(57)【要約】【課題】周波数誤差の校正が容易で、しかも高精度の位置情報を得ることのできる通信機器を提案する。【解決手段】受信信号を受けてこの受信信号に含まれる周波数誤差を検出し周波数誤差補正出力を発生する周波数誤差検出回路と、周波数誤差補正出力に基づいて受信信号に含まれた周波数誤差を補正する主周波数誤差補正手段と、主周波数誤差補正手段により周波数誤差が補正された受信出力と擬似ランダムコードとの相関演算を行なう主相関演算手段と、主相関演算手段の出力に基づき前記電波源に対する位置情報を出力するデータ処理回路とを有する通信機器。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波源から擬似ランダムコードで変調された電波を受信し、前記電波源に対する位置情報を算出する測位系を備えた通信機器であって、前記測位系は、
前記電波を受信し受信信号を発生する電波受信回路と、
前記受信信号を受けてこの受信信号に含まれる周波数誤差を検出し周波数誤差補正出力を発生する周波数誤差検出回路と、
前記周波数誤差補正出力に基づいて前記受信信号に含まれた周波数誤差を補正する主周波数誤差補正手段と、
前記主周波数誤差補正手段により周波数誤差が補正された受信出力と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう主相関演算手段と、
この主相関演算手段の出力に基づき前記電波源に対する位置情報を出力するデータ処理回路とを有することを特徴とする通信機器。
【請求項２】
請求項１記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は副周波数誤差補正手段を有し、この副周波数誤差補正手段は、前記受信信号を受けてこの受信信号に含まれる周波数誤差を前記通信機器内で発生された周波数補正信号に基づいて補正し、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数誤差が補正された前記受信信号に基づいてさらに高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差を用いて前記周波数補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【請求項３】
請求項２記載の通信機器であって、前記通信機器内に設けられた周波数オフセット設定回路からの周波数オフセットに基づいて、前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項４】
請求項２記載の通信機器であって、前記データ処理回路で計算されたドップラー周波数に基づいて、前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項５】
請求項２記載の通信機器であって、さらに通信基地局との間で通信を行なう通信系を備え、前記通信系は参照周波数信号を発生し、前記参照周波数信号に基づいて前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項６】
請求項２記載の通信機器であって、さらに通信基地局との間で通信を行なう通信系を備え、前記通信系は参照周波数信号を発生し、前記通信系からの参照周波数信号と前記データ処理回路で計算されたドップラー周波数とに基づいて前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項７】
請求項２記載の通信機器であって、前記副周波数誤差補正手段は、前記受信信号の位相を前記周波数補正信号に基づき回転させて、周波数誤差を補正することを特徴とする通信機器。
【請求項８】
請求項２記載の通信機器であって、前記主周波数誤差補正手段は、前記周波数誤差補正出力に基づいて前記受信信号の位相を回転させて、周波数誤差を補正することを特徴とする通信機器。
【請求項９】
請求項８記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数補正された前記受信信号と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう副相関演算手段と、この副相関演算手段の相関出力について周波数解析を行なう周波数解析手段とを有し、この周波数解析手段の出力に基づいて前記高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差に前記周波数補正信号を加えて前記周波数補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【請求項１０】
請求項８記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数補正された前記受信信号と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう副相関演算手段と、この副相関演算手段の相関出力について周波数解析を行なう周波数解析手段と、この周波数解析手段の出力を受信時間に亘り累積加算する累積加算手段とを有し、この累積加算手段からの出力に基づいて前記高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差に前記周波数補正信号を加えて前記周波数補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電波源から擬似ランダムコードで変調された電波を受信し、前記電波源に対する位置情報を算出する測位系を備えた通信機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星を電波源として、衛星に対する位置情報を算出する衛星測位システム(Satellite  Positioning  System)が知られている。この衛星測位システムの受信機(ＳＰＳ受信機)の受信回路には、一般に水晶発振器が内蔵され、この水晶発振器の発振信号を用いて周波数変換を行ない、受信信号を得ている。【０００３】
この種の従来技術、例えば特開２００３−２７９６３９号公報では、ＳＰＳ受信機に温度センサを内蔵し、受信機内の温度を測定し、その結果をＳＰＳ受信機の製造時に水晶発振器の温度特性カーブに照会させることで水晶発振器周波数誤差の校正を行ない、水晶発振器の周波数誤差を補正している。【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７９６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来技術では、高精度な周波数誤差の補正を実現するには製造時に個々のＳＰＳ受信機に内蔵されている水晶発振器に校正を行なう必要があり、製造コストが増大する。また、製造する全てのＳＰＳ受信機に内蔵されている水晶発振器に校正を行ったとしても、水晶発振器の電源電圧変動特性、経年変化に伴う周波数誤差は補正できないため、高精度な測位の実現が困難である。【０００６】
この発明は、このような問題点を改善することのできる通信機器を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る通信機器は、電波源から擬似ランダムコードで変調された電波を受信し、電波源に対する位置情報を算出する測位系を備えた通信機器であって、測位系は、電波を受信し受信信号を発生する電波受信回路と、受信信号を受けてこの受信信号に含まれる周波数誤差を検出し周波数誤差補正出力を発生する周波数誤差検出回路と、周波数誤差補正出力に基づいて前記受信信号に含まれた周波数誤差を補正する主周波数誤差補正手段と、主周波数誤差補正手段により周波数誤差が補正された受信出力と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう主相関演算手段と、この主相関演算手段の出力に基づき前記電波源に対する位置情報を出力するデータ処理回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る通信機器では、周波数誤差検出回路が、電波受信回路からの受信信号を受けて、この受信信号に含まれた周波数誤差を検出し周波数誤差補正出力を発生するので、製造時に個々の受信回路の校正を行なう必要がなくなり、製造コストを低減できる。また、受信回路に用いる発振器の電源電圧変動特性、経年変化に伴う周波数誤差をも補正することができ、精度の高い位置情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１はこの発明による通信機器の実施の形態１を示すブロック回路図である。
【図２】図２は実施の形態１の周波数オフセット補正部と周波数オフセット設定回路の詳細を示すブロック回路図である。
【図３】図３は実施の形態１における周波数誤差検出回路の相関器の入出力波形図である。
【図４】図４は実施の形態１における周波数誤差検出回路のＤＦＴ計算部の処理波形図である。
【図５】図５は実施の形態１における周波数誤差検出回路のＤＦＴ計算結果累積加算と周波数誤差検知動作の説明図である。
【図６】図６はこの発明による通信機器の実施の形態２を示すブロック回路図である。
【図７】図７は実施の形態２の周波数オフセット補正部と周波数オフセット検出回路の詳細を示すブロック回路図である。
【図８】図８はこの発明による通信機器の実施の形態３を示すブロック回路図である。
【図９】図９は実施の形態３の周波数オフセット補正部と周波数オフセット検出回路の詳細を示すブロック回路図である。
【図１０】図１０はこの発明による通信機器の実施の形態４を示すブロック回路図である。
【図１１】図１１は実施の形態４の周波数オフセット補正部と周波数オフセット検出回路の詳細を示すブロック回路図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明による通信機器の実施の形態１を示すブロック回路図である。この実施の形態１の通信機器は、例えば携帯電話機であるが、この発明は携帯情報通信機など各種の通信機器にも同様に適用される。【００１１】
この実施の形態１の通信機器は、測位系１００と、通信系２００とを備えた携帯電話機である。測位系１００は、例えばＳＰＳを利用して、衛星に対する携帯電話機の位置情報を算出する機能を有する。通信系２００は、通信基地局との間で電話データの送受信を行なう機能を有する。測位系１００は、ＳＰＳ受信アンテナ１と、ＳＰＳ電波受信回路２と、ＳＰＳ受信信号処理部８と、データ処理回路２２を含み、また通信系２００は、無線通信用アンテナ２６と、データ送受信回路２７と、データ処理回路２２を含む。これらの測位系１００と通信系２００は、データ処理回路２２を共用している。【００１２】
まず、測位系１００について説明する。ＳＰＳ受信アンテナ１は、図示しないＳＰＳ衛星からの衛星電波を受信する。ＳＰＳ電波受信回路２は、高周波増幅部３と、周波数シンセサイザ部４と、水晶発振器５と、周波数変換部６と、Ａ／Ｄコンバータ部７とを有する。高周波増幅部３はＳＰＳ受信アンテナ１に接続され、ＳＰＳ受信アンテナ１で受信したＳＰＳ衛星からの高周波受信信号を増幅する。周波数シンセサイザ部４は、周波数誤差を含む水晶発振器５からの発振出力の参照周波数を逓倍し、周波数変換部６で増幅された受信電波を任意の中心周波数にダウンコンバートし、その結果得られるＳＰＳ衛星受信信号をＡ／Ｄコンバータ部７でサンプリングする。サンプリングされたＳＰＳ衛星受信信号はＡ／Ｄコンバータ部７の出力信号OUT1となり、ＳＰＳ受信信号処理部８への入力信号となる。なお、周波数シンセサイザ部４は、ＳＰＳ受信信号処理回路８にも、動作クロックを供給する。【００１３】
ＳＰＳ受信信号処理部８は、周波数誤差検出回路９と、距離測定回路１０と、擬似パターン部１１を有する。Ａ／Ｄコンバータ部７の出力信号OUT1は、周波数誤差検出回路９と距離測定回路１０への入力信号となる。周波数誤差検出回路９は、周波数オフセット補正部１２と、周波数オフセット設定回路１３と、相関器１４と、ＤＦＴ計算部１５と、累積加算部１６と、周波数誤差検出部１７と、加算器１８とを有する。【００１４】
周波数オフセット補正部１２は、この発明の副周波数補正手段を構成し、その出力OUT2は相関器１４に供給される。周波数オフセット設定回路１３は、周波数オフセット設定手段を構成し、周波数オフセット補正信号REFを周波数オフセット補正部１３と加算器１８に供給する。周波数オフセット補正信号REFは、この実施の形態１における周波数補正信号を形成する。相関器１４は副相関演算手段を構成し、その出力OUT3はＤＦＴ計算部１５に供給される。ＤＦＴ計算部１５は、周波数解析手段を構成し、その出力OUT4は累積加算部１５に供給される。累積加算部１６は累積加算手段を構成し、その出力OUT5は周波数誤差検出部１７に供給される。この周波数誤差検出部１７の出力は加算器１８に供給される。【００１５】
周波数誤差検出回路９へ入力されたＡ／Ｄコンバータ部７の出力信号OUT1に対して、周波数オフセット補正部１２において、周波数オフセット補正信号REFを用いて、周波数誤差の一次補正が行なわれる。この周波数誤差の一次補正は、概略補正、すなわち粗補正である。この周波数オフセット補正部１２は、前記出力信号OUT1の位相を前記周波数補正信号REFに基づき回転させて、周波数誤差を補正する。【００１６】
図２は周波数オフセット補正部１２と周波数オフセット設定回路１３の詳細を示すブロック回路図である。図２において、周波数オフセット補正部１２は、第１周波数オフセット補正部１２−１と、第２周波数オフセット補正部１２−２を有し、周波数オフセット設定回路１３は、２つの周波数オフセット設定部１３−１、１３−２を有する。周波数オフセット設定部１３−１は、第１周波数オフセット補正信号REF1を発生し、また周波数オフセット設定部１３−２は、第２周波数オフセット補正信号REF2を発生する。【００１７】
第１周波数オフセット補正部１２−１は、リサンプリング部Ｓ１と、５つの乗算器ＰＲ１〜ＰＲ５と、π／２移相器ＳＦＴ１と、２つの第１、第２加算器ＳＵＭ１、ＳＵＭ２と、サンプル補正部Ｓ２とを有する。リサンプリング部Ｓ１には、Ａ／Ｄコンバータ部７の出力OUT1が供給され、このリサンプリング部Ｓ１は第１サンプリング信号OUT1-1、および第２サンプリング信号OUT1-2を出力する。π／２移相器ＳＦＴ１は、第１周波数オフセット補正信号REF1の供給を受け、それをπ／２だけ移相した周波数オフセット補正信号REF1'を発生する。乗算器ＰＲ１には、第１サンプリング信号OUT1-1と、π／２移相器ＳＦＴ１からの周波数オフセット補正信号REF1'とが供給され、乗算器ＰＲ１は第１乗算出力OUT1-3を発生する。また乗算器ＰＲ４には、第１サンプリング信号OUT1-1と、周波数オフセット補正信号REF1が供給され、乗算器ＰＲ４は第４乗算出力OUT1-6を発生する。乗算器ＰＲ２には、第２サンプリング信号OUT1-2と、第１周波数オフセット補正信号REF1とが供給され、乗算器ＰＲ２は第２乗算出力OUT1-4を発生する。乗算器ＰＲ３には、第２サンプリング信号OUT1-2と、π／２移相器ＳＨＴ１からの周波数オフセット補正信号REF1'が供給され、またこの乗算器ＰＲ３の出力には、（−１）を乗算する乗算器ＰＲ５が接続され、この乗算器ＰＲ５は第３乗算出力OUT1-5を発生する。【００１８】
第１加算器ＳＵＭ１には、乗算器ＰＲ１の第１乗算出力OUT1-3と、乗算器ＰＲ２の第２乗算出力OUT1-4とが供給され、第１加算器ＳＵＭ１は第１加算出力OUT1-11を発生する。
第２加算器ＳＵＭ２には、乗算器ＰＲ５の第３乗算出力OUT1-5と、乗算器ＰＲ４の第４乗算出力OUT1-6とが供給され、第２加算器ＳＵＭ２は第２加算出力OUT1-12を発生する。サンプル補正部Ｓ２には、第１、第２加算器ＳＵＭ１、ＳＵＭ２の第１、第２加算出力OUT1-11、OUT1-12が供給され、サンプル補正部Ｓ２は出力OUT2を発生する。【００１９】
第２周波数オフセット補正部１２−２は、５つの乗算器ＰＲ６〜ＰＲ１０と、π／２移相器ＳＦＴ２と、２つの第３、第４加算器ＳＵＭ３、ＳＵＭ４と、サンプル補正部Ｓ３とを有する。π／２移相器ＳＦＴ２は、第２周波数オフセット補正信号REF2の供給を受け、それをπ／２だけ移相した周波数オフセット補正信号REF2'を発生する。乗算器ＰＲ６には、第１サンプリング信号OUT1-1と、π／２移相器ＳＦＴ２からの周波数オフセット補正信号REF2'とが供給され、乗算器ＰＲ６は第５乗算出力OUT1-7を発生する。また乗算器ＰＲ９には、第１サンプリング信号OUT1-1と、周波数オフセット補正信号REF2とが供給され、乗算器ＰＲ９は第８乗算出力OUT1-10を発生する。乗算器ＰＲ７には、第２サンプリング信号OUT1-2と、第２周波数オフセット補正信号REF2とが供給され、乗算器ＰＲ７は第６乗算出力OUT1-8を発生する。また乗算器ＰＲ８には、第２サンプリング信号OUT1-2と、π／２移相器ＳＨＴ２からの周波数オフセット補正信号REF2'とが供給され、またその出力には、（−１）を乗算する乗算器ＰＲ１０が接続され、この乗算器ＰＲ１０は第７乗算出力OUT1-9を発生する。【００２０】
第３加算器ＳＵＭ３には、乗算器ＰＲ６の第５乗算出力OUT1-７と、乗算器ＰＲ７の第６乗算出力OUT1-８とが供給され、第３加算器ＳＵＭ３は第３加算出力OUT1-13を発生する。第４加算器ＳＵＭ４には、乗算器ＰＲ１０の第７乗算出力OUT1-9と、乗算器ＰＲ９の第８乗算出力OUT1-10とが供給され、第４加算器ＳＵＭ２は第４加算出力OUT1-14を発生する。サンプル補正部Ｓ３には、第３、第４加算器ＳＵＭ３、ＳＵＭ４の第３、第４加算出力OUT1-13、OUT1-14が供給され、サンプル補正部Ｓ３は出力OUT2'を発生する。【００２１】
さて、周波数オフセット補正部１２の動作を説明する。Ａ／Ｄコンバータ部７の出力信号OUT1は、次の（式１）で表わされるものとする。
OUT1=  A・D・pn・sin[2π(f_IF+f_dop+f_er)t+φ]  （式１）
この（式１）で、Aは信号振幅電圧値、DはＳＰＳ衛星受信信号に含まれる航法データビット、すなわち衛星軌道情報等をあらわすデータビットのビット値(±1)、pnは航法データビットを符号化するためＢＰＳＫ(Bit  Phase  Shift  Keying)変調を行なうための擬似ランダム(Pseudo  Random  Noise)コードであり、衛星毎に固有の識別コードである。このpnは、具体的にはＣＡコードと呼ばれるコードである。【００２２】
（式１）では、これらの積A・D・pnに対して、さらに、ＩＦ(Intermediate  Frequency)波であるsin[2π(f_IF+f_dop+f_er)t+φ]がＰＳＫ(Phase  Shift  Keying)変調波として乗じられている。このsin[2π(f_IF+f_dop+f_er)t+φ]では、ＩＦ波の中心周波数  f_IFに対して、ドップラー周波数f_dop、および水晶発振器周波数誤差  f_erが加算され、また初期位相φを持つ正弦波とされる。【００２３】
Ａ／Ｄコンバータ部７の出力信号OUT1は、リサンプリング部Ｓ１において、中心周波数f_IFに関して同相となる振幅値のみがサンプリングされ、リサンプリング部Ｓ１は、第１サンプリング信号OUT1-1と第２サンプリング信号OUT1-2を出力する。これらの第１サンプリング信号OUT1-1、および第２サンプリング信号OUT1-2は、互いに直交する関係にあり、次の（式２）（式３）で表わされる。
OUT1-1=  A・D・pn・sin[2π(f_dop+f_er)t+φ]  （式２）
OUT1-2=  A・D・pn・cos[2π(f_dop+f_er)t+φ]  (式３)【００２４】
周波数オフセット補正部１２は、リサンプリング部Ｓ１から出力された第１サンプリング信号OUT1-1、および第２サンプリング信号OUT1-2と、周波数オフセット設定回路１３内の周波数オフセット設定部１３−１、１３−２で発生される第１、第２周波数オフセット補正信号:REF1、REF2とを用いて周波数誤差の一次補正を行なう。ここで、第１周波数オフセット補正信号REF1をcos(2π・f_offset_1・t)、第２周波数オフセット信号REF2をcos(2π・f_offset_2・t)とする。f_offset_1は周波数オフセット設定部１３−１で設定した周波数オフセット値、f_offset_2は周波数オフセット設定部１３−２で設定した周波数オフセット値である。【００２５】
図２では周波数オフセット設定回路１３に、一例として2つの周波数オフセット設定部１３−１、１３−２を設けているが、これらの周波数オフセット設定部の数は任意に変えても良い。例えば、±１０ＫＨｚ区間を１ＫＨｚ刻みで設定する場合は２１個の周波数オフセット設定部を設置すれば良い。以下、周波数オフセット設定部１３−１での周波数オフセット値が、f_offset_1=  f_dopとなる場合について述べる。【００２６】
第１周波数オフセット補正部１２−１における乗算器ＰＲ１〜ＰＲ５で、第１サンプリング信号OUT1-1、第２サンプリング信号OUT2-2、周波数オフセット補正信号REF1を用いて、次の（式４）〜（式７）で表わされる第１、第２、第３および第４乗算出力OUT1-3、OUT1-4、OUT1-5およびOUT1-6を得る。
OUT1-3=  A・D・pn・sin[2π(f_dop+f_er)t+φ]・sin(2π・f_dop・t)    （式４）
OUT1-4=  A・D・pn・cos[2π(f_dop+f_er)t+φ]・cos(2π・f_dop・t)    （式５）
OUT1-5=  -A・D・pn・cos[2π(f_dop+f_er)t+φ]・sin(2π・f_dop・t)    （式６）
OUT1-6=  A・D・pn・sin[2π(f_dop+f_er)t+φ]・cos(2π・f_dop・t)    （式７）【００２７】
次に、第１周波数オフセット補正部１２−１内の第１、第２加算器ＳＵＭ１、ＳＵＭ２で、第１、第２、第３および第４乗算出力OUT1-3、OUT1-4、OUT1-5、OUT1-6から、次の（式８）（式９）で表わされる第１、第２加算出力OUT1-11およびOUT1-12が得られ、ドップラー周波数f_dopがキャンセルされる。
OUT1-11=  A・D・pn・sin[2π(f_dop+f_er)t+φ]・sin(2π・f_dop・t)
+  A・D・pn・cos[2π(f_dop+f_er)t+φ]・cos(2π・f_dop・t)
=  A・D・pn・[sin[2π(f_dop+f_er)t+φ]・sin(2π・f_dop・t)
+  cos[2π(f_dop+f_er)t+φ]・cos(2π・f_dop・t)]
=  A・D・pn・cos(2π・f_er・t+φ)  （式８）
OUT1-12=  -A・D・pn・cos[2π(f_dop+f_er)t+φ]・sin(2π・f_dop・t)
+  A・D・pn・sin[2π(f_dop+f_er)t+φ]・cos(2π・f_dop・t)
=  A・D・pn・[-cos[2π(f_dop+f_er)t+φ]・sin(2π・f_dop・t)
+  sin[2π(f_dop+f_er)t+φ]・cos(2π・f_dop・t)]
=  A・D・pn・sin(2π・f_er・t+φ)  （式９）【００２８】
これらの第１、第２加算出力OUT1-11、OUT1-12について、サンプル補正部Ｓ２により、それらのＰＲＮ符号  pnの符号長を周波数オフセット  f_dopに基づいて補正し、その結果をpn'とすると、図１における周波数オフセット補正部１２からの出力OUT2が得られ、この出力OUT2の同相(I)成分OUT2-Iおよびその直交(Q)成分OUT2-Qは、次の（式１０）（式１１）で表わされる。
OUT2-I=  A・D・pn'・cos(2π・f_er・t+φ)  （式１０）
OUT2-Q=  A・D・pn'・sin(2π・f_er・t+φ)  （式１１）【００２９】
なお、第２周波数オフセット補正部１２−２でも、第１周波数オフセット補正部１２−１と同様な演算が行なわれ、出力OUT2'が得られる。この出力OUT2'も、周波数誤差検出回路９において、出力OUT2と同様に、相関器１４、ＤＦＴ計算部１５、累積加算部１６、周波数誤差検出部１７で処理される。【００３０】
図１における副周波数誤差補正手段、すなわち周波数オフセット補正部１２の出力OUT2は、相関演算手段、すなわち相関器１４への入力となる。相関器１４では、出力OUT2と擬似パターン部１１で生成される衛星固有のＰＲＮ符号との畳み込み積分、あるいは畳み込み和で相関器出力が得られ、その相関器出力をOUT3とすると、その同相（Ｉ）成分OUT3-Iおよびその直交（Ｑ）成分OUT3-Qは、次の（式１２）（式１３）の通り表わされる。なお（式１２）（式１３）において、Rpnは受信信号と擬似パターンコードの相互相関関数である。
OUT3-I=  A・D・Rpn・cos(2π・f_er・t+φ)  =  ∫[A・D・pn'・cos(2π・f_er・t+φ)・pn]dt  （式１２）
OUT3-Q=  A・D・Rpn・sin(2π・f_er・t+φ)  =  ∫[A・D・pn'・sin(2π・f_er・t+φ)・pn]dt  （式１３）【００３１】
図３は相関器出力OUT3の波形例を示す。例として、同相(I)成分OUT3-Iのみを示す。OUT2-1は水晶発振器周波数誤差f_er  =  0の場合における周波数オフセット補正部１２の出力であり、OUT3-1はその場合における相関器１４の相関器出力である。また、OUT2-2は水晶発振器周波数誤差f_er≠  0の場合における周波数オフセット補正部１２の出力であり、OUT3-2はその場合における相関器１４の相関器出力である。直交(Q)成分OUT3-Qは、同相(I)成分OUT3-Iと位相が直交する波形になる。【００３２】
OUT2-1における水晶発振器周波数誤差f_er  =0の場合についてのＣ／Ａコード１〜６０フレームをFrame1〜60、およびOUT2-2における水晶発振器周波数誤差f_er≠0の場合についてのＣ／Ａコード１〜６０フレームをFrame0'〜60'とする。Ｃ／Ａコードのフレーム数が２０(Frame1〜20、21〜40、41〜60、およびFrame0'〜20'、21'〜40'、41'〜60')で航法データビットの1ビット長になる。OUT3-1において、水晶発振器周波数誤差f_er  =0の場合でＰＲＮコードの周期長と同じ繰り返しで相関器出力Cor0〜60が出力され、ＳＰＳ受信信号と擬似パターンの位相のズレに相当する箇所で鋭いピークが得られる。さらに、OUT3-2において、水晶発振器周波数誤差f_er≠0の場合で水晶発振器周波数誤差の影響により相関器出力波形Cor0'〜60'のピークに周期的な変動が見られる。【００３３】
図１における相関器出力OUT3は、周波数解析手段、すなわちＤＦＴ計算部１５への入力となる。ＤＦＴ計算部１５では、図4に示すように相関器出力Cor1'〜60'を並列に展開させ、20フレーム毎にＤＦＴ(Discrete  Fourier  Transformation)計算Ｄ１〜Ｄ３を行なう。各々のＤＦＴ計算によりＤＦＴ計算結果実数部OUT4-1、OUT4-3、OUT4-5、およびＤＦＴ計算結果虚数部OUT4-2、OUT4-4、OUT4-6が得られ、これらはそれぞれＤＦＴ方向drDFT1〜drDFT6、相関方向drCor1〜drCor60の二軸を持つ。【００３４】
例として、ＤＦＴ計算Ｄ１を例に挙げると、相関器出力Cor1'〜COR20'を並列に展開させると、Ｃ／Ａコードの相互相関関数に対して同相の成分に揃えられる。従って、ＤＦＴ計算結果は、水晶発振器周波数誤差f_erを含む成分に対してのみ計算が行われる。相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算は、次の（式１４）（式１５）に従って行なわれる。（式１４）は相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算結果実数部OUT4-Iを、（式１５）は相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算結果虚数部OUT4-Qを表わす。
OUT4-1=  Re  [∫A・D・cos(2π・f_er・t+φ)・exp(-j・2・π・f・t)dt]  （式１４）
OUT4-2:  Im  [∫A・D・cos(2π・f_er・t+φ)・exp(-j・2・π・f・t)dt]  （式１５）
ただし、Re[※]  は※の実数部、Im[※]  は※の虚数部を抽出する演算子を、∫[※]dtは積分計算を示す。【００３５】
ＤＦＴ計算結果OUT4は、図１における累積加算手段、すなわち累積加算部１６への入力となる。図５は、累積加算部１６における累積加算動作と周波数誤差検出部１７における周波数誤差検出動作を示す。この図５の動作には、加算器ＳＵＭ５〜ＳＵＭ８と、絶対値処理部ＡＢ１〜ＡＢ３が含まれる。【００３６】
加算器ＳＵＭ５でＤＦＴ計算結果実数部OUT4-1とＤＦＴ計算結果OUT4-2とを合成することにより、ＤＦＴ計算合成結果OUT4-7を得る。また、加算器ＳＵＭ６でＤＦＴ計算結果実数部OUT4-3とＤＦＴ計算結果OUT4-4とを合成することにより、ＤＦＴ計算合成結果OUT4-8を得る。さらに、加算器ＳＵＭ７でＤＦＴ計算結果実数部OUT4-5とＤＦＴ計算結果OUT4-6とを合成することにより、ＤＦＴ計算合成結果OUT4-9を得る。【００３７】
ＤＦＴ計算合成結果OUT4-7〜OUT4-9は、絶対値処理部ＡＢ１〜ＡＢ３で絶対値を与え、航法データビットによる出力の正負方向を揃え、加算器ＳＵＭ８でこれら絶対値処理されたＤＦＴ計算合成結果を加算し、ＤＦＴ計算絶対値加算結果OUT5が得られる。ＤＦＴ計算絶対値加算結果OUT5におけるＤＦＴ方向drDFT10において、ピーク出力が得られているΔFREQが水晶発振器周波数誤差検出結果となり、ΔFREQ=f_erとなる。この水晶発振器周波数誤差検出結果ΔFREQが、周波数誤差検出部１７から出力される。加算器ＳＵＭ８における絶対値加算処理により、ＤＦＴ計算結果OUT4-1〜4-6の出力強度を高めることが可能となり、弱電界環境下であっても高感度かつ高精度な水晶発振器周波数誤差の検知が可能となる。【００３８】
図１において、距離測定回路１０は、周波数誤差補正部１９と、相関器２０と、事後処理部２１を含む。周波数誤差補正部１９は、この発明における主周波数誤差補正手段を構成する。周波数誤差検出回路９において、周波数誤差検出部１７からの水晶発振器周波数誤差検出結果ΔFREQ=f_erは、この結果が得られた周波数オフセット設定回路１３からの周波数オフセット値f_dopと加算器１８で合成される。この加算器１８の加算出力は、主周波数誤差補正手段、すなわち周波数誤差補正部19への入力値となる。この周波数誤差補正部１９は、加算器１８の加算出力により、周波数オフセット補正部１２と同様に、Ａ／Ｄコンバータ部７の出力信号OUT1の位相を回転させ、この出力信号OUT1に対する高精度の周波数誤差補正を行ない、周波数誤差補正部出力OUT6を発生する。【００３９】
加算器１８からの加算出力、すなわち水晶発振器周波数誤差検出結果ΔFREQと周波数オフセット設定回路１３からの周波数オフセット値f_dopとの加算出力は、周波数オフセット値に較べ、さらに高精度の周波数誤差となっており、主周波数誤差補正手段、すなわち周波数誤差補正部１９では、高精度の周波数誤差補正が行なわれる。この周波数誤差補正部出力OUT6は相関器２０への入力となり、事後処理部２１でＳＰＳ衛星とＳＰＳ受信機との間の擬似距離データを求め、データ処理回路２２で測位計算が行なわれる。【００４０】
図１において、データ処理回路２２は、中央処理部２４と、それに接続された操作部２３および表示部２５を有する。距離測定回路１０の事後処理部２１からの擬似距離データは、中央処理部２４に供給され、中央処理部２４はこの擬似距離データに基づいて、衛星に対する位置情報を算出し、それを例えば表示部２５に表示する。【００４１】
実施の形態１の副周波数誤差補正手段、すなわち周波数オフセット補正部１２では、例えば水晶発振器周波数誤差ΔFREQ=f_erが±5kHz、ドップラー周波数f_dopが±5kHzの間の数値であるとし、合計±10kHzの周波数誤差を500Hz刻み(相関器出力でピーク出力が得られるための許容周波数誤差)で周波数の一次補正を行なう場合、水晶発振器周波数誤差f_erとドップラー周波数f_dopの合成された周波数誤差を検出するために１衛星あたり周波数オフセット補正部１２には、４１個の並列の第１〜第４１周波数オフセット補正部が必要となる。【００４２】
実施の形態１の通信系２００におけるデータ送受信回路２７は、通信ＲＦ部２８と、通信信号処理部２９を含む。通信ＲＦ部２８は、無線通信用アンテナ２６に接続される。通信信号処理回路２９は、通信ＲＦ部２８に接続され、またデータ処理回路２２の中央処理部２４に接続される。この通信系２００は、図示しない通信基地局との間で、電話情報などの通信データのやり取りを行なう。中央処理部２４は、この通信データのやり取りを制御する。表示部２５は、通信データの表示にも利用される。【００４３】
以上のように実施の形態１の通信機器では、周波数誤差検出回路９が、電波受信回路２からの受信信号を受けて、この受信信号に含まれた周波数誤差を検出し周波数誤差補正出力ΔFREQを発生し、この周波数誤差補正出力に基づいて主周波数補正手段１９が受信信号に含まれた周波数誤差を補正し、主相関演算手段２０がこの周波数誤差を補正した受信出力と擬似ランダムコードとの相関演算を行ない、データ処理回路２２が衛星に対する位置情報を算出するので、製造時に個々の受信回路の校正を行なう必要がなくなり、製造コストを低減でき、併せて、受信回路に用いる発振器５の電源電圧変動特性、経年変化に伴う周波数誤差をも補正することができ、精度の高い位置情報を得ることができる。【００４４】
また、累積加算手段１６を用い、周波数解析手段１５の出力OUT4を長い時間に亘り累積することにより、屋内のようなＳＰＳ衛星からの衛星電波が弱電界となる環境下でも、発振器５の周波数誤差を検出し、その周波数誤差補正出力ΔFREQを用いて受信出力の周波数誤差を補正することにより、安定した高精度の測位を実現することができる。【００４５】
実施の形態２．
図６は、この発明による通信機器の実施の形態２を示すブロック回路図である。この実施の形態２は、実施の形態１の周波数誤差検出回路９で使用された周波数オフセット設定回路１３に代わって周波数オフセット検出回路３０を用い、この周波数オフセット検出回路３０に、周波数シンセサイザ部４からの水晶発振器参照クロックTCXO-CLKと、通信系２００における通信ＲＦ部２８からの基準クロックBase-CLKとを供給するものである。その他は、実施の形態１と同じに構成される。【００４６】
実施の形態１では、図１の周波数オフセット設定回路１３で、複数通りの周波数オフセットを設定し、その周波数オフセットに従って、副周波数誤差補正部、すなわち周波数オフセット補正部１２でＡ／Ｄコンバータ部７からの受信信号に対する周波数の一次補正を行なうのに対し、この実施の形態２では、図６の周波数オフセット検出回路３０により、周波数シンセサイザ４からの水晶発振器参照クロックTCXO-CLKを、通信ＲＦ部２８からの基準クロックBase-CLKを用いてカウントし、高精度に周波数オフセットを検出する。この場合、高精度基準クロックBase-CLKには、無線通信用アンテナ２６で受信した電波に同期したクロックを使用するか、または通信ＲＦ部２８に高精度な発振器を搭載し、この発振器から生成されるクロックを使用する。【００４７】
図７は、実施の形態２における周波数オフセット補正部１２と、周波数オフセット検出部３０の詳細を示すブロック回路図である。図７の周波数オフセット補正部１２は、この発明の副周波数誤差補正手段を構成するが、実施の形態１と同じに構成される。実施の形態２の周波数オフセット検出回路３０は、図７に示すように、周波数カウンタ部３０−１と、周波数オフセット検出部３０−２と、周波数オフセット設定部３０−３を有する。【００４８】
周波数カウンタ部３０−１には、周波数シンセサイザ部４からの水晶発振器参照クロックTCXO-CLKＴと、通信ＲＦ部２８からの基準クロックBase-CLKとが供給される。この周波数カウンタ部３０−１は、水晶発振器参照クロックTCXO-CLKを基準クロックBase-CLKでカウントし、周波数カウント値f_Xtalを周波数オフセット検出部３０−２へ出力する。周波数オフセット検出部３０−２は、周波数カウント値f_Xtalの周波数誤差Δf_Xtalを検出して周波数オフセット設定部３０−３へ供給する。周波数オフセット設定部３０−３は、周波数誤差Δf_Xtalにバイアスを与え、周波数オフセット補正部１２への入力周波数オフセット補正値REF1、REF2とする。その後、第１、第２周波数オフセット補正部１２−１、１２−２の乗算器ＰＲ１〜ＰＲ１０で実施の形態１と同様な演算を行ない、Ａ／Ｄコンバータ部７の出力OUT1の周波数補正を行なう。この実施の形態２でも、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。【００４９】
実施の形態２の副周波数誤差補正手段、すなわち周波数オフセット補正部１２では、例えば水晶発振器周波数誤差f_erが±5kHz、ドップラー周波数f_dopが±5kHzの間の数値とした場合、水晶発振器周波数誤差f_erは、Δf_Xtalとして検出され、補正されているので、ドップラー周波数f_dopを500Hz刻み(相関器出力でピーク出力が得られるための許容周波数誤差)で一次補正を行えばよいので、１衛星あたり周波数オフセット補正部１２には２１個の並列の第１〜第２１周波数オフセット補正部が必要となる。この実施の形態２の周波数オフセット補正部１２は、実施の形態１に較べて、副周波数誤差補正手段、すなわち周波数オフセット補正部１２を簡単化できる。【００５０】
実施の形態３．
図８は、この発明による通信機器の実施の形態３を示すブロック回路図、図９は、この実施の形態３における周波数オフセット補正部１２と周波数オフセット検出回路３０の詳細を示すブロック回路図である。この実施の形態３では、データ処理回路２２の中央処理部２４からドップラー周波数f_dopが周波数オフセット検出回路３０に与えられる。周波数オフセット検出回路３０は、周波数オフセット設定部３０−３を有し、ドップラー周波数f_dopはこの周波数オフセット設定部３０−３に与えられる。この実施の形態３の周波数オフセット検出回路３０では、図７の周波数カウンタ部３０−１および周波数オフセット検出部３０−２は除去されている。その他は実施の形態１、２と同じに構成される。【００５１】
実施の形態２では、周波数オフセット検出部回路３０により、周波数シンセサイザ４からの水晶発振器参照クロックTCXO-CLKを、通信ＲＦ部２８からの基準クロックBase-CLKを用いてカウントし、高精度に周波数オフセットを検出したが、実施の形態３では、中央処理部２４で計算されたドップラー周波数f_dopを周波数オフセット設定部３０−３へ入力する。ドップラー周波数f_dopは、データ送受信回路２７の無線通信用アンテナ２６で受信した衛星情報、あるいはあるいは中央処理部２４に記憶されている衛星情報に基づき中央処理部２４で計算される。【００５２】
ドップラー周波数f_dopには、周波数オフセット設定部３０−３により、周波数オフセット値が加えられ、周波数オフセット補正部１２へ周波数オフセット信号REF1、REF2として入力され、周波数オフセット補正部１２−１、１２−２の乗算器ＰＲ１〜ＰＲ１０で実施の形態１と同様な演算を行ない、Ａ／Ｄコンバータ部７の出力OUT1の周波数補正を行なう。この実施の形態３でも、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。【００５３】
実施の形態３の副周波数誤差補正手段、すなわち周波数オフセット補正部１２では、例えば水晶発振器周波数誤差f_erが±5kHz、ドップラー周波数f_dopが±5kHzの間の数値とした場合、ドップラー周波数f_dopは検出され、補正されているので、水晶発振器周波数誤差f_erを500Hz刻み(相関器出力でピーク出力が得られるための許容周波数誤差)で一次補正を行えばよいので、１衛星あたり周波数オフセット補正部１２には２１個の並列の第１〜第２１周波数オフセット補正部が必要となる。したがって、実施の形態１に較べて、副周波数誤差補正手段、すなわち周波数オフセット補正部１２を簡単化できる。【００５４】
実施の形態４．
図１０は、この発明による通信機器の実施の形態４を示すブロック回路図であり、図１１は、この実施の形態４における周波数オフセット補正部１２と、周波数オフセット検出回路３０の詳細を示すブロック回路図である。この実施の形態４では、周波数オフセット検出回路３０は、周波数シンセサイザ４からの水晶発振器参照クロックTCXO-CLKと、通信ＲＦ部２８からの基準クロックBase-CLKと、中央処理部２４からのドップラー周波数f_dopを用いて、周波数オフセットを検出する。【００５５】
この実施の形態４では、実施の形態２と同様に、周波数カウンタ部３０−１と、周波数オフセット検出部３０−２と、周波数オフセット設定部３０−３とを有する周波数オフセット検出回路３０が用いられる。周波数カウンタ部３０−１には、実施の形態２と同様に、周波数シンセサイザ部４からの水晶発振器参照クロックTCXO-CLKと、通信ＲＦ部２８からの基準クロックBase-CLKが供給され、周波数カウンタ部３０−１は周波数カウント値f_Xtalを周波数オフセット検出部３０−２へ供給する。周波数オフセット検出部３０−２は、実施の形態２と同様に、周波数カウント値f_Xtalの周波数誤差Δf_Xtalを検出し、周波数オフセット設定部３０−３で周波数オフセット値が加えられる。また、周波数オフセット設定部３０−３には、実施の形態３と同様に、中央処理部２４からのドップラー周波数f_dopが供給される。その他は実施の形態１と同じに構成される。この実施の形態４でも、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。【００５６】
この実施の形態４の副周波数誤差補正手段、すなわち周波数オフセット補正部１２では、例えば水晶発振器周波数誤差f_erが±5kHz、ドップラー周波数f_dopが±5kHzの間の数値とした場合、水晶発振器周波数誤差f_er、ドップラー周波数f_dopは共に検出され、補正されているので、１衛星あたり周波数オフセット補正部１２は単一構成でよい。したがって、副周波数誤差補正手段、すなわち周波数オフセット補正部１２をさらに簡単化できる。【００５７】
なお、実施の形態１〜４は衛星からの衛星電波を用いて衛星に対する位置情報を出力するものであるが、衛星以外にも、同様な識別コードを含む電波を発信する通信基地局、例えば符号分割多元接続方式の通信基地局を電波源として利用し、この電波源に対する位置情報を出力することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
この発明は、携帯電話機、携帯情報通信機など各種通信機器に応用できる。
【図１】
2006137364.tif 000002
【図２】
2006137364.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月20日(2007.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波源から擬似ランダムコードで変調された電波を受信し、前記電波源に対する位置情報を算出する測位系を備えた通信機器であって、前記測位系は、
前記電波を受信し受信信号を発生する電波受信回路と、
前記受信信号を受けてこの受信信号に含まれる周波数誤差を検出し周波数誤差補正出力を発生する周波数誤差検出回路と、
前記周波数誤差補正出力に基づいて前記受信信号に含まれた周波数誤差を補正する主周波数誤差補正手段と、
前記主周波数誤差補正手段により周波数誤差が補正された受信出力と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう主相関演算手段と、
この主相関演算手段の出力に基づき前記電波源に対する位置情報を出力するデータ処理回路とを有することを特徴とする通信機器。
【請求項２】
請求項１記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は副周波数誤差補正手段を有し、この副周波数誤差補正手段は、前記受信信号を受けてこの受信信号に含まれる周波数誤差を前記通信機器内で発生された周波数補正信号に基づいて補正し、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数誤差が補正された補正手段出力に基づいてさらに高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差を用いて前記周波数誤差補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【請求項３】
請求項２記載の通信機器であって、前記通信機器内に設けられた周波数オフセット設定回路からの周波数オフセットに基づいて、前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項４】
請求項２記載の通信機器であって、前記データ処理回路で計算されたドップラー周波数に基づいて、前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項５】
請求項２記載の通信機器であって、さらに通信基地局との間で通信を行なう通信系を備え、前記通信系は参照周波数信号を発生し、前記参照周波数信号に基づいて前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項６】
請求項２記載の通信機器であって、さらに通信基地局との間で通信を行なう通信系を備え、前記通信系は参照周波数信号を発生し、前記通信系からの参照周波数信号と前記データ処理回路で計算されたドップラー周波数とに基づいて前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項７】
請求項２記載の通信機器であって、前記副周波数誤差補正手段は、前記受信信号の位相を前記周波数補正信号に基づき回転させて、周波数誤差を補正することを特徴とする通信機器。
【請求項８】
請求項２記載の通信機器であって、前記主周波数誤差補正手段は、前記周波数誤差補正出力に基づいて前記受信信号の位相を回転させて、周波数誤差を補正することを特徴とする通信機器。
【請求項９】
請求項８記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数補正された前記補正手段出力と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう副相関演算手段と、この副相関演算手段の相関出力について周波数解析を行なう周波数解析手段とを有し、この周波数解析手段の出力に基づいて前記高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差に前記周波数補正信号を加えて前記周波数誤差補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【請求項１０】
請求項８記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数補正された前記補正手段出力と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう副相関演算手段と、この副相関演算手段の相関出力について周波数解析を行なう周波数解析手段と、この周波数解析手段の出力を受信時間に亘り累積加算する累積加算手段とを有し、この累積加算手段からの出力に基づいて前記高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差に前記周波数補正信号を加えて前記周波数誤差補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
まず、測位系１００について説明する。ＳＰＳ受信アンテナ１は、図示しないＳＰＳ衛星からの衛星電波を受信する。ＳＰＳ電波受信回路２は、高周波増幅部３と、周波数シンセサイザ部４と、水晶発振器５と、周波数変換部６と、Ａ／Ｄコンバータ部７とを有する。高周波増幅部３はＳＰＳ受信アンテナ１に接続され、ＳＰＳ受信アンテナ１で受信したＳＰＳ衛星からの高周波受信信号を増幅する。周波数シンセサイザ部４は、周波数誤差を含む水晶発振器５からの発振出力の参照周波数を逓倍し、周波数変換部６で増幅された受信電波を任意の中心周波数にダウンコンバートし、その結果得られるＳＰＳ衛星受信信号をＡ／Ｄコンバータ部７でサンプリングする。サンプリングされたＳＰＳ衛星受信信号はＡ／Ｄコンバータ部７の出力信号OUT1となり、ＳＰＳ受信信号処理部８への入力信号となる。なお、周波数シンセサイザ部４は、ＳＰＳ受信信号処理部８にも、動作クロックを供給する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
周波数オフセット補正部１２は、この発明の副周波数補正手段を構成し、その出力OUT2は相関器１４に供給される。周波数オフセット設定回路１３は、周波数オフセット設定手段を構成し、周波数オフセット補正信号REFを周波数オフセット補正部１２と加算器１８に供給する。周波数オフセット補正信号REFは、この実施の形態１における周波数補正信号を形成する。相関器１４は副相関演算手段を構成し、その出力OUT3はＤＦＴ計算部１５に供給される。ＤＦＴ計算部１５は、周波数解析手段を構成し、その出力OUT4は累積加算部１５に供給される。累積加算部１６は累積加算手段を構成し、その出力OUT5は周波数誤差検出部１７に供給される。この周波数誤差検出部１７の出力は加算器１８に供給される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第２周波数オフセット補正部１２−２は、５つの乗算器ＰＲ６〜ＰＲ１０と、π／２移相器ＳＦＴ２と、２つの第３、第４加算器ＳＵＭ３、ＳＵＭ４と、サンプル補正部Ｓ３とを有する。π／２移相器ＳＦＴ２は、第２周波数オフセット補正信号REF2の供給を受け、それをπ／２だけ移相した周波数オフセット補正信号REF2'を発生する。乗算器ＰＲ６には、第１サンプリング信号OUT1-1と、π／２移相器ＳＦＴ２からの周波数オフセット補正信号REF2'とが供給され、乗算器ＰＲ６は第５乗算出力OUT1-7を発生する。また乗算器ＰＲ９には、第１サンプリング信号OUT1-1と、周波数オフセット補正信号REF2とが供給され、乗算器ＰＲ９は第８乗算出力OUT1-10を発生する。乗算器ＰＲ７には、第２サンプリング信号OUT1-2と、第２周波数オフセット補正信号REF2とが供給され、乗算器ＰＲ７は第６乗算出力OUT1-8を発生する。また乗算器ＰＲ８には、第２サンプリング信号OUT1-2と、π／２移相器ＳＦＴ２からの周波数オフセット補正信号REF2'とが供給され、またその出力には、（−１）を乗算する乗算器ＰＲ１０が接続され、この乗算器ＰＲ１０は第７乗算出力OUT1-9を発生する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
例として、ＤＦＴ計算Ｄ１を例に挙げると、相関器出力Cor1'〜Cor20'を並列に展開させると、Ｃ／Ａコードの相互相関関数に対して同相の成分に揃えられる。従って、ＤＦＴ計算結果は、水晶発振器周波数誤差f_erを含む成分に対してのみ計算が行われる。相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算は、次の（式１４）（式１５）に従って行なわれる。（式１４）は相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算結果実数部OUT4-Iを、（式１５）は相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算結果虚数部OUT4-Qを表わす。
OUT4-1=  Re  [∫A・D・cos(2π・f_er・t+φ)・exp(-j・2・π・f・t)dt]  （式１４）
OUT4-2:  Im  [∫A・D・cos(2π・f_er・t+φ)・exp(-j・2・π・f・t)dt]  （式１５）
ただし、Re[※]  は※の実数部、Im[※]  は※の虚数部を抽出する演算子を、∫[※]dtは積分計算を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月21日(2007.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波源から擬似ランダムコードで変調された電波を受信し、前記電波源に対する位置情報を算出する測位系を備えた通信機器であって、前記測位系は、
前記電波を受信し受信信号を発生する電波受信回路と、
前記受信信号を受けてこの受信信号に含まれる周波数誤差を検出し周波数誤差補正出力を発生する周波数誤差検出回路と、
前記周波数誤差補正出力に基づいて前記受信信号に含まれた周波数誤差を補正する主周波数誤差補正手段と、
前記主周波数誤差補正手段により周波数誤差が補正された受信出力と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう主相関演算手段と、
この主相関演算手段の出力に基づき前記電波源に対する位置情報を出力するデータ処理回路とを有することを特徴とする通信機器。
【請求項２】
請求項１記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は副周波数誤差補正手段を有し、この副周波数誤差補正手段は、前記受信信号を受けてこの受信信号に含まれる周波数誤差を前記通信機器内で発生された周波数補正信号に基づいて補正し、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数誤差が補正された前記補正手段出力に基づいてさらに高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差を用いて前記周波数誤差補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【請求項３】
請求項２記載の通信機器であって、前記通信機器内に設けられた周波数オフセット設定回路からの周波数オフセットに基づいて、前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項４】
請求項２記載の通信機器であって、前記データ処理回路で計算されたドップラー周波数に基づいて、前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項５】
請求項２記載の通信機器であって、さらに通信基地局との間で通信を行なう通信系を備え、前記通信系は参照周波数信号を発生し、前記参照周波数信号に基づいて前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項６】
請求項２記載の通信機器であって、さらに通信基地局との間で通信を行なう通信系を備え、前記通信系は参照周波数信号を発生し、前記通信系からの参照周波数信号と前記データ処理回路で計算されたドップラー周波数とに基づいて前記周波数補正信号が作られることを特徴とする通信機器。
【請求項７】
請求項２記載の通信機器であって、前記副周波数誤差補正手段は、前記受信信号の位相を前記周波数補正信号に基づき回転させて、周波数誤差を補正することを特徴とする通信機器。
【請求項８】
請求項２記載の通信機器であって、前記主周波数誤差補正手段は、前記周波数誤差補正出力に基づいて前記受信信号の位相を回転させて、周波数誤差を補正することを特徴とする通信機器。
【請求項９】
請求項８記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数補正された前記補正手段出力と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう副相関演算手段と、この副相関演算手段の相関出力について周波数解析を行なう周波数解析手段とを有し、この周波数解析手段の出力に基づいて前記高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差に前記周波数補正信号を加えて前記周波数誤差補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【請求項１０】
請求項８記載の通信機器であって、前記周波数誤差検出回路は、前記副周波数誤差補正手段で周波数補正された前記補正手段出力と前記擬似ランダムコードとの相関演算を行なう副相関演算手段と、この副相関演算手段の相関出力について周波数解析を行なう周波数解析手段と、この周波数解析手段の出力を受信時間に亘り累積加算する累積加算手段とを有し、この累積加算手段からの出力に基づいて前記高精度の周波数誤差を検出し、この高精度の周波数誤差に前記周波数補正信号を加えて前記周波数誤差補正出力を発生することを特徴とする通信機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
まず、測位系１００について説明する。ＳＰＳ受信アンテナ１は、図示しないＳＰＳ衛星からの衛星電波を受信する。ＳＰＳ電波受信回路２は、高周波増幅部３と、周波数シンセサイザ部４と、水晶発振器５と、周波数変換部６と、Ａ／Ｄコンバータ部７とを有する。高周波増幅部３はＳＰＳ受信アンテナ１に接続され、ＳＰＳ受信アンテナ１で受信したＳＰＳ衛星からの高周波受信信号を増幅する。周波数シンセサイザ部４は、周波数誤差を含む水晶発振器５からの発振出力の参照周波数を逓倍し、周波数変換部６で増幅された受信電波を任意の中心周波数にダウンコンバートし、その結果得られるＳＰＳ衛星受信信号をＡ／Ｄコンバータ部７でサンプリングする。サンプリングされたＳＰＳ衛星受信信号はＡ／Ｄコンバータ部７の出力信号OUT1となり、ＳＰＳ受信信号処理部８への入力信号となる。なお、周波数シンセサイザ部４は、ＳＰＳ受信信号処理部８にも、動作クロックを供給する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
周波数オフセット補正部１２は、この発明の副周波数補正手段を構成し、その出力OUT2は相関器１４に供給される。周波数オフセット設定回路１３は、周波数オフセット設定手段を構成し、周波数オフセット補正信号REFを周波数オフセット補正部１２と加算器１８に供給する。周波数オフセット補正信号REFは、この実施の形態１における周波数補正信号を形成する。相関器１４は副相関演算手段を構成し、その出力OUT3はＤＦＴ計算部１５に供給される。ＤＦＴ計算部１５は、周波数解析手段を構成し、その出力OUT4は累積加算部１５に供給される。累積加算部１６は累積加算手段を構成し、その出力OUT5は周波数誤差検出部１７に供給される。この周波数誤差検出部１７の出力は加算器１８に供給される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
第２周波数オフセット補正部１２−２は、５つの乗算器ＰＲ６〜ＰＲ１０と、π／２移相器ＳＦＴ２と、２つの第３、第４加算器ＳＵＭ３、ＳＵＭ４と、サンプル補正部Ｓ３とを有する。π／２移相器ＳＦＴ２は、第２周波数オフセット補正信号REF2の供給を受け、それをπ／２だけ移相した周波数オフセット補正信号REF2'を発生する。乗算器ＰＲ６には、第１サンプリング信号OUT1-1と、π／２移相器ＳＦＴ２からの周波数オフセット補正信号REF2'とが供給され、乗算器ＰＲ６は第５乗算出力OUT1-7を発生する。また乗算器ＰＲ９には、第１サンプリング信号OUT1-1と、周波数オフセット補正信号REF2とが供給され、乗算器ＰＲ９は第８乗算出力OUT1-10を発生する。乗算器ＰＲ７には、第２サンプリング信号OUT1-2と、第２周波数オフセット補正信号REF2とが供給され、乗算器ＰＲ７は第６乗算出力OUT1-8を発生する。また乗算器ＰＲ８には、第２サンプリング信号OUT1-2と、π／２移相器ＳＦＴ２からの周波数オフセット補正信号REF2'とが供給され、またその出力には、（−１）を乗算する乗算器ＰＲ１０が接続され、この乗算器ＰＲ１０は第７乗算出力OUT1-9を発生する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
例として、ＤＦＴ計算Ｄ１を例に挙げると、相関器出力Cor1'〜Cor20'を並列に展開させると、Ｃ／Ａコードの相互相関関数に対して同相の成分に揃えられる。従って、ＤＦＴ計算結果は、水晶発振器周波数誤差f_erを含む成分に対してのみ計算が行われる。相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算は、次の（式１４）（式１５）に従って行なわれる。（式１４）は相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算結果実数部OUT4-Iを、（式１５）は相関器出力OUT3-1のＤＦＴ計算結果虚数部OUT4-Qを表わす。
OUT4-1=Re [∫A・D・cos(2π・f_er・t+φ)・exp(-j・2・π・f・t)dt]  （式１４）
OUT4-2:Im [∫A・D・cos(2π・f_er・t+φ)・exp(-j・2・π・f・t)dt]  （式１５）
ただし、Re [※]は※の実数部、Im [※]は※の虚数部を抽出する演算子を、∫[※]dtは積分計算を示す。
【国際調査報告】
2006137364.tif 000013
2006137364.tif 000014
2006137364.tif 000015
2006137364.tif 000016
2006137364.tif 000017
2006137364.tif 000018
2006137364.tif 000019