(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための受信器であって、各送信器はその送信器に対応する疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列を含む位置確認信号を送信し、前記受信器は、
前記複数の送信器それぞれに対応する複数のＰＲＮ系列を供給する符号モジュールと、
符号モジュールから供給されるＰＲＮ系列と入力信号の相関を求める相関器とを含み、
前記複数のＰＲＮ系列は１つのＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ（ＳＬＣＥ）生成系列ｕＳＬＣＥに基づき、ｕｉで示される前記複数のＰＲＮ系列はそれぞれ式
【数１】
0005791806.tif 000048
を満足し、
【数２】
0005791806.tif 000049
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示し、ＮをＰＲＮ系列の長さとして、最高Ｎ／２個のＰＲＮ系列があり、前記複数のＰＲＮ系列は前記Ｎ／２個のＰＲＮ系列のサブセットを含み、前記サブセットは奇相関に対して良好な相関特性を提供するように選択される受信器。
【請求項２】
複数のＰＲＮ系列は素数から１を引いたものと等しい偶数長を有することを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
複数のＰＲＮ系列はどれも４を超えるバランスを持たないことを特徴とする請求項１または２に記載の受信器。
【請求項４】
複数のＰＲＮ系列のバランスはすべてゼロであることを特徴とする請求項３に記載の受信器。
【請求項５】
ｕＳＬＣＥは素数ｐの原始根要素から得られ、前記複数のＰＲＮ系列に対する最大相関量は
【数３】
0005791806.tif 000050
で与えられ、Ｎ＝ｐ−１であることを特徴とする前記１乃至４いずれか１項に請求項に記載の受信器。
【請求項６】
ｕＳＬＣＥは素数ｐの原始根要素から得られ、前記複数のＰＲＮ系列に対する最大相関量は
【数４】
0005791806.tif 000051
で与えられ、Ｎ＝ｐ−１であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに１項に記載の受信器。
【請求項７】
前記符号モジュールはその場その場でｕＳＬＣＥから前記複数のＰＲＮ系列を生成するデジタル論理回路を含むことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の受信器。
【請求項８】
ｕＳＬＣＥは読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）に保存されることを特徴とする請求項７に記載の受信器。
【請求項９】
符号モジュールは、その場その場でＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ系列の数学的特性に従ってｕＳＬＣＥを生成するデジタル論理回路を含むことを特徴とする請求項７に記載の受信器。
【請求項１０】
複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための受信器を動作させる方法であって、各送信器はその送信器に対応する疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列を含む位置確認信号を送信し、前記方法は、
前記受信器で入力信号を受信し、
複数のＰＲＮ系列に対する前記入力信号の相関を求めることを含み、
前記複数のＰＲＮ系列は１つのＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ（ＳＬＣＥ）生成系列ｕＳＬＣＥに基づき、ｕｉで示される前記複数のＰＲＮ系列はそれぞれ式
【数５】
0005791806.tif 000052
を満足し、
【数６】
0005791806.tif 000053
は要素ごとの二進XOR加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示し、ＮをＰＲＮ系列の長さとして、最高Ｎ／２個のＰＲＮ系列があり、前記複数のＰＲＮ系列は前記Ｎ／２個のＰＲＮ系列のサブセットを含み、前記サブセットは奇相関に対して良好な相関特性を提供するように選択される方法。
【請求項１１】
複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための装置であって、各送信器はその送信器に対応する疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列を含む位置確認信号を送信し、前記装置は、
ＰＲＮ系列を供給する符号モジュールと、
前記ＰＲＮ系列を送信する送信器モジュールとを含み、
前記ＰＲＮ系列は
【数７】
0005791806.tif 000054
に従って生成され、ｕＳＬＣＥは１つのＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ（ＳＬＣＥ）生成系列であり、
【数８】
0005791806.tif 000055
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示し、異なる送信器は異なる値のｉを選択することによって、それぞれ異なるＰＲＮ系列を有し、ＮをＰＲＮ系列の長さとして、最高Ｎ／２個のＰＲＮ系列があり、前記複数のＰＲＮ系列は前記Ｎ／２個のＰＲＮ系列のサブセットを含み、前記サブセットは奇相関に対して良好な相関特性を提供するように選択される装置。
【請求項１２】
前記装置は衛星を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置は疑似衛星を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための装置を動作させる方法であって、各送信器はその送信器に対応する疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列を含む位置確認信号を送信し、前記方法は、
前記装置の送信器モジュールにＰＲＮ系列を供給し、
前記送信器モジュールから前記ＰＲＮ系列を送信することを含み、
前記ＰＲＮ系列は
【数９】
0005791806.tif 000056
に従って生成され、ｕＳＬＣＥは１つのＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ（ＳＬＣＥ）生成系列であり、
【数１０】
0005791806.tif 000057
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示し、異なる送信器は異なる値のｉを選択することによって、それぞれ異なるＰＲＮ系列を有し、ＮをＰＲＮ系列の長さとして、最高Ｎ／２個のＰＲＮ系列があり、前記複数のＰＲＮ系列は前記Ｎ／２個のＰＲＮ系列のサブセットを含み、前記サブセットは奇相関に対して良好な相関特性を提供するように選択される方法。
【請求項１５】
複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列のセットを生成する方法であって、各送信器はその送信器に対応する位置確認信号を送信し、前記位置確認信号はそれぞれ、前記疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列のセットの１つを含み、前記方法は、
Ｓｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ（ＳＬＣＥ）生成系列ｕＳＬＣＥを提供し、
【数１１】
0005791806.tif 000058
に従ってＰＲＮ系列の前記セット内の各ＰＲＮ系列を生成することを含み、
【数１２】
0005791806.tif 000059
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示し、
ＰＲＮ系列の前記セットが奇相関に対して良好な相関特性を提供するように、ＰＲＮ系列の前記セットに対してＰＲＮ系列を選択する最適化手順を行なう方法。
【請求項１６】
前記ＰＲＮ系列それぞれのバランスがゼロになるように、ＰＲＮ系列の前記セットを選択することを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
複数の送信が並列に行なわれる通信システムであって、前記複数の送信はそれぞれ、疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列のセットの異なる系列の１つを含む拡散符号を使用して符号化され、ＰＲＮ系列の前記セット内の各ＰＲＮ系列は
【数１３】
0005791806.tif 000060
によって特定され、ｕＳＬＣＥはＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ（ＳＬＣＥ）生成系列を表し、
【数１４】
0005791806.tif 000061
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示し、ＮをＰＲＮ系列の長さとして、最高Ｎ／２個のＰＲＮ系列があり、前記複数のＰＲＮ系列は前記Ｎ／２個のＰＲＮ系列のサブセットを含み、前記サブセットは奇相関に対して良好な相関特性を提供するように選択される通信システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の通信システムで使用するための送信器であって、ＰＲＮ系列の前記セットの少なくとも１つの系列を含む送信器。
【請求項１９】
請求項１７に記載の通信システムで使用するための受信器であって、前記送信器はＰＲＮ系列の前記セットの少なくとも１つの系列を含む受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星ナビゲーションシステムおよび／または地上設置疑似衛星システムのような、拡散符号として疑似ランダム雑音（ＰＲＮ：Ｐｓｅｕｄｏ−Ｒａｎｄｏｍ  Ｎｏｉｓｅ）系列を使用するナビゲーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星型ナビゲーションシステム（無線ナビゲーション衛星システム用とも呼ばれる）は、位置決定用携帯端末や車載ナビゲーション支援などの広範囲の用途で、ますます重要になってきている。現在稼働中の主な衛星ナビゲーションシステムには米国国防総省によって運用されている全地球測位システム（ＧＰＳ）である。これに対する、ガリレオ（Ｇａｌｉｌｅｏ）と名付けられた欧州の衛星ナビゲーションシステムが１０年後に打ち上げ・運用の予定になっている。ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、Ｃｏｍｐａｓｓ（中国）、ＩＲＮＳＳ（インド）、ＱＺＳＳ（日本）等の多数の他の衛星ナビゲーションシステムが現在、近代化あるいは配備の状態にある。
【０００３】
衛星ナビゲーションシステムはそれぞれが１つ以上の信号を送信する一群の衛星で構成されている。衛星から発信された信号は、地上で非常に低い電力で受信されるので、奥まった屋内環境で受信することは難しい。ナビゲーション信号のサービス受信可能範囲を奥まった屋内環境にも拡大するために疑似衛星を利用する研究が進行中である。衛星ナビゲーション受信器でこのような疑似衛星信号の受信を可能にするために、疑似衛星の信号構造は衛星から発信されるナビゲーション信号と非常に似ているか、あるいは同一であればよい。
【０００４】
衛星あるいは疑似衛星から発信されるようなナビゲーション信号の主要成分は、変調波形とナビゲーションデータを設定した拡散シンボルと組み合わせられた（測位符号、同期符号、または測距符号とも呼ばれる）拡散符号である。こうして得られた組み合わせは、地上へ送信するために設定された周波数で搬送波に載せて変調される。各発信源は一般に多数の周波数で送信し、これにより電離層による影響に対する補償、正確さの改善、および、より多くのデータの送信を容易にすることができる。
【０００５】
いくつかのケースでは、複数の信号チャンネルが、ある適切な多重化技術によって一つの搬送波上に変調される場合がある。たとえば、ガリレオ信号はパイロットチャンネルと組み合わされたデータ・チャンネルからなるように計画されている。このパイロットチャンネルは拡散符号のみを含みナビゲーションデータを含まないが、一方のデータ・チャンネルは拡散符号とナビゲーションデータの両方を含む。
【０００６】
衛星信号の拡散符号成分は、通常、所定のビット列（「チップ」と呼ばれる）で構成されており、２つの主要な役割を果たすために用いられる。第１に、この拡散符号は受信器が衛星信号を自動追跡することができるようにする同期・アクセス機構を提供する。したがって、各衛星（ならびに通常はその衛星からの各信号の送信）は固有の拡散符号を有する。最初にスイッチを入れて受信器を作動させるときは、衛星群中のある衛星は特定の時間における特定の位置に対する水平線よりも低い位置にあるために、この受信器はどの衛星信号を受け取ることができるかが分からないことが多い。この受信器は第１の衛星からの信号を自動追跡するために拡散符号を用いる。したがって、送信している端末のすべてが同じ変調方法（ただし適用される拡散符号は異なっている）を適用して同じ搬送波周波数において送信している状況で、同時に送信している端末間の受信器による識別と分離が拡散符号によって可能になる。受信器が第１の衛星からの信号を自動追跡すると、その信号中のナビゲーションデータにアクセスすることができるようになる。これにより、その衛星群の中にある他の衛星の暦データを提供し、受信器から見える位置にある残りの衛星を比較的速やかに捕捉できるようにする。
【０００７】
多くの受信器は二段階捕捉プロセスを採用している。第一段階においては、受信器は衛星拡散符号のセットに対して入力信号の同時相互相関を求める。特に、受信器は任意の衛星からの拡散符号を探索し、衛星と受信器間に起こりうるタイミング・オフセットと衛星と受信器間に起こりうるドップラー偏移（宇宙にある衛星のユーザーに対する動きに依存する）を考慮する。相関値が所定の閾値を超えることが分かった場合、衛星拡散符号、タイミング・オフセットおよびドップラー偏移の関連する組み合わせに対してより詳細な解析を行う第二段階が実行される。この第２段階の解析は最初の粗い捕捉を検証かつ確認するか、必要に応じて拒絶する。場合によっては、受信器は、現在、受信器から見えるそれらの衛星についての暦データを（最初にこの情報を得るために１つの衛星信号を捕捉しなければならないのではなく）例えばインターネット経由で保存するか、あるいはアクセスしてもよい。これはアシスト型ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ：  全地球航法衛星システム）と呼ばれることもあり、位置決定を行うのに必要な時間を大幅に短縮することができる。
【０００８】
拡散符号の第２の主要な役割は、信号が衛星から受信器へ到達するのに要する時間に基づいて、衛星から受信器までの距離の概算値を提供することである。ついで、複数の衛星の位置（それら衛星から受信されたナビゲーションデータに特定されている）が既知であることを前提とする三辺測量方法を用いて、受信器の位置を三次元空間内で求める。理論的には、受信器のクロックと衛星のクロック間のタイミング・オフセットが既知であると仮定すれば、三辺測量は最低３つの衛星からの信号情報を用いて行うことができる。実際には、このタイミング・オフセットは特別な受信器を除いて一般的に未知であるので、受信器における未知のタイミング・オフセットを補償するために少なくとももう一つの衛星から信号情報を入手する。さらに別の衛星から信号が受信できるなら、最小二乗法のような任意の適切なアルゴリズムを用いて統計処理による位置決定を行うことができる。これにより、推定位置と共に何らかの誤差情報も提供される。
【０００９】
拡散符号の重要なパラメータの１つは拡散符号が送信される際のチップレート（拡散符号速度）である。なぜなら、チップレートは位置決定の精度を支配するからである。拡散符号の別の重要なパラメータは拡散符号の全長、言い換えれば、それが繰り返されるまでの拡散符号中のチップの数である。無限長の拡散符号は生成段階および捕捉段階で問題を含むため、多くの理由で実用的ではない。しかしながら、拡散符号長が有限の場合は位置決定に曖昧さが生じる可能性がある。拡散符号をより長くすればそのような曖昧さは軽減され、異なる出所からの信号がより完全に分離され、干渉に対する信頼性が高まる。一方、拡散符号の繰り返し長を長くすると、最初の信号の捕捉が遅れ、受信器はより高い処理能力が必要となる場合がある。
【００１０】
拡散符号長はナビゲーションデータのために使用できるデータ転送速度にも影響を与える。これは、従来、ナビゲーションデータは二進位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ：  Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調を適用した拡散符号系列に変調、すなわち、ナビゲーションデータの１ビットだけ、１つの完全な拡散符号系列に変調されるからである。このような状況においては、拡散符号の長さはナビゲーションデータ（あるいはチャネル上で送信される他のデータ）の拡散符号のチップレートとデータレートに反映される。また、巡回符号シフトキーイング（ＣＣＳＫ：  Ｃｙｃｌｉｃ  Ｃｏｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）のような、より効率的なデータ変調方法も衛星ナビゲーションシステムのために現在、研究中である。一般に拡散符号に対して繰り返し長を大きくするにつれて、ナビゲーションデータのビット転送速度は小さくなる。
【００１１】
符号長の短い符号に基づいて長い符号を生成するために知られている手法は、一次符号および二次符号に基づいた階層的あるいは階段状拡散符号を使用することである。一次符号がＮ１個のチップを持ち、二次符号がＮ２個のチップを持つとすると、全体の拡散符号のうちの最初のＮ１個のチップが二次符号の最初のチップと排他ＯＲ演算された一次列に対応し、拡散符号の次のＮ１個のチップは一次符号のＮ１個のチップの繰り返し（今度は二次符号の２番目のチップと排他ＯＲ演算される）で構成される、といった具合に処理される。これにより、Ｎ１×Ｎ２の符号に対応する全繰り返し長が得られるが、最初の捕捉は一次符号のみに基づいて行うことができる。段階的な符号による手法はデータが送信されない場合のパイロットチャネル信号の拡散符号を規定するために一般に使用される。
【００１２】
衛星ナビゲーションシステムでの拡散符号の使用は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信と密接に関連し、これは地上設備で広く使われている。しかしながら、これらの２つの状況の間にはいくつかの相違がある。例えば、ＣＤＭＡでは拡散符号は位置決定に使用されない、従って拡散符号の選択は位置決定に関する要因による影響を受けない。逆に、ＣＤＭＡでは１つの送信器に対し通常多数の受信器があり、各受信器は異なる拡散符号を使用して送信器と通信する。したがって、ＣＤＭＡに対する重要な要素は同時に動作できる多数の符号に対応していることである。対照的に、所定の符号セットで使用される符号の総数は通常、衛星送信器の数とチャネルの数（データ／パイロット）に基づくので、上記の要素は衛星ナビゲーションのためにそれほど重要ではない。典型的には、データチャネルとパイロットチャネルが特定の信号によって提供されると想定すると、およそ７０個のＰＲＮ符号が１つのＧＮＳＳ衛星群に対応することができる。また、局所要素（例えば、疑似衛星）によるＧＮＳＳの拡張のための割当も必要になる。例えば、各疑似衛星に対し少なくとも１つの特定のＰＲＮ符号がデータチャネルを提供するために必要とされる。パイロットチャンネルも同様に疑似衛星に供給されるなら、２つのＰＲＮ符号が局所要素によって送信されることになる。たいていの場合、これは符号スペース全体（Ｎをビット数、あるいは符号中のチップ数とすると、２Ｎ−１によって与えられる）のうちの非常に小さいサブセットを表すにすぎない。
【００１３】
衛星ナビゲーションとＣＤＭＡシステムの両方で使用されるような周知の拡散符号は疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列に基づいている。衛星ナビゲーションシステムの種々の送信器によって送信され、受信器に同一の変調波形で現れる種々のチャンネルの分離を軽減するために、チャンネル間干渉をできるだけ低くすることは非常に重要である。
【００１４】
チャンネル間の干渉の標準的な測定は相互相関関数によって行われ、これによって異なったＰＲＮ系列間の類似性が測定される。すなわち、拡散符号として使用するためのＰＲＮ系列のセットを評価するための重要な性能指数は２つの拡散符号間の相互相関関数によって与えられる。長さを有する２つのＰＲＮ系列ｕ，ｖに対する相互相関関数θｕ，ｖ（ｌ）は、この２つの符号系列間にｌチップのタイム・オフセットがあるときに次式で定義される。
【００１５】
【数１】
0005791806.tif 000002
【００１６】
ここで、系列ｕのｎ番目のＰＲＮチップをｕｎとし、系列ｖのｎ＋ｌ番目のチップをｖｎ＋lで示す。各ＰＲＮ符号はＮにおいて定期的（周期的）で、オフセットｌで始まっている系列ｖに対するＮ個の値は以下のようになる。
【００１７】
【数２】
0005791806.tif 000003
【００１８】
衛星ナビゲーションシステムでの位置決定は信号の到着時刻（ＴＯＡ：Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）を推定して得られ、自己相関関数θｕ（ｌ）を使用して決定される。ｌチップの位相偏移における系列ｕに対する自己相関関数は次式で定義される。
【００１９】
【数３】
0005791806.tif 000004
【００２０】
自己相関関数は実質的に任意のＰＲＮ系列と同じ系列が時間的に偏移したものとの間の類似性（あるいは差異）を測定する。
【００２１】
理想的なシステムでは、一対の拡散符号それぞれの相互相関は（すべての可能なオフセットに対して）ゼロである。同様のシステムにおいて、時間遅延がない場合以外、すなわち位相偏移がｌ＝０以外で、すべてのオフセット（時間偏移）に対して各拡散符号の自己相関値はゼロであり、この場合、明らかにθｕ（ｌ）＝Ｎである。しかしながら、このような理想的な挙動は無限長のＰＲＮ符号の場合しか実現できない。無限長のＰＲＮ符号は現実世界のシステムには適用できないので、この理想的な挙動に可能な限り似ている有限長のＰＲＮ符号を特定しなければならない。拡散符号のためのさらに重要で実用的な基準は同じ（あるいはほぼ同じ）数の１と０を持つことであり、これはバランスと呼ばれている。
【００２２】
１つの複雑な問題は拡散符号の極性が拡散符号の端部で変わるかもしれないということであり、これはナビゲーションデータがどのように符号化できるかということである。これは概略、次式で示される（上記の（２）の系列と比較のこと）。
【００２３】
【数４】
0005791806.tif 000005
【００２４】
極性が変化する状況で決定される自己相関関数あるいは相互相関関数は奇自己相関関数あるいは奇相互相関関数と呼ばれる。極性の変化がない状態で決定される自己相関関数あるいは相互相関関数は偶自己相関関数あるいは偶相互相関関数と呼ばれる（上式（３）による正式な定義と一致する）。
【００２５】
周知のＰＲＮ系列は大きく分けて２種類ある。第１の種類では、ＰＲＮ系列は閉じた形式で数学的なアルゴリズム（代数的な数式）に従って生成され、符号セット内のすべての拡散符号の間にいくつかの所定の数学的な関係があるようになっている。このような符号セットの相関特性は、その符号セットを生成するのに使用された代数的な数式から導かれる。この第１の種類に属する、よく知られたＰＲＮ系列には以下のものがある。
＊ゴールド符号
＊カサミ符号
＊Ｗｅｉｌ符号
＊Ｂｅｎｔ符号
＊Ｇｏｎｇ符号
＊Ｐａｔｅｒｓｏｎ符号
これらの符号はほとんど理想的な自己相関特性と相互相関特性を提供するものとして示すことができる。しかしながら、このような符号は特定の（あらかじめ設定された）符号長に対してだけ構成できるという制限がある。例えば、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）によって通常は実装されるゴールド符号もＫａｓａｍｉ符号も、ｍｏｄ（ｎ，４）≠０を満足させる整数値ｎに対して、Ｎ＝２ｎ−１によって特定される任意の符号長に対して設定することができる。対照的に、Ｗｅｉｌ符号は任意のプライム符号長に対して構成することができる。すなわち、Ｗｅｉｌ符号系列を使用する場合の使用可能な符号長の数は、ゴールド符号あるいはＫａｓａｍｉ符号を使用するときに選ぶことができる符号長の数を大幅に超える。例えば、０＜Ｎ＜５００００で５１３３の素数が存在するのに対して、ＬＦＳＲに基づく系列では１５個しか異なる系列長を構成できない。
【００２６】
ＧＰＳ衛星ナビゲーションシステムはゴールド符号であるそのＬ１  Ｃ／Ａ信号拡散符号のために利用し、これはＮ段のシフトレジスターから選択された出力が取り出され入力にフィードバックされる線形フィードバック・シフトレジスター（ＬＦＳＲ：Ｌｉｎｅａｒ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｓｈｉｆｔ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を用いて実装される。ＬＦＳＲ内のフィードバック接続はｎ次のｍｏｄｕｌｏ−２の計算による二進多項式で表現でき、それにより、ＬＦＳＲの動作はその多項式とＬＦＳＲの初期設定により完全に特定されうる。比較的コンパクトなＬＦＳＲで反復長の長い出力を生成することができるように、符号の反復長は２ｎ−１である。
【００２７】
一般に、符号長は拡散符号のチップレートとナビゲーションデータのビットレートの比率によって決定される。仮に符号長が使用可能なゴールド符号（またはある他の符号のアルゴリズム形式）に制限されるとすると、これはチップレートとビットレートに関する制約を暗示している。言い換えれば、捕捉時間や位置精度のような他の検討事項にも影響を与えるかもしれない。その結果、ＬＦＳＲに基づくＰＲＮ符号で動作する場合、３つの定義している要素すべて、すなわちＬＦＳＲに基づくＰＲＮ符号長、信号のシンボルレートとチップレートを希望通りに調整することができないことが多いので、ＰＲＮ符号長は対応するように調節しなければならないことが多い。このような問題に対処する１つの知られている選択肢は、符号を切り詰めること、あるいは、ＬＦＳＲから来ている出力符号に多くのチップを加えることによって符号を拡張することである。しかしながら、このような符号に対するあらかじめ設定された符号長からのあらゆる逸脱は一般に符号性能、特に増大する相互相関と位相のずれた自己相関という点で深刻な劣化をもたらす。これは図１の例によって示され、この例では１０２３ビットのゴールド符号（ＧＰＳ  Ｃ／Ａ符号）の相互相関性能を、この符号を１ビットだけ切り詰めたものと比較している。詳しくは、図１のＸ軸は相互相関性能を表し、Ｙ軸は対応する相互相関性能を有する全相関の（符号セットに対するすべての異なる組合せとオフセットに対する）割合を表す。ＧＰＳ  Ｃ／Ａ符号（赤／明るい方）について、ゼロに近いところに高いピーク（名目上は理想的な性能）と両端に２つの付随するピークがあることが分かる。しかしながら、切り詰めたＧＰＳ  Ｃ／Ａ符号（青／暗い方）については、中央のピークは大幅に減少して相互相関値はより広がっている。注目すべき点として、最大の相互相関値は実際の（切り詰められていない）ＧＰＳ  Ｃ／Ａ符号の付随するピークより大きい（すなわち、中央のピークからさらに）。これによりチャンネル間の干渉が増大するので、信号捕捉が劣化するおそれがある。
【００２８】
第２の種類の知られているＰＲＮ系列は閉じた代数的な数式に基づくのではなく、数値による方法を使用して生成される。例えば、ランダム符号は任意の所望の符号長について構成することができ、また任意の性能指数（ＦＯＭ：Ｆｉｇｕｒｅ  Ｏｆ  Ｍｅｒｉｔ）に対して最適化することができ、一般に特性相互相関と自己相関特性に基づく。これは例えば、ＵＳ２００８／０２４６６５５で説明されている。第２の種類におけるもう１つの手法はカオス・アルゴリズムを使用して可能な限りランダム系列に近い特性を示すＰＲＮ系列を構成するものである。
【００２９】
一般に、この第２の種類のＰＲＮ系列は、より複雑な送信器と受信器を必要とする。これは系列のすべてビットを１つずつリアルタイムでメモリに保存してから読み出す必要があるためである（そのため、この種類の系列はメモリ符号と呼ばれることがある）。例えば、受信器のためのメモリ符号のセットはフラッシュメモリのような何らかの形式のＲＯＭ内に保存してよい。そして、この符号は入力される衛星信号の拡散符号の検出時に使用するため、起動時間中に受信器チップセットにロードすることができる。完全にメモリ符号を受信器チップセット自体にロードすると、これにより受信器チップセットの記憶場所で非常に深刻なオーバーヘッドが起こることがある。代わりに符号を（受信器チップセットの外部にある）ＲＡＭにロードしてよく、この場合、プログラム全体および／またはデータ記憶装置の一般的な受信器動作のための要求事項に比較的小さい追加を行うだけですむ。しかし、この場合には受信器チップセットにＲＡＭからリアルタイムで符号を供給する専用の高速インターフェースおよび受信器チップセット自体の内部に何らかのバッファ機能の追加が必要とされることが多い。
【００３０】
また、高性能な自己相関と相互相関を第２の種類のＰＲＮ系列に対して得ることができるが、知られている解析用の数式に基づいて生成されたＰＲＮ系列は同じ長さのランダム符号よりも極めて自己相関と相互相関の特性が優れていることが多い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の一実施形態は、複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための受信器であって、各送信器はその送信器に対応する疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列を含む位置確認信号を送信する受信器を提供する。この受信器は、複数の送信器それぞれに対応する複数のＰＲＮ系列を供給する符号モジュールと、符号モジュールから供給されるＰＲＮ系列と入力信号の相関を求める相関器とを含む。これら複数のＰＲＮ系列は１つのＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ  （ＳＬＣＥ）生成系列ｕＳＬＣＥに基づき、ｕｉで示される複数のＰＲＮ系列はそれぞれ式
【００３２】
【数５】
0005791806.tif 000006
【００３３】
を満足し、
【００３４】
【数６】
0005791806.tif 000007
【００３５】
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示す。この受信器は単独の装置として設けてもよいし、その他の電子機器、たとえば携帯電話、カメラ、車両ナビゲーションシステム等に内蔵してもよい。この送信器は一般に（ＧＰＳあるいはガリレオに提供されるような）衛星群の各衛星に設置されるが、疑似衛星等の地上設置（局所）要素に設けられてもよい。この受信器自体を衛星に内蔵して衛星間の協調動作を使用して測距してよい。
【００３６】
上記に説明したようなＰＲＮ系列は拡散符号として使用するのに非常に良好な特性を有することが分かった。この複数のＰＲＮ系列は素数から１を引いたものと等しい偶数長を有するので、利用可能な符号ファミリーの密度が比較的高い（ＬＦＳＲに基づく符号、例えば、ゴールド符号等の非常に密度の低いものと比較して）、すなわち、素数の密度と等しいことを意味する。
【００３７】
この複数のＰＲＮ系列はすべて、バランスが−２，０，または４である（バランスが０のとき、一般に理想的であると考えられる）。場合によっては、符号ファミリー内の利用される符号の割合によって、１つの選択肢としてバランスがゼロのＰＲＮ系列だけを選択する。
【００３８】
生成系列ｕＳＬＣＥは素数ｐの原始根要素から得られる。選択される原始根要素によって、複数のＰＲＮ系列に対する最大相関量は
【００３９】
【数７】
0005791806.tif 000008
【００４０】
または
【００４１】
【数８】
0005791806.tif 000009
【００４２】
で与えられ、Ｎ＝ｐ−１である。この相関性能は既存の（知られている）符号系列に対して競争力があり、良好な信号捕捉（低クロスチャンネル干渉）を確実にするのに役立つ。
【００４３】
生成系列ｕＳＬＣＥから利用可能なＮ／２個のＰＲＮ系列がある。ここで、ＮはＰＲＮ系列の長さである。したがって、各生成系列ｕＳＬＣＥの符号ファミリーは、やや大きい。したがって、ある特定の応用では、符号ファミリー全体のサブセットを表すＰＲＮ系列のセットを選択することができる。このＰＲＮ系列は、例えば、バランスがゼロであることに基づいて、および／または、奇相関に対して良好な相関特性を提供することに基づいて選択することができる。（
【数９】
0005791806.tif 000010
または
【数１０】
0005791806.tif 000011
の上述の最大相関量は偶相関に関連する。）
【００４４】
一実施形態では、符号モジュールはその場その場でｕＳＬＣＥから複数のＰＲＮ系列を生成するデジタル論理回路を含む。したがって、受信器は完全な符号ファミリーの各符号をメモリに保存する必要がまったくない。生成系列ｕＳＬＣＥ自体は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）に保存してよい。または、符号モジュールは、その場その場でＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ系列の数学的特性に従ってｕＳＬＣＥを生成するデジタル論理回路を含んでよい。
【００４５】
本発明の別の実施形態は、複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための受信器を動作させる方法であって、各送信器はその送信器に対応する疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列を含む位置確認信号を送信する方法を提供する。この方法は、受信器で入力信号を受信し、複数のＰＲＮ系列に対する該入力信号の相関を求めることを含む。複数のＰＲＮ系列は１つのＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ  （ＳＬＣＥ）生成系列ｕＳＬＣＥに基づき、ｕｉで示される複数のＰＲＮ系列はそれぞれ式
【００４６】
【数１１】
0005791806.tif 000012
【００４７】
を満足し、
【００４８】
【数１２】
0005791806.tif 000013
【００４９】
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示す。
【００５０】
本発明の別の実施形態は、複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための装置であって、各送信器はその送信器に対応する疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列を含む位置確認信号を送信する装置を提供する。この装置は、ＰＲＮ系列を供給する符号モジュールと、このＰＲＮ系列を送信する送信器モジュールとを含む。このＰＲＮ系列は
【００５１】
【数１３】
0005791806.tif 000014
【００５２】
に従って生成され、ｕＳＬＣＥは１つのＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ  （ＳＬＣＥ）生成系列であり、
【００５３】
【数１４】
0005791806.tif 000015
【００５４】
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示し、異なる送信器は異なる値のｉを選択することによって、それぞれ異なるＰＲＮ系列を有する。このような装置は、例えば、衛星ナビゲーションシステムの衛星を構成する部分、あるいは疑似衛星や他の地上送信器システムのような何らかの局所要素を含んでよい。
【００５５】
本発明の別の実施形態は、複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための装置を動作させる方法であって、各送信器はその送信器に対応する疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列を含む位置確認信号を送信する方法を提供する。この方法は、この装置の送信器モジュールにＰＲＮ系列を供給し、この送信器モジュールからこのＰＲＮ系列を送信することを含む。このＰＲＮ系列は
【００５６】
【数１５】
0005791806.tif 000016
【００５７】
に従って生成され、ｕＳＬＣＥは１つのＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ  （ＳＬＣＥ）生成系列であり、
【００５８】
【数１６】
0005791806.tif 000017
【００５９】
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示し、異なる衛星は異なる値のｉを選択することによって、それぞれ異なるＰＲＮ系列を有する。
【００６０】
本発明の別の実施形態は、複数の送信器を含むナビゲーションシステムに使用するための疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列のセットを生成する方法であって、各送信器はその送信器に対応する位置確認信号を送信し、この位置確認信号はそれぞれ、この疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列のセットの１つを含む方法を提供する。この方法は、Ｓｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ  （ＳＬＣＥ）生成系列ｕＳＬＣＥを提供し、
【００６１】
【数１７】
0005791806.tif 000018
【００６２】
に従ってＰＲＮ系列のこのセット内の各ＰＲＮ系列を生成することを含み、
【００６３】
【数１８】
0005791806.tif 000019
【００６４】
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示す。
【００６５】
上記の手法により、多数の符号ファミリーを生成することができる。その理由はＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ生成系列は素数から１を引いたものの原始根要素それぞれに対し定義することができるからである。さらに、各符号ファミリーは多数の符号（Ｎ／２個、Ｎはチップを単位とする符号長）を含む。したがって、任意の所望の用途で特定の必要条件にしたがった、特定の符号ファミリー、あるいはファミリー内の特定の符号の選択において融通性がある。例えば、各ＰＲＮ系列のバランスがゼロになるようにＰＲＮ系列のセットを選択してもよいし、あるいは、ＰＲＮ系列のセットが奇相関に対して良好な相関特性を提供するようにＰＲＮ系列を選択する最適化手順を行ってもよい。
【００６６】
本発明の別の実施形態は、複数の送信が並列に行なわれる通信システムを提供する。これら複数の送信はそれぞれ、疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列のセットの異なる系列の１つを含む拡散符号を使用して符号化される。ＰＲＮ系列のこのセット内の各ＰＲＮ系列は
【００６７】
【数１９】
0005791806.tif 000020
【００６８】
によって特定され、ｕＳＬＣＥはＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ  （ＳＬＣＥ）生成系列を表し、
【００６９】
【数２０】
0005791806.tif 000021
【００７０】
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示す。このような通信システムは、例えば、ＣＤＭＡ通信をサポートするために使用することができる。この場合、ＰＲＮ系列のセットは複数の送信をまとめて多重化するための拡散符号を提供する。
【００７１】
本発明の別の実施形態は、複数の送信が並列に行なわれる通信システムで使用するための拡散符号のセットであって、これら複数の送信はそれぞれ、疑似ランダム雑音（ＰＲＮ）系列のセットの異なる系列の１つを含む拡散符号を使用して符号化される拡散符号のセットを提供する。ＰＲＮ系列のこのセット内の各ＰＲＮ系列は
【００７２】
【数２１】
0005791806.tif 000022
【００７３】
によって特定され、ｕＳＬＣＥはＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖ／Ｌｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎ  （ＳＬＣＥ）生成系列を表し、
【００７４】
【数２２】
0005791806.tif 000023
【００７５】
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算を示し、Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示す。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
本発明の種々の実施形態が以下の図面を参照して単なる一例として詳細に記述される。
【図１】ＧＰＳ  Ｃ／Ａ拡散符号を切り詰めた場合の影響を示す図である。
【図２】ＳＬＣＥ符号の自己相関性能を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にしたがった新しい符号ファミリーの符号長に対する最大相関の変動を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にしたがった新しい符号ファミリーの相関性能を示す図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態にしたがった新しい符号ファミリーからの長さ４０９２の符号の自己相関性能を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態にしたがった新しい符号ファミリーからの長さ４０９２の符号の相互相関性能を示す図である。
【図５Ｃ】長さ４０９２のガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列の自己相関性能を示す図である。
【図５Ｄ】長さ４０９２のガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列の相互相関性能を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にしたがった新しい符号ファミリーからの長さ４０９２の各符号対の最大対相互相関を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にしたがった良好な奇相関性能を有する符号系列のサブセットを選択するための方法の概略を示すフローチャートである。
【図８Ａ】本発明の一実施形態にしたがった新しい符号ファミリーからの長さ４０９２の各符号対の最大対奇相関を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態にしたがった良好な奇相関性能について選択された図８Ａの符号のサブセットの最大対奇相関を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態にしたがった拡散符号を送信する衛星送信システムの系統図である。
【図１０】は本発明の一実施形態にしたがった拡散符号を受信する受信器の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
本明細書で説明されるような新しい符号ファミリーは次式に従う任意の符号長Ｎに対して構成することができる。
【００７８】
【数２３】
0005791806.tif 000024
【００７９】
ここでｐは任意の素数である。すなわち、ゴールド符号、Ｋａｓａｍｉ符号、Ｗｅｉｌ符号等の場合のように、閉じた代数式から構成した通常は奇数長である（あるいは奇数長の系列から得られる）第１の種類の最も一般に知られている符号ファミリーとは対照的に、この新しい符号ファミリーに含まれるすべての系列は偶数長である。この新しい符号ファミリーは、完全な符号ファミリーを得るために基本要素として２つの適切な系列が選択されるゴールド符号やＫａｓａｍｉ符号等とは対照的に、通常１つの系列から得られる。
【００８０】
必要な系列を１つ生成することについてＳｉｄｅｌｎｉｋｏｖとＬｅｍｐｅｌ／Ｃｏｈｎ／Ｅａｓｔｍａｎが別々に発表しているので、これを本明細書ではＳＬＣＥ系列と呼ぶ（ＶＭ  Ｓｉｄｅｌｎｉｋｏｖ著、Ｓｏｍｅ  ｋ−ｖａｌｕｅｄ  ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ  ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ  ａｎｄ  ｎｅａｒｌｙ  ｅｑｕｉｄｉｓｔａｎｔ  ｃｏｄｅｓ（あるｋ値の疑似ランダム系列および、ほぼ等距離の符号），Ｐｒｏｂｌ．Ｉｎｆ．Ｔｒａｎｓ．，１９６９，（５），１，ｐｐ１２−１６、およびＡ．Ｌｅｍｐｅｌら著、Ａ  ｃｌａｓｓ  ｏｆ  ｂａｌａｎｃｅｄ  ｂｉｎａｒｙ  ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ  ｗｉｔｈ  ｏｐｔｉｍａｌ  ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ（最適な自己相関特性を有するバランスの良い二進系列の種類），ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，２３：３８−４２，１９７７を参照）。ＳＬＣＥ系列は原始根要素に基づく。原始根の定義はＡ．Ｌｅｕｔｂｅｃｈｅｒ著、Ｚａｈｌｅｎｔｈｅｏｒｉｅ−Ｅｉｎｅ  Ｅｉｎｆuｈｒｕｎｇ  ｉｎ  ｄｉｅ  Ａｌｇｅｂｒａ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ  Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９９６にある。原始根要素を確認することがＳＬＣＥ系列を生成するための第１のステップである。次のステップでは集合Ｓを以下のように定義して生成する。
【００８１】
【数２４】
0005791806.tif 000025
【００８２】
ここで、
Ｐｒ・・・ｐｍ−１を法とする原始根
ｐ・・・素数
【００８３】
【数２５】
0005791806.tif 000026
【００８４】
・・・実際には必要とする符号長の半分である。
【００８５】
最終的にＳＬＣＥ系列
【００８６】
【数２６】
0005791806.tif 000027
【００８７】
は次式によって遅延ｎに対して定義される。
【００８８】
【数２７】
0005791806.tif 000028
【００８９】
Ａ．  Ｌｅｍｐｅｌら著、Ａ  ｃｌａｓｓ  ｏｆ  ｂａｌａｎｃｅｄ  ｂｉｎａｒｙ  ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ  ｗｉｔｈ  ｏｐｔｉｍａｌ  ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ（最適な自己相関特性を有するバランスの良い二進系列の種類），  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，  ２３：  ３８−４２，  １９７７に示されているように、ＳＬＣＥ系列の最大自己相関サイドピークは次式で制限されるので、非常に良好である。
【００９０】
【数２８】
0005791806.tif 000029
【００９１】
長さｎ＝４０９２の１つのＳＬＣＥ系列の偶自己相関関数を図２に示す。この図の自己相関サイドローブは０あるいは４の値だけを取ることから、式（８）を検証することができる。しかし、ＳＬＣＥ系列間の相互相関性能は一般に良くない。すなわち、ある１つのＳＬＣＥ系列と別のＳＬＣＥ系列の相互相関は、この２つのＳＬＣＥ系列間のすべての位相オフセットに対してゼロに近似しない（あるいは少なくとも接近しない）。
【００９２】
本明細書で説明されるような偶数長の新しい符号ファミリーは次世代の方法に基づいて構成することができる。このファミリーのｉ番目のＰＲＮ系列は次式で与えられる。
【００９３】
【数２９】
0005791806.tif 000030
【００９４】
ここで、
・ｕＳＬＣＥは生成ＳＬＣＥ系列に関し、
・
【数３０】
0005791806.tif 000031
【００９５】
は要素ごとの二進ＸＯＲ加算に関し、
・Ｔｉはｉ個のチップの巡回シフトを示す。
【００９６】
この生成アルゴリズムに基づいて、新しい符号ファミリーを形成するＮ／２個の系列の集合を構成することができる。すなわち、新しい符号ファミリーのすべての系列は長さＮの１つのＳＬＣＥ系列だけから形成される（さらに異なる初期ＳＬＣＥ系列を使用して異なる符号ファミリーを生成することができる）。
（新しい符号ファミリーの特性と性能）
ｎ番目のＰＲＮ系列のバランス特性ＢＡＬは各チップを加算することによって定義される。
【００９７】
【数３１】
0005791806.tif 000032
【００９８】
ＰＲＮ系列のバランスはランダム性についてのＧｏｌｏｍｂの仮定の１つに対応し、任意のＰＲＮ系列のランダム性を特徴づける性能指数であると考えることができる（また、バランスはＰＲＮ信号のあらゆる直流成分を排除する等の実用的な理由で有用な特性を持ちうる）。ＰＲＮのバランス値は一般に可能な限りゼロに近くないといけない。本明細書で説明する新しい符号ファミリーの各系列のバランス値は、ＰＲＮ符号長Ｎに関わらず、０，−２，あるいは４である。これは次式でｎ番目のＰＲＮ系列のバランスを計算することにより、生成ＳＬＣＥ系列の自己相関特性から、ただちに導かれる。
【００９９】
【数３２】
0005791806.tif 000033
【０１００】
これより、次式が得られる。
【０１０１】
【数３３】
0005791806.tif 000034
【０１０２】
これは理想的なバランス基準であるゼロにかなり一致している。さらに、生成された新しい符号ファミリーに属する系列のサブセットに対して、バランス基準がゼロである理想的な状態が厳密に実現される。
【０１０３】
上記のとおり、自己相関と相互相関特性は（衛星ナビゲーションシステムに適用されるような）ＰＲＮ系列についての一般に最も重要な評価基準を表す。いわゆるＷｅｌｃｈ  Ｌｏｗｅｒ  Ｂｏｕｎｄ（Ｗｅｌｃｈ  Ｂｏｕｎｄとも略される）は、ＰＲＮ符号のファミリーが実現できる最高の相関性能を評価するときに広く受け入れられている限界として一般に考えられている。Ｗｅｌｃｈ  Ｂｏｕｎｄは実現可能な最大の位相のずれた自己相関と相互相関の大きさの最小値を示す。実際、符号セットがＰＲＮ系列のいかなるセットに対してもＷｅｌｃｈ  Ｂｏｕｎｄより小さい最大相関量を実現することは不可能である。
【０１０４】
Ｗｅｌｃｈ  Ｂｏｕｎｄの数学的な概説と定義は、Ｌ．  Ｒ．  Ｗｅｌｃｈ．  Ｌｏｗｅｒ  ｂｏｕｎｄｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｍａｘｉｍｕｍ  ｃｒｏｓｓ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｉｇｎａｌｓ（信号の最大相互相関の下界）．  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，  ２０：３９７-３９９，  １９７４に記載されている。長さがそれぞれＮであるＫ個の系列の任意の集合に対するＷｅｌｃｈ  ｂｏｕｎｄは次式で計算される。
【０１０５】
【数３４】
0005791806.tif 000035
【０１０６】
Ｗｅｌｃｈ  ｂｏｕｎｄは次式のように単純化される。
【０１０７】
【数３５】
0005791806.tif 000036
【０１０８】
符号長Ｎは無限大に向かうものとする。
【０１０９】
ｋ次のゴールド符号のセットの自己相関と相互相関の最大サイドローブは次式で計算されるので、ゴールド符号はＷｅｌｃｈ  ｂｏｕｎｄに極限まで近づいている。
【０１１０】
【数３６】
0005791806.tif 000037
【０１１１】
これより、ｋが奇数であるか、偶数であるかによって最大相関量が異なるので、ゴールド符号を２種類に分けることができる。
【０１１２】
【数３７】
0005791806.tif 000038
【０１１３】
ここで、Ｎ＝２ｋ−１は符号長を表す。
ここで、ゴールド符号のこの限界を使用して相関性能に関して新しい符号ファミリーの強度を検証する（ただし、ｋが４の倍数、すなわちｍｏｄ（ｋ，  ４）＝０である場合、ゴールド符号は有効ではない。）したがって、上記のように式（９）で定義された新しい符号ファミリーを参照すると、任意の素数ｐに対して多くのφ（φ（ｐ））原始根要素が存在する。ここで、φ（・）はオイラーのトーシェント関数を表す。これらの原始根要素のいずれを使用しても新しい符号ファミリーを得ることができる。選択した原始根要素によって、得られるＰＲＮ符号ファミリーは２つの異なる種類に識別することができ、得られる最大相関量によって区別することができる。
【０１１４】
【数３８】
0005791806.tif 000039
【０１１５】
素数、すなわち符号長に関する１つの必要条件に従う任意の符号長に対して、種類１と種類２の両方の符号ファミリーを構成することができると理解される。両方の種類の最大相関を図３に示す。両方の種類とも最大相関は同一の一般的な曲線に従い、種類１の符号の最大相関（黒で示す）は種類２の符号の最大相関よりもやや大きい。
【０１１６】
表１は符号長と得られるファミリーのサイズと最大相関量に関して多数の知られているＰＲＮ符号ファミリーを示し、Ｊ．  Ｒｕｓｈａｎａｎ著のＴｈｅ  Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｏｖｅｒｌａｙ  Ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｌ１Ｃ  Ｓｉｇｎａｌ（Ｌ１Ｃ信号用の拡散符号とオーバーレイ符号），  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，  Ｖｏｌ．  ５４，  Ｎｏ．  １，  ｐｐ  ４３−５１，  ２００７から得た情報に基づいている。表１の最下の２行は上記の式（９）によって定義された新しいＰＲＮ符号ファミリーに関する。既存のＰＲＮ符号ファミリーとの比較から以下のことが示される。
・符号ファミリー＃７，１０，１１だけが符号長を偶数にできるが（新しい符号ファミリー＃１３，１４は別とする）、符号ファミリー＃７，１０，１１のすべてが新しい符号ファミリー＃１３，１４よりも全符号長について非常に厳しい制限を有する。
・新しい符号ファミリーの最大相関量は、おおむね符号ファミリー＃２，４，７，９，１１と同じ傾向（ｏｒｄｅｒ（２√Ｎ）に従う。
【０１１７】
表１の各セルは該当する特性の相対的な優位性が高いほど境界線が太くなっている。詳しくは境界線の太さは４段階になっている。最も太い境界線は非常に優秀な特性を示し、２番目に太いものは良好あるいは優秀な特性を示す。注目すべき点として、表１のすべての符号が少なくとも良好な最大相関特性を一般に有する（これが種々の符号が開発されている主な理由なので）。次に太い境界線は普通、または相応の特性を示し、最も細い境界線のセルはいくつかの深刻な欠点を有する。これらは符号長とファミリーサイズとの関係から極めて明白である。
（種々のＰＲＮ符号ファミリーの比較）
【０１１８】
【表１】
0005791806.tif 000040
【０１１９】
ここで、種々のＰＲＮ符号ファミリーの自己相関と相互相関の性能について考察する。図４はこのような性能を示すヒストグラムである。詳しくは、図４はそれぞれの長さがＮのＫ個の系列からなる符号ファミリー全体に起因するすべての相関量を示す。これより相互相関値の数（Ｋ２／２−Ｋ／２）／Ｎが導かれ、それらはすべて図４に示される。図４の青の＋は完全な符号ファミリーのうちの１対の２つのＰＲＮ系列の選択に基づいて１つの特定の相関関数で対応する相関量が現れる場合の相対度数の最大値と最小値を示す。最小値が図４で示されない場合、任意の相関関数に対して対応する相関量を生成しない少なくとも１つの符号対の組み合わせが存在する。黒丸は対応する相関量が得られる場合の平均値を示す。ここで平均値はＫ２／２−Ｋ／２個のすべての実現可能な符号対の組み合わせに対して求められる。赤い破線は種々の平均値の累積度数を示し、緑の垂直線は上記の式（１５）に従う適切な長さのゴールド符号に対する相関限界に関する。
【０１２０】
また、図４は種々の百分位数と対応する相関値（単位：ｄＢ）を示す。１００番目の百分位数は−２０．６９ｄＢの相関関数に対応する、すなわち、これはすべての相関に対して求めた最大値である。
【０１２１】
上記のように、新しい符号ファミリーは素数−１に等しい任意の符号長に対して構成することができる。このようにして直接ガリレオＥ１  ＯＳの符号長に必要な条件に直接に適合する符号のファミリーを構成することができる。特に、Ｅ１  ＯＳ用のガリレオで使用される符号は符号長として４０９２を必要とする。これは１．０２３Ｍｃｐｓのチップレートと２５０ｓｐｓのシンボルレートに直接的に起因することによる。図５Ａと５Ｂはそれぞれ４０９２チップの長さの新しい符号ファミリー（種類１）の自己相関と相互相関性能を示す。この性能は図５Ｃと５Ｄにそれぞれ示すようなガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列の自己相関と相互相関の性能に匹敵しうる（ガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列は１６進表記の一覧が『欧州ＧＮＳＳ（ガリレオ）の宇宙空間無償サービス信号インターフェース制御仕様書』（２０１０年２月）第１号、付録Ｃ（Ａｎｎｅｘ  Ｃ  ｏｆ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  ＧＮＳＳ  （Ｇａｌｉｌｅｏ）  Ｏｐｅｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎ  Ｓｐａｃｅ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ，  Ｉｓｓｕｅ  １，  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２０１０）にある）。図５Ａと５Ｂにそれぞれ示されるような新しい符号ファミリーの偶自己相関と偶相互相関の性能は、図５Ｃと５Ｄにそれぞれ示されるようなガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列の偶自己相関と偶相互相関の性能よりも、おおむね良好であることが分かる。例えば、新しい符号ファミリーの性能は図５Ａと５Ｂに示されるように最大相関のゴールド符号の限界の範囲内で大体、下降するが、Ｅ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列の場合は、このようなことはない。注目すべき点として、図４と５の結果は新しい符号ファミリーの特別な例として提供され、同様の結果を新しい符号ファミリーの構成が可能な他の符号長に対して得ることができる。
【０１２２】
図６は図５Ａと５Ｂのような長さが４０９２の同一の新しい符号ファミリーについて、可能な符号組合せそれぞれの最大対相関を示す。上記のとおり、新しい符号ファミリーの符号サイズはＮ／２＝２０４６であり、（Ｎ／２）２／２−Ｎ／４個の異なる可能な符号組合せに対応する。このような符号組合せそれぞれに対し、Ｎ個の可能なオフセットがある（符号の長さに対応する）。すなわち、図６は新しい符号ファミリーからの所定の対の符号の最大対相関を示すヒートマップである。特に、マップ内の位置は選択された符号の対に対応し（Ｘ軸上に１つ、Ｙ軸上に１つ）、その位置のマップの色はその対の最大相関を示す。
【０１２３】
図６による結果を表２で要約する。２０４６個の符号の異なる組み合わせすべての最大対相関関数の値は３つしかない。すなわち１２４、１２８、１３２である。従って、最大対相互相関関数の変動は符号ファミリー全体に渡って、かなり小さく（−３０．３７ｄＢから−２９．８３ｄＢまでしかない）、対の４分の３あまりで最大偶相互相関係数が−３０．１０ｄＢである。対照的に、ガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列では最大偶相互相関関数は−２４．４９ｄＢである。
（新しい符号ファミリーの最大偶相互相関量とその頻度）
【０１２４】
【表２】
0005791806.tif 000041
【０１２５】
また、新しい符号ファミリーがガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列よりも優れたその他の種々の長所を有することが分かる。例えば、１３７個のガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列しか提供されないが、新しい符号ファミリーは２０４６個のＰＲＮ符号を提供する。これは、更に詳細に以下で説明されるように衛星ナビゲーションシステムが（疑似衛星等の）局所要素によって補完される場合、特に重要であると考えられる。
【０１２６】
さらに、所望のガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列のすべてが受信器で１ビット毎に保存される。対照的に、新しい符号ファミリーは、保存されたＳＬＣＥ系列を１つ使用するだけで、そのファミリーの残りの符号のすべてとともに保存することができ、上記の式（９）によって（その場その場で）必要とされる限り、ただちに生成することができる。注目すべき点として、この式（９）はデジタル論理回路に非常に容易に実装することができ、所定の符号ファミリー内で並列に多数の（場合によってはすべての）異なる符号の生成を同時に行うこともできる。また、式（６），（７），（８）をデジタル論理回路に実装することによって、符号ファミリーの生成元である初期ＳＬＣＥ系列をその場その場で生成することができると考えられる。これにより、完全なＳＬＣＥ系列を何らかの形態のメモリ（例えば、ＲＯＭ）に保存するよりもコンパクトな実装ができると考えられる。
【０１２７】
上記の考察は従来の（偶）相関特性に基づいているが、奇相関特性も拡散符号にとって重要であることはすでに述べた。拡散符号で符号化されているナビゲーションデータ（あるいは他の情報信号）のビットが反転して奇相関が発生することによって、拡散符号の極性は該当する周期の端部で反転する（もはや符号は完全な周期性を持たない）。第１の種類の代数的ＰＲＮ系列（本明細書で説明する新しい符号ファミリーを含む）では、奇相関は通常、ＰＲＮ系列の容易に予測される数学的な特性の範囲を越えて減少するので、一般的に計算によって分析しなければならない。
【０１２８】
上記のとおり、新しい符号ファミリーは多数（Ｎ／２個）の要素を含む。これは、衛星ナビゲーションシステムで必要とされる非常に多くの符号を表し、例えば、図５Ａ〜５Ｄに関連して考察された４０９２個のチップの２０４６個の符号や１３７個のガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列に匹敵する。そこで、図７に特定の用途で使用するための新しい符号ファミリーのサブセットを選択するための本発明の一実施形態にしたがった方法のフローチャートを示す。なお、この選択は新しい符号ファミリーの奇相関特性に基づく。
【０１２９】
この方法は、まず新しい符号ファミリーのＮ／２個の符号すべての完全な奇相関特性を生成して行列ＣＦに保存する。ここで、ＣＦの各要素は特定の１対の符号に対応し（行列の要素の位置によって決定されるように）、要素の値はその１対の符号に対する最大（奇）相関を表す。さらに、新しい符号ファミリーの所望のサブセットの目標サイズ
【０１３０】
【数３９】
0005791806.tif 000042
【０１３１】
を設定する。そして、この手順をＭ回まで繰り返す。ここで、各繰り返しは良好な奇相関を有する符号のサブセットを選択する個々の操作を表す。
【０１３２】
各繰り返しで、初期状態ではＣＦと等しい行列
【０１３３】
【数４０】
0005791806.tif 000043
【０１３４】
を定義した後、１つまたは複数の行／列を
【０１３５】
【数４１】
0005791806.tif 000044
【０１３６】
から生成・削除する。これを行うことができる種々の方法がある。例えば、無作為に一度に１つの符号（すなわち行と対応する列）を削除する、ＣＦ内で現時点で最大の最大相関値を含む符号を一度に１つだけ削除する、無作為に一度に複数
（例えば、
【０１３７】
【数４２】
0005791806.tif 000045
【０１３８】
）の符号を削除する、または、大きい（あるいは最大の）最大相関値を含む複数の符号を一度に削除することによって行える。各場合で、目標サイズ
【０１３９】
【数４３】
0005791806.tif 000046
【０１４０】
の符号のサブセットを生成するとき、現在の繰り返しに対する最大相関が以前の繰り返しから得られた最大相関のどれよりも良い（低い）かどうかを判定する。もしそうなら、これは現時点での最良の符号サブセット（図７にＣＦ（ｏｄｄ）ｂｅｓｔで示す）になり、Ｍ回の繰り返しの後に、このサブセットは奇相関に関して得られた最良のサブセットを表す。
【０１４１】
当然のことだが、図７の処理はほんの一例であり、当業者には多くの変形例が可能であることが分かっている。例えば、ファミリー全体から符号を削除するのではなく、
【０１４２】
【数４４】
0005791806.tif 000047
【０１４３】
個の符号（すなわちファミリーの目標サイズ）のセットから最適化を始めてよく、その後、この符号ファミリー内の１つまたは複数の符号を置換して最大相互相関を減少させることを試みてもよい。この置換はランダムに行ってもよいし、比較的高い最大相互相関を有するサブセット内のそれらの符号を除去することに基づいてもよい。
【０１４４】
図８Ａは図６に類似した（同じ符号のセットに対する）ヒートマップであるが、最大の奇（偶ではなく）対相関を示す。注目すべき点として、図８Ａに示す最大奇相関値は図６に示す最大偶相関値よりも、（予想されるように）おおむね高くなっている。図８Ｂは図８に示す符号の１３７のサブセットに対する最大の奇対相関を表すヒートマップである（１３７個のガリレオＥ１  ＯＳ  ＰＲＮ系列の数に対応する）。このサブセットは図７の最適化手順に従って決定された。注目すべき点として、図８Ｂのヒートマップのスケールは図８Ａのヒートマップのスケールと比較して縮小されており、全体に完全な符号セットの最大奇相関と比較して、符号サブセットの最大奇相関について（この特別の例では）７ｄＢの縮小がある。
【０１４５】
図９は本発明の一実施形態にしたがった衛星に搭載される機器で使用する送信システム６０１のハイレベル系統図である。（当然であるが、類似の構造が疑似衛星あるいは衛星を模倣する他の装置にも使用することができる。）本明細書で説明されるように、送信システム６０１はＰＲＮ系列に基づいて拡散符号６１１を利用する。図９の実施形態では、拡散符号６１１は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）６１０に保存される。一実装では、記憶装置６１０は保存された符号系列６１１を循環する読み出しポインタを用いて循環バッファとして論理的観点から操作されてもよい。
【０１４６】
現在の記憶装置の形状は非常に小さい。したがって、メモリ６１０中に保存されたビットは宇宙線照射（特に宇宙環境において）やその他の考えられる障害に対して脆弱な可能性がある。したがって、一実施形態では、記憶装置６１０の出力は誤り訂正符号（ＥＣＣ）装置６１２を通過させて、符号６１１の精度を維持する。ＥＣＣ装置６１２はメモリ６１０から読み出された符号６１１中の誤りを検知することができ、ある状態に置いては自動的に誤りを訂正することもできる場合がある（符号と誤りの特性による）。当業者はデータ通信およびデータ保存の応用による、畳み込み符号化や巡回冗長符号（ＣＲＣ）等の使用のような、多くのＥＣＣメカニズムを知っている。メモリ６１０は符号６１１の全長を保存するのに十分なほどに長い。すなわち、符号６１１の長さが（例えば）４０９２チップならば、メモリ６１０は少なくとも４０９２ビットの容量を有して１ビット単位で符号全体を保存する（さらに任意の冗長化機能またはＥＣＣ機能のための記憶装置も追加される）。
【０１４７】
符号はＥＣＣチェック６１２を通過した後、チャンネル生成サブシステム６２０によりナビゲーションデータ６１７と組み合わされる。この組み合わせは一般に何らかの形態のＭｏｄｕｌｏ−２加算（排他的論理和）を使用して行なわれる。このようにして得られたチャンネルは変調装置６２５を通し、二相位相変調（ＢＰＳＫ）、二進オフセット搬送波（ＢＯＣ：  ｂｉｎａｒｙ  ｏｆｆｓｅｔ  ｃａｒｒｉｅｒ）変調、その他の任意の変調方式等の適切な変調メカニズムを用いて搬送波信号に重畳される。なお、衛星システムの中には、複数のチャンネルが単一の搬送波信号に変調されるものもある。次いで、搬送波信号は送信器６３０に送られ、地上へ送信される。
【０１４８】
理論上は、符号６１１は打ち上げ前にメモリ６１０にハードウェア的に組み込まれていてもよいが、記憶装置６１０が書き込み機能を持っていると（たとえば書き込み可能なＲＯＭ（ＰＲＯＭ）の様な形で導入されていると）、より柔軟性が増す。たとえば、ＥＣＣチェック６１２は保存されている符号６１１が仮に破損していることを発見したとすると、記憶装置６１０に対する書き込み機能により、元の正確な符号が記憶装置６１０に書き込まれる（この正確な符号はＥＣＣ装置６１２自体から得てもよいし、地上の制御システムによって提供される必要があってもよい）。メモリ６１０に保存された符号６１１を更新する必要性については他にも理由がある。たとえば、考えられるものとして、元の符号が他のいずれかのサービスあるいは衛星の干渉を受けた場合に、試験段階で性能向上を助けるために新たな符号を組み込むことがある。符号６１１を修正する商業上あるいはセキュリティ上の理由もあり、例えば前者として考えられるのはライセンス収入を上げること、後者としては適切に認証された者だけに位置確認信号へのアクセスを制限することである。
【０１４９】
拡散符号を記憶装置６１０に保存することは一般に（ゴールド符号に使用されるような）ＬＦＳＲを使用するよりもコンパクトではないけれども、衛星は（受信器と違って）１つの拡散符号６１１を保存するだけでよいことが注目される。さらに、メモリ装置６１０のコストは衛星の製造、発射、運用のコスト全体と比較して一般に極めて小さい。
【０１５０】
いくつかの実施形態では、記憶装置６１０をＲＯＭとして提供する代わりに、特別に構成されたデジタル論理部に符号を保存してよく、例えば、ＷＯ２００７／１０１４５４に説明されている。この種類の記憶装置は従来のＲＯＭにあるような通常のメモリセル構造を持たず、より詳しくは、保存される符号に特化した特注の組み合わせ論理部により構成される。これにより、更にコンパクトな記憶装置６１０を実現することができる（ただし、記憶装置内に保持された拡散符号６１１を更新すること難しくなる）。
【０１５１】
別の可能性としては、図９の記憶装置６１０（およびＥＣＣ部６１２）を、ゴールド符号のためにＬＦＳＲを使用することの類推で、符号を代数的に生成するデジタル論理を表す回路で置き換えることである。（対照的に、ＷＯ  ２００７／１０１４５４の記憶装置は特定の符号系列のデジタル論理を表現し、符号系列を生成するのに使用される基本となる数式（仮に存在するとした場合）に直接的に関係する。）そして、必要な場合に、この回路は符号系列を（再）生成することができる。
【０１５２】
図１０は本発明の一実施形態にしたがった受信器７０１のハイレベル系統図である。受信器７０１は単独の装置として設けてもよいし、より大きな装置、たとえば携帯電話、コンピュータ、自動車や他の乗り物、病院のベッド、航空機あるいは船舶、貨物用のコンテナ等に内蔵してもよい。運用に際し、受信器７０１は衛星６０１によって送信される信号のような衛星信号を受信するためのアンテナ７１５を含む。アンテナ７１５は復号器７２０に接続され、復号器７２０は新たに生成された復合信号をチャンネル捕捉／同期追跡部７２５に渡す。信号の初期捕捉の後に同期追跡部は遅延とドップラーを伴って入力される信号に追従し、同期追跡部自体を調整することができる。
【０１５３】
また、受信器７１０は新しい符号ファミリーに対する生成ＳＬＣＥ系列ｕＳＬＣＥに対応する符号パターン７１１を保存する記憶装置７１０を含む。図９の衛星システムでは、記憶装置７１０は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）として提供してもよいし、例えば、商業上あるいはセキュリティ上の理由による符号７１１の更新を可能にする書き換え可能な読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）等として実装される更新可能な容量を設けてもよい。なお、状況によっては、記憶装置７１０は受信器７０１に装着し、装置から脱着可能な着脱式保存媒体であってもよい。たとえば、記憶装置７１０はメモリ内蔵カード（携帯電話のＳＩＭカードと類似）またはフラッシュメモリ装置を含んでもよい。これによって、受信器７０１中の符号７１１は着脱式記憶装置の交換によって更新できてもよい。さらなる可能性としては、局所ＲＡＭへの保存およびそこからの利用のために、装置７１０はインターネットや携帯電話接続のような何らかの通信ネットワークを通して遠隔システム（たとえばサーバー）から符号７１１をダウンロードすることができてもよい。このダウンロードは商業上、セキュリティ上、あるいは法律上の理由により衛星ナビゲーションシステムの使用を制限するために、ユーザーの適切な認証を前提としてもよい。いくつかの実装では、衛星システム６０１との関連で先に述べたように、メモリ７１０からの出力をＥＣＣ装置（図１０には示されていない）に通し誤り検出および／または訂正を行ってもよい。
【０１５４】
そして、符号７１１は符号生成部７２５に供給され、符号生成部７２５は上記の式（９）によって生成符号７１１から適切なＰＲＮ符号系列を生成する。一実装では、ｕＳＬＣＥ７１１の保存は循環バッファとして実装される。式（９）のオフセットｉで定義されるような、新しい符号ファミリーで必要とする各符号を２つの読み出しポインタの使用によって生成する。この読み出しポインタの一方には、もう一方の読み出しポインタに対してチップｉ個分のオフセットがある。そして、２つの読み取りポインタそれぞれからの出力はＸＯＲゲートを使用して組み合わせられ、適切な符号を生成する。この方法で、チャンネル捕捉部７２５に適切な拡散符号を提供することによって、到来したチャンネルを復号された信号から捕捉できる。
【０１５５】
なお、チャンネル捕捉部は１つの符号、次にもう１つというように試行して連続的にチャンネル捕捉をしてよい。このようなチャンネル捕捉部は１つの受信チャンネルを有すると考えることができる。あるいは、チャンネル捕捉ユニットは復号された信号に対する複数の符号（すべての符合とすることも可能）の相関を同時に求めるために複数の受信チャンネルを持っていてもよい。（任意の時間に一部の衛星のみが視野に入っているという前提により、ほとんどの受信器は衛星ナビゲーションシステムの衛星群全体の衛星の合計数より少ない数の受信チャンネルしか持っていない。）符号生成部７１２は１つまたは複数の符号をチャンネル捕捉部に供給してチャンネル捕捉部の順次動作または並列動作を適切に（換言すれば、受信チャンネルの数にしたがって）支援する。
【０１５６】
受信チャネルの通常動作は入力される実中間周波数信号を複素ベースバンド信号に変換することである。次いで、ベースバンド信号を搬送波数値制御発振器（ＮＣＯ）の出力と混合し、信号からドップラー効果を除去する。次に、入力信号と局所拡散符号、すなわち、受信器内で保存あるいは生成され、符号生成部７１２から供給される符号との相関を求める。局所符号のタイミングは符号ＮＣＯによって制御される。この相関の結果は所定時間で積算され、ＤＳＰに渡される。ここで、弁別器およびループ・フィルターが関連するＮＣＯを用いて対応する搬送波ループ（周波数同期ループ（ＦＬＬ）、位相同期ループ（ＰＬＬ））や符号ループ（遅延同期ループ（ＤＬＬ））を閉じる。特定の拡散符号の存在を確認することによって、受信器が入力信号に同期すると、ナビゲーションデータにアクセスして受信器から現在、見える他の衛星を識別し、残りの信号の捕捉を速めることができる。これにより、受信器は適当な時間で位置信号を決定することができる。
【０１５７】
なお、メモリ７１０は生成符号を１つしか保存していないのでの、ＵＳ  ２００８／０２４６６５５で説明されているようなメモリ符号システムと比較して大幅にメモリを節約している。このようなメモリ符号システムでは、種々の衛星で使用されるすべての符号の完全なセットが受信器メモリに保存される。これは、例えばデータ信号チャンネルとパイロット信号チャンネルを提供する典型的な衛星ナビゲーションシステムでは、合計で約７０個の符号になるが、メモリ７１０ではメモリ符号システムを使用する場合、受信器メモリの容量の数パーセントしか必要としない。さらに、衛星送信システム６１０と同じように、ＷＯ２００７／１０１４５４で説明されるような組み合わせデジタル論理表記を使用してメモリ７１０をよりコンパクトにしてもよい。あるいは、記憶装置７１０をゴールド符号に対するＬＦＳＲの使用に類似した、符号系列ｕＳＬＣＥを代数的に生成するデジタル論理表記を提供する回路で置き換えてもよい。そして、必要な場合に、この回路は符号系列ｕＳＬＣＥを（再）生成することができる。
【０１５８】
本明細書に開示された新しい符号ファミリーについて、主に衛星ナビゲーションシステム（無線衛星ナビゲーションシステム）に関連させて説明した。上記の符号はパルス送信モードまたは連続送信モードで動作する疑似衛星とも呼ばれるようなシステムの局所要素でも使用することができる。これは空港等の局所位置確認システムであり、通常、衛星ナビゲーションシステムからの位置確認信号を補って追加位置情報を提供する。各疑似衛星はそれ自身のＰＲＮ系列を送信し、そのＰＲＮ系列は衛星ナビゲーションシステムで種々の衛星によって使用されるＰＲＮ系列のセットと同じ符号ファミリーからの別の符号としてよい。つまり、疑似衛星の使用により、適切な相関特性を有する所定の符号ファミリーに必要とされる可能性のある符号の数が増大する。さらに、本明細書に開示された符号ファミリーは、例えば、多くの地上での用途に使用されるような一般的なＣＤＭＡ通信にも適用できる。
【０１５９】
また、本明細書に開示された新しい符号ファミリーは主に１つの符号を含む信号に関連させて説明した。しかし、それらは階層構造の符号で使用してもよく、一次符号と二次符号を含む階層構造の符号の一次符号および／または二次符号等に使用される。さらに、上記の符号は複数の衛星ナビゲーションシステムから、例えば、ガリレオとＧＰＳの両方から信号を受信することが可能な受信器で使用してよい。
【０１６０】
最後に、種々の実施形態を述べてきたが、これらは単なる例示であり、このような実施形態に関しては種々の変形と改良は当業者にとって自明であり、特許請求の範囲に定義された本発明およびその均等の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
0005791806.tif 000069
【図６】
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【図７】
0005791806.tif 000071
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
0005791806.tif 000073
【図９】
0005791806.tif 000074
【図１０】
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