１６７】
【数２８】
2013541695.tif 000030
【０１６８】
時間仮説ごとに相関行列が見つかると(たとえば、ここでは、3つの時間仮説および300のサンプル仮説がある)、例示的な2サブフレーム時間設定アルゴリズムは、最大の相関出力を有するサンプル、および次に最大の相関出力を有する別のサンプルを探し得る。例示的な2サブフレーム時間設定アルゴリズムは、たとえば、リストの始めから終わりまで、降順で、最大の相関出力をソートすることができる。リスト内の要素ごとに、最大の相関出力と次に最大の相関出力との間の比率が閾値よりも大きい場合、対応する時間およびサンプル仮説は、時間を設定するための候補として使用するために識別され得る。
【０１６９】
比率テストアルゴリズムのための擬似コードの非限定的な例は、以下を含み得る。
【０１７０】
【数２９】
2013541695.tif 000031
【０１７１】
前の例と同様に、いくつかの例示的な実装形態では、候補は、追加のソフトな検証アルゴリズムを使用して、さらにテストされ得る。この例では、プリアンブルは相関が高いので、2サブフレーム時間設定アルゴリズムは、何らかの誤差(たとえば、6秒の誤差)を回避するために、追加の検証ロジックを実行するために、two_sf_soft_verify(i)機能を含み得る。
【０１７２】
前述のように、サブフレーム境界についての高信頼度を有することはできるが、境界に対応するTOWカウント値における信頼は低くてもよい。したがって、2サブフレーム時間設定アルゴリズムは、候補仮説を他の2つの競合する仮説と比較することができる。これは、たとえば、少なくとも部分的に、候補パターンおよび競合するパターンが異なる場合、サンプルにおいて、ドット積ベクトルに対して、候補パターンの相関を実行することによって達成され得る。たとえば、相関出力が閾値(たとえば、0.5×2つのパターンにおける差の数×推定されたドット積振幅)以上である場合、候補パターンは、そのようなテストをパスし得る。時間設定試行(この場合もこれは非常に珍しいイベントであるが)の間、TLMメッセージが変化し得るので、相関が低くなり、真のピークを検出する際の誤差につながり得る、そのようなメッセージの変化を回避するために、TLMメッセージおよびTLMワードのCRCに対応するドット積は、パターンに対しても相関され得る。
【０１７３】
ここでは、追加のソフトな検証アルゴリズムのための擬似コードの非限定的な例は、以下を含み得る。
【０１７４】
【数３０】
2013541695.tif 000032
【０１７５】
説明したように、いくつかの例では、たとえば、TUNCが±8秒であるGPSの場合、6秒のサブフレーム開始時間において複数の(たとえば、3つの)仮説があり得る。そのような技法およびアルゴリズムは、他のTUNCSのために、拡張されてもよい。たとえば、TUNCが±10秒である場合、4つの可能な6秒に分離されたサブフレーム開始時間があり得る。したがって、いくつかの例では、たとえば、アプリオリな時間不確実性のサイズに応答して、管理され得る複数の6秒の開始時間の仮説があり得る。
【０１７６】
異なるSVでのTOWの内容は、異なっていてもよい。しかしながら、前述のように、TOWは、しばしば異なるSVについて同じである。受信機がTOW支援モードである場合、HOW/TOWの内容が同じであるかどうかを決定するためのチェックを行うことが可能であり得る。そうである場合、たとえば、復号において使用するためにTOWを結合することを試みるとき、クロスSV結合は可能であり得る。しかしながら、いくつかの他の例示的な実装形態では、HOW/TOWの内容が一致しない場合でも、SVにわたって結合され得る。たとえば、いくつかの実装形態では、相関(コヒーレントおよび/または非コヒーレント)を形成するために、異なるSVからのビットが一致する必要がない場合がある。実際、いくつかの例示的な実装形態では、各SVは、それ自体のパターンを使用して、そのドット積と一致させることができ、TUNC=±3秒での例示的なアルゴリズムで本明細書において提示したように、たとえば、最終的な相関を形成するために、複数のSVからの相関出力が結合され得る。
【０１７７】
SVにわたって結合する処理は、IサンプルがここではIサンプルのスケーリングされた合計であることを除いて、たとえば、SVが1つのみあるケースと類似し得る。
【０１７８】
【数３１】
2013541695.tif 000033
【０１７９】
式中、piSVは、SV数iSVのコスタスループの位相あいまい性を取り除くために使用され、SNRiSVは、SV数iSVのSNRであり、IiSV(k)は、SV数iSVの第kのサンプルである。
【０１８０】
次に図5に注目すると、図5は、時間設定をサポートするためにデバイス202において使用され得るプロセス500を示す。
【０１８１】
ブロック502で、1つまたは複数のデータサブフレームを含むビットのシーケンスが受信され、および/または場合によっては取得され得る。たとえば、ビットのシーケンスが復調エンジンから受信され、および/またはメモリから取得され得る。
【０１８２】
オプションであるブロック504で、時間不確実性および/またはSPS信号において実行される復調のタイプに少なくとも部分的に基づいて、複数の時間設定アルゴリズムの中から、1つの時間設定アルゴリズムが選択され得る。
【０１８３】
ブロック506で、既知のおよび/または予測されるビットシーケンスが、複数の時間シフトされた仮説で、受信されたビットのシーケンスと相関され得る。ブロック508で、最大ピークが、相関に起因する他のピーク情報と比較して検証され得る。たとえば、比率が閾値を超えることを検証するために、相関に起因する次の最大ピークに対する最大ピークの比率が検証を受け得る。いくつかの例示的な実装形態では、ブロック504で選択された時間設定アルゴリズムは、ブロック506で実行された相関および/もしくはブロック508で実行された検証の1つまたは複数の操作を有効に制御する、および/または場合によっては影響を及ぼすことができる。例として、選択され得、かつ少なくとも相関プロセスおよび/または検証プロセスを有効に制御し、および/または影響を及ぼすいくつかの時間設定アルゴリズムについて、本明細書で説明する。
【０１８４】
ブロック510で、検証された最大ピークからの結果に少なくとも部分的に基づいて、受信されたSPS信号におけるサブフレームプリアンブルが検出され得る。ブロック512で、ビットのシーケンスにおける検出されたサブフレームプリアンブルの位置に少なくとも部分的に基づいて、SPS時間が決定され得る。
【０１８５】
本明細書を通じて「一例」、「例」、「いくつかの例」または「例示的な実装形態」への言及は、特徴および/または例に関して説明する特定の特徴、構造物または特性が、特許請求する主題の少なくとも1つの特徴および/または例に含まれ得ることを意味する。したがって、本明細書の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」という語句または他の同様の語句の出現は、同じ特徴、例および/または限定にすべて言及しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造物または特性を1つもしくは複数の例および/または特徴において組み合わせることができる。
【０１８６】
本明細書で説明される方法は、個別の特徴および/または例に従った用途に応じて、様々な手段により実施され得る。たとえば、そのような方法は、ソフトウェアとともに、ハードウェア、ファームウェア、および/またはこれらの組合せで実装され得る。ハードウェア実装では、たとえば、処理ユニットは、1つもしくは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、デジタルシグナルプロセシングデバイス(DSPD)、プログラマブルロジックデバイス(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、本明細書で説明された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/またはこれらの組合せの中で実装され得る。
【０１８７】
上述の詳細な説明において、多くの具体的な詳細が、特許請求する主題の完全な理解をもたらすために説明されてきた。しかしながら、特許請求する主題は、これらの具体的な詳細がなくても実行され得ることが、当業者には理解されよう。他の例では、当業者には既知であろう方法および装置は、特許請求する主題を不明瞭にしないために、詳細には説明されていない。
【０１８８】
上述の詳細な説明のいくつかの部分は、特定の装置または専用の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に記憶される、バイナリのデジタル電子信号上の、操作のアルゴリズムまたは記号による表現の形で提示されてきた。この特定の明細書に関して、「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機能を実行するように汎用コンピュータがプログラムされた場合、そのような汎用コンピュータを含む。アルゴリズム記述または記号表現は、当業者が作業内容を他の当業者に伝えるために、信号処理または関連技術において使用する技法の例である。アルゴリズムは本明細書に存在し、一般に、操作または所望の結果に導く同様の信号処理の自己矛盾のない順番であると考えられる。この場合の操作または処理は、物理量の物理的な操作を含む。通常、必須ではないが、そのような物理量は、情報を表す電子信号として、記憶され、送信され、組み合わされ、比較され、または場合によっては操作され得る、電気信号または磁気信号の形態であり得る。場合によっては、主に一般に用いられているという理由で、そのような信号を、ビット、データ、値、要素、記号、文字、語、数字、番号、情報などとして言及することが便利であることがわかっている。しかしながら、これらの用語または同様の用語のすべてが、適切な物理量と関連付けられるべきであり、便宜的な呼び方にすぎないことを、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、本明細書を通じて、「処理」、「コンピューティング」、「計算する」、「判断する」、「確立する」、「取得する」、「識別する」などの用語を利用した説明は、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の特定の装置のアクションまたはプロセスを指していることが認識される。したがって、本明細書のコンテキストにおいて、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、またはディスプレイデバイスの中の物理的な電子量または磁気量として典型的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に関して、「特定の装置」という用語は、汎用コンピュータがプログラムソフトウェアからの命令に従って特定の機能を実行するようにプログラムされた場合、そのような汎用コンピュータを含むことができる。
【０１８９】
本明細書で使用する「および」、「または」および「および/または」という用語は、そのような用語が使用される文脈に少なくとも部分的に依存することも予想される様々な意味を含み得る。通常、「または」は、A、BまたはCのように、列挙したものを関連付けるために用いられる場合、排他的な意味で用いられる場合の、A、BまたはCとともに、包含的な意味で用いられる場合の、A、B、およびCも意味することが意図される。加えて、本明細書で用いられる「1つまたは複数」という用語は、単数の任意の特徴、構造、もしくは特性を表現するのに用いられることがあり、または、複数の特徴、構造、もしくは特性、またはこれらの何らかの他の組合せを表現するのに用いられることがある。しかしながら、これは説明のための例にすぎず、特許請求される主題はこの例に限定されないことに留意されたい。
【０１９０】
いくつかの状況では、バイナリ1からバイナリ0への、またはその逆の状態の変化のような、メモリデバイスの動作は、たとえば、物理的な変換のような変換を含み得る。特定の種類のメモリデバイスでは、そのような物理的な変換は、異なる状態または物への、物品の物理的な変換を含み得る。たとえば、限定はされないが、いくつかの種類のメモリデバイスでは、状態変化は、電荷の蓄積および保存、または保存された電荷の放出に関与し得る。同様に、他のメモリデバイスでは、状態の変化は、帯磁方向の物理的変化もしくは変換、または、結晶からアモルファスもしくはその逆のような、分子構造の物理的な変化もしくは変換を含み得る。さらに他のメモリデバイスでは、物理的な状態の変化は、たとえば量子ビット(qubit)に関与し得る、重ねあわせ、エンタングルメントなどのような、量子力学的な現象に関与し得る。上述の内容は、バイナリ1からバイナリ0への、またはその逆の、メモリデバイスにおける状態の変化が、物理的な変換のような変換を含み得るすべての例の、網羅的な列挙であることは意図されない。むしろ、上述の内容は、説明のための例であることが意図される。
【０１９１】
コンピュータ可読(記憶)媒体は、通常、非一時的な媒体であってもよく、または非一時的なデバイスを含んでもよい。この場合の非一時的な記憶媒体は、有形のデバイスを含んでもよく、すなわち、デバイスは具体的な物理的な形状を有し、しかしデバイスはその物理的な状態を変えてもよい。したがって、たとえば、非一時的とは、状態がそのように変化しても有形のままであるデバイスを指す。
【０１９２】
例示的な特徴であると現在考えられることが、例示され説明されてきたが、特許請求される主題から逸脱することなく、様々な他の修正を行うことができ、等価物が置換され得ることが、当業者には理解されよう。加えて、特許請求される主題の教示に個別の状況を適合させるために、本明細書で説明される中心的な概念から逸脱することなく、多くの修正が行われ得る。
【０１９３】
したがって、特許請求される主題は、開示された特定の例には限定されず、そのような特許請求される主題は、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲の中の、すべての態様も含み得ることが、意図される。
【符号の説明】
【０１９４】
200  環境
202  デバイス
204  受信機
206  RFフロントエンド
208  バックエンドプロセッサ
210  SPS送信機
212  時間設定アルゴリズム
214  コヒーレント復調器
216  非コヒーレント復調器
220  通信ネットワーク
222  リソース
300  接続
302  処理ユニット
304  メモリ
306  コンピュータ可読命令
322  ネットワークインターフェース
324  コンピュータ可読媒体
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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