JP2011078052A - Capture frequency-determining method and receiving apparatus - Google Patents
Capture frequency-determining method and receiving apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011078052A JP2011078052A JP2009230259A JP2009230259A JP2011078052A JP 2011078052 A JP2011078052 A JP 2011078052A JP 2009230259 A JP2009230259 A JP 2009230259A JP 2009230259 A JP2009230259 A JP 2009230259A JP 2011078052 A JP2011078052 A JP 2011078052A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- model function
- fitness
- calculation
- function
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
本発明は、捕捉周波数決定方法及び受信装置に関する。 The present invention relates to an acquisition frequency determination method and a reception apparatus.
測位用信号を利用した測位システムとしては、GPS(Global Positioning System)が広く知られており、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵されたGPS受信装置に利用されている。GPS受信装置は、複数のGPS衛星の位置や各GPS衛星から受信装置までの擬似距離等の情報に基づいて受信装置の位置を示す3次元の座標値と時計誤差とを求める位置算出処理を行う。 A GPS (Global Positioning System) is widely known as a positioning system using positioning signals, and is used in a GPS receiver built in a mobile phone or a car navigation device. The GPS receiver performs position calculation processing for obtaining a three-dimensional coordinate value indicating the position of the receiver and a clock error based on information such as the positions of a plurality of GPS satellites and pseudo distances from each GPS satellite to the receiver. .
GPS衛星信号は、スペクトル拡散変調方式として古くから知られるCDMA(Code Division Multiple Access)方式で拡散変調された通信信号の一種である。GPS衛星がGPS衛星信号を発信する際の周波数(搬送波周波数)は、1.57542[GHz]と予め規定されているが、GPS衛星や受信装置の移動により生ずるドップラーの影響等に起因して、GPS受信装置がGPS衛星信号を受信する際の周波数は、必ずしも搬送波周波数とは一致しない。そのため、GPS受信装置は、受信信号の中からGPS衛星信号を捕捉するための周波数サーチを行って、GPS衛星信号を捕捉するための捕捉周波数を決定する。 A GPS satellite signal is a type of communication signal that is spread-modulated by a CDMA (Code Division Multiple Access) method that has long been known as a spread spectrum modulation method. The frequency at which the GPS satellite transmits the GPS satellite signal (carrier frequency) is preliminarily defined as 1.57542 [GHz], but due to the influence of Doppler caused by the movement of the GPS satellite and the receiving device, The frequency at which the GPS receiver receives GPS satellite signals does not necessarily match the carrier frequency. Therefore, the GPS receiver performs a frequency search for capturing a GPS satellite signal from the received signals, and determines a capture frequency for capturing the GPS satellite signal.
捕捉周波数は、受信信号と、GPS衛星信号の拡散符号を模擬した拡散符号レプリカの信号との相関演算を、周波数を変化させながら行って(いわゆる周波数方向の相関演算)決定する手法が一般的に用いられる。例えば、特許文献1に開示されているように、各周波数について得られた相関演算結果に対して三角補間を用いて捕捉周波数を決定する手法などが用いられる。 The acquisition frequency is generally determined by performing a correlation operation between the received signal and a spread code replica signal simulating the spread code of the GPS satellite signal while changing the frequency (so-called frequency direction correlation calculation). Used. For example, as disclosed in Patent Document 1, a method of determining a capture frequency by using triangular interpolation with respect to a correlation calculation result obtained for each frequency is used.
特許文献1に開示されている技術は、周波数方向の相関演算結果が二等辺三角形の形状になると近似して、三角補間を用いて捕捉周波数を決定する技術である。そのため、より正確な捕捉周波数を求めるためには、二等辺三角形状の近似では十分でない場合がある。 The technique disclosed in Patent Document 1 is a technique for approximating the correlation calculation result in the frequency direction to be an isosceles triangle shape and determining the acquisition frequency using triangular interpolation. Therefore, an isosceles triangle approximation may not be sufficient to obtain a more accurate capture frequency.
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、捕捉周波数をより正確に求めるための新たな手法を提案することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to propose a new technique for more accurately obtaining the capture frequency.
以上の課題を解決するための第1の形態は、CDMA信号の拡散符号レプリカを用いて、前記CDMA信号を受信した受信信号の相関演算を行うことと、前記相関演算結果の理想曲線をsinc関数を用いてモデル化したモデル関数を周波数方向にずらし、前記相関演算結果に適合する適合周波数を判定することと、前記適合周波数に基づいて前記CDMA信号の捕捉周波数を決定することと、を含む捕捉周波数決定方法である。 A first form for solving the above problems is to perform correlation calculation of a received signal that has received the CDMA signal using a spread code replica of the CDMA signal, and to obtain an ideal curve of the correlation calculation result as a sinc function. Shifting the model function modeled by using a frequency direction, determining an adaptive frequency that matches the correlation calculation result, and determining an acquisition frequency of the CDMA signal based on the adaptive frequency This is a frequency determination method.
また、他の発明として、CDMA信号の拡散符号レプリカを用いて、前記CDMA信号を受信した受信信号の相関演算を行う相関演算部と、前記相関演算結果の理想曲線をsinc関数を用いてモデル化したモデル関数を周波数方向にずらし、前記相関演算結果に適合する適合周波数を判定する適合周波数判定部と、前記適合周波数に基づいて前記CDMA信号の捕捉周波数を決定する捕捉周波数決定部と、前記決定された捕捉周波数を用いて前記CDMA信号を捕捉する捕捉部と、を備えた受信装置を構成してもよい。 As another invention, a correlation calculation unit that performs correlation calculation of a received signal that has received the CDMA signal using a spread code replica of the CDMA signal, and an ideal curve of the correlation calculation result are modeled using a sinc function. The model function is shifted in the frequency direction, an adaptive frequency determination unit that determines an adaptive frequency that matches the correlation calculation result, an acquisition frequency determination unit that determines an acquisition frequency of the CDMA signal based on the adaptive frequency, and the determination A receiving apparatus including an acquisition unit that acquires the CDMA signal using the acquired acquisition frequency may be configured.
この第1の形態等によれば、CDMA信号の拡散符号レプリカを用いて、CDMA信号を受信した受信信号の相関演算を行う。そして、相関演算結果の理想曲線をsinc関数を用いてモデル化したモデル関数を周波数方向にずらし、相関演算結果に適合する適合周波数を判定する。そして、適合周波数に基づいてCDMA信号の捕捉周波数を決定する。 According to the first embodiment and the like, correlation calculation is performed on a received signal that has received a CDMA signal using a spreading code replica of the CDMA signal. Then, the model function obtained by modeling the ideal curve of the correlation calculation result using the sinc function is shifted in the frequency direction, and an appropriate frequency that matches the correlation calculation result is determined. Then, the acquisition frequency of the CDMA signal is determined based on the adaptive frequency.
CDMA方式で拡散変調された信号に対して、拡散符号レプリカを用いて周波数方向の相関演算を行った場合、その理想的な曲線は、sinc関数を用いて近似することが可能である。そのため、sinc関数を用いてモデル化したモデル関数を周波数方向にずらしながら、受信信号と拡散符号レプリカとの相関演算結果に適合する周波数を探索する手法により、CDMA信号の捕捉周波数をより正確に求めることが可能となる。 When a correlation calculation in the frequency direction is performed using a spread code replica on a signal modulated by CDMA, the ideal curve can be approximated using a sinc function. Therefore, the acquisition frequency of the CDMA signal is obtained more accurately by a method of searching for a frequency that matches the correlation calculation result between the received signal and the spread code replica while shifting the model function modeled using the sinc function in the frequency direction. It becomes possible.
また、第2の形態として、第1の形態の捕捉周波数決定方法であって、前記適合周波数を判定することは、所与の基準周波数と所与の周波数選択パターンとを用いて定めた複数の適合度判定用周波数それぞれにおける前記モデル関数の値と前記相関演算結果の値とを用いて、前記モデル関数と前記相関演算結果との適合度を算出する適合度算出処理を、前記モデル関数を周波数方向にずらして行うことで、最大の適合度となった周波数を前記適合周波数として判定することである、捕捉周波数決定方法を構成してもよい。 Further, as a second mode, the acquisition frequency determination method according to the first mode, wherein the matching frequency is determined by using a plurality of reference frequencies and a predetermined frequency selection pattern. A fitness calculation process for calculating a fitness between the model function and the correlation calculation result using the value of the model function and the value of the correlation calculation result at each of the fitness determination frequencies, and the model function as a frequency It is also possible to configure a capture frequency determination method in which the frequency having the maximum matching level is determined as the matching frequency by performing the shift in the direction.
この第2の形態によれば、所与の基準周波数と所与の周波数選択パターンとを用いて定めた複数の適合度判定用周波数それぞれにおけるモデル関数の値と、受信信号と拡散符号レプリカとの相関演算結果の値とを用いて、モデル関数と相関演算結果との適合度を算出する。この際、モデル関数を周波数方向にずらしながら適合度を算出し、最大の適合度となった周波数を適合周波数として判定する。適合度判定用周波数は基準周波数と周波数選択パターンとを用いて定められるため、適合周波数判定のための処理の効率化を図ることができる。 According to the second embodiment, the value of the model function at each of the plurality of fitness determination frequencies determined using the given reference frequency and the given frequency selection pattern, the received signal, and the spread code replica Using the value of the correlation calculation result, the fitness between the model function and the correlation calculation result is calculated. At this time, the fitness is calculated while shifting the model function in the frequency direction, and the frequency having the highest fitness is determined as the fitness frequency. Since the fitness determination frequency is determined using the reference frequency and the frequency selection pattern, it is possible to improve the efficiency of the process for determining the adaptation frequency.
また、第3の形態として、第2の形態の捕捉周波数決定方法であって、前記周波数選択パターンが、前記モデル関数の中心周波数を基準として前記モデル関数の特性を定義付ける周波数間隔のパターンである、捕捉周波数決定方法を構成してもよい。 Further, as a third form, the acquisition frequency determination method of the second form, wherein the frequency selection pattern is a pattern of frequency intervals that defines characteristics of the model function with reference to a center frequency of the model function. You may comprise the acquisition frequency determination method.
この第3の形態によれば、モデル関数の中心周波数を基準としてモデル関数の特性を定義付ける周波数間隔のパターンを周波数選択パターンとして定めておくことで、モデル関数の特性に見合った適合度判定用周波数が選択されるようになり、算出される適合度の信頼性が向上する。 According to the third embodiment, by determining a frequency interval pattern that defines the characteristics of the model function as a frequency selection pattern with the center frequency of the model function as a reference, a frequency for determining fitness according to the characteristics of the model function. Is selected, and the reliability of the calculated fitness is improved.
また、第4の形態として、第2又は第3の形態の捕捉周波数決定方法であって、前記適合度算出処理が、前記sinc関数による前記モデル関数の極大値付近の値変化に伴う前記適合度の算出誤差を抑制するための補償演算を行う処理を含むように、捕捉周波数決定方法を構成してもよい。 Further, as a fourth form, the acquisition frequency determination method according to the second or third form, wherein the goodness-of-fit calculation processing includes the goodness-of-fit according to a value change near the maximum value of the model function by the sinc function. The acquisition frequency determination method may be configured so as to include a process of performing a compensation calculation for suppressing the calculation error.
この第4の形態によれば、sinc関数によるモデル関数の極大値付近の値変化に伴う適合度の算出誤差を抑制するための補償演算を行う処理が適合度算出処理において行われる。これにより、算出誤差が抑制された適合度に基づいて適合周波数が判定されるようになり、求められる捕捉周波数の正確性が一層向上する。 According to the fourth aspect, the fitness calculation processing performs the compensation calculation processing for suppressing the fitness calculation error associated with the value change in the vicinity of the maximum value of the model function by the sinc function. As a result, the matching frequency is determined based on the matching degree in which the calculation error is suppressed, and the accuracy of the required acquisition frequency is further improved.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。以下では、GPS(Global Positioning System)衛星から発信されているGPS衛星信号を受信するGPS受信装置に本発明を適用した場合について説明する。尚、本発明を適用可能な実施形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Below, the case where this invention is applied to the GPS receiver which receives the GPS satellite signal transmitted from a GPS (Global Positioning System) satellite is demonstrated. Of course, embodiments to which the present invention is applicable are not limited to the embodiments described below.
1.原理
先ず、本実施形態における捕捉周波数決定の原理について説明する。
GPS衛星は、測位用衛星の一種であり、6つの地球周回軌道面それぞれに4機以上ずつ配置され、原則、地球上のどこからでも常時4機以上の衛星が幾何学的配置のもとで観測できるように運用されている。
1. Principle First, the principle of acquisition frequency determination in this embodiment will be described.
GPS satellites are a kind of positioning satellites, and four or more satellites are arranged on each of the six orbiting surfaces of the earth. In principle, four or more satellites are always observed from anywhere on the earth in a geometrical arrangement. It is operated as possible.
GPS衛星は、アルマナックやエフェメリス等の航法メッセージをGPS衛星信号に含めて発信している。GPS衛星信号は、衛星毎に異なる拡散符号の一種であるPRN(Pseudo Random Noise)コードによって、スペクトラム拡散方式として知られるCDMA(Code Division Multiple Access)方式によって変調された1.57542[GHz]の通信信号である。PRNコードは、コード長1023チップを1PNフレームとする繰返し周期1msの擬似ランダム雑音符号である。 GPS satellites transmit navigation messages such as almanac and ephemeris in GPS satellite signals. The GPS satellite signal is a 1.57542 [GHz] communication modulated by a CDMA (Code Division Multiple Access) system known as a spread spectrum system by a PRN (Pseudo Random Noise) code which is a kind of spreading code different for each satellite. Signal. The PRN code is a pseudo-random noise code having a repetition period of 1 ms with a code length of 1023 chips as one PN frame.
GPS受信装置は、受信信号に含まれるPRNコードとレプリカコードとの相関を、例えばFFT(Fast Fourier transform)演算を用いて算出し積算する相関演算処理を行って、受信信号の中からGPS衛星信号を捕捉する。レプリカコードとは、擬似的に発生させた捕捉しようとするGPS衛星信号に含まれるPRNコードを模擬した信号である。GPS受信装置は、この相関演算を、位相方向と周波数方向とのそれぞれについて行う。 The GPS receiver performs a correlation calculation process that calculates and integrates the correlation between the PRN code and the replica code included in the received signal using, for example, an FFT (Fast Fourier Transform) operation, and outputs a GPS satellite signal from the received signal. To capture. The replica code is a signal that simulates a PRN code included in a GPS satellite signal to be captured that is generated in a pseudo manner. The GPS receiver performs this correlation calculation for each of the phase direction and the frequency direction.
周波数方向の相関演算では、レプリカコードの発生信号の周波数と受信信号の周波数とが一致した場合に相関値が最大となる。より具体的には、レプリカコードの発生信号の周波数と、相関演算で求められた相関値との関係をグラフにプロットすると、ある周波数において相関値が最大となり、当該周波数から離れるにつれて相関値が減衰する特性が見られる。この相関値の周波数変化は、理想的には、正弦関数(sin関数)をその変数で割ることで得られる「sinc関数」を用いて近似可能であることが知られている。 In the correlation calculation in the frequency direction, the correlation value is maximized when the frequency of the generated signal of the replica code matches the frequency of the received signal. More specifically, when the relationship between the frequency of the generated signal of the replica code and the correlation value obtained by the correlation calculation is plotted on a graph, the correlation value becomes maximum at a certain frequency, and the correlation value decreases as the distance from the frequency increases. The characteristic to do is seen. It is known that the frequency change of the correlation value can be ideally approximated using a “sinc function” obtained by dividing a sine function (sine function) by the variable.
このような相関値の周波数変化の特性に基づいて、本願発明者は、相関値を「sinc関数」を用いてモデル化したモデル関数(以下、「相関値モデル関数」と称す。)を利用して、受信信号の中からGPS衛星信号を捕捉するための正確な捕捉周波数を決定する手法を考案した。尚、以下の説明における周波数は、高周波の受信信号(RF(Radio Frequency)信号)をダウンコンバージョンした後の中間周波数の帯域における周波数を意味するものとする。 The inventor of the present application uses a model function (hereinafter referred to as a “correlation value model function”) in which the correlation value is modeled using a “sinc function” based on the frequency change characteristics of the correlation value. Thus, a method for determining an accurate acquisition frequency for acquiring a GPS satellite signal from a received signal has been devised. Note that the frequency in the following description means a frequency in an intermediate frequency band after down-converting a high-frequency received signal (RF (Radio Frequency) signal).
最初に、捕捉周波数を決定する際の基準とする周波数(以下、「基準周波数」と称す。)「fs」を設定する。基準周波数「fs」は、例えばGPS受信装置の電源投入後の初回の位置算出では、GPS衛星信号の搬送波周波数である1.57542[GHz](正確には、搬送波周波数を中間周波数に変化した後の周波数)として設定することができる。また、既にGPS衛星信号を捕捉済みである場合は、その際に捕捉周波数として用いた周波数(最新の捕捉周波数)を基準周波数として設定することができる。 First, a frequency (hereinafter referred to as “reference frequency”) “fs” as a reference for determining the capture frequency is set. The reference frequency “fs” is 1.57542 [GHz], which is the carrier frequency of the GPS satellite signal (for example, after the carrier frequency is changed to the intermediate frequency in the initial position calculation after the GPS receiver is turned on). Frequency). If a GPS satellite signal has already been captured, the frequency (latest capture frequency) used as the capture frequency at that time can be set as the reference frequency.
次いで、設定した基準周波数「fs」と、予め定められた周波数選択パターンとを用いて、複数の適合度判定用の周波数(以下、「適合度判定用周波数」と称す。)でなる適合度判定用周波数組を決定する。適合度判定用周波数は、周波数方向の相関演算で求められた相関値の相関値モデル関数「M(f)」への適合度を判定するために用いる周波数である。相関値モデル関数「M(f)」は、相関値の周波数方向の変化をモデル化した関数である。 Next, using the set reference frequency “fs” and a predetermined frequency selection pattern, the fitness determination made up of a plurality of fitness determination frequencies (hereinafter referred to as “fitness determination frequencies”). Determine the frequency set. The adaptability determination frequency is a frequency used to determine the adaptability of the correlation value obtained by the correlation calculation in the frequency direction to the correlation value model function “M (f)”. The correlation value model function “M (f)” is a function that models a change in the frequency direction of the correlation value.
周波数選択パターンは、基準周波数「fs」を用いて適合度判定用周波数を選択するために予め定められたパターンである。周波数選択パターンは任意のパターンとして定めることができるが、基準周波数「fs」を中心とし、基準周波数「fs」の前後の周波数が選択されるようなパターンとすれば好適である。例えば、パターン中心周波数「fp」を中心として、「fp−b」、「fp−a」、「fp」、「fp+a」、「fp+b」の5つの周波数のパターンを周波数選択パターンとして定めておくことができる。 The frequency selection pattern is a pattern determined in advance to select the fitness determination frequency using the reference frequency “fs”. The frequency selection pattern can be determined as an arbitrary pattern, but it is preferable that the frequency selection pattern be selected so that frequencies around the reference frequency “fs” are selected before and after the reference frequency “fs”. For example, five frequency patterns “fp−b”, “fp−a”, “fp”, “fp + a”, and “fp + b” are determined as frequency selection patterns with the pattern center frequency “fp” as the center. Can do.
ここで、「a」及び「b」の値は、適合度判定用周波数の周波数間隔を決定付ける係数(以下、「周波数間隔係数」と称す。)である。周波数間隔係数「a」及び「b」は、相関値モデル関数「M(f)」の周波数方向の広がり(周波数方向の幅)に応じて適切な値を選択・設定する。より具体的には、パターン中心周波数「fp」を相関値モデル関数の中心周波数に一致させた場合に、周波数選択パターンとして定められた周波数(上述した5つの周波数)が、相関値モデル関数「M(f)」のメインローブ部分に含まれるような値を設定すれば好適である。 Here, the values of “a” and “b” are coefficients that determine the frequency interval of the fitness determination frequency (hereinafter referred to as “frequency interval coefficient”). For the frequency interval coefficients “a” and “b”, appropriate values are selected and set according to the spread in the frequency direction (width in the frequency direction) of the correlation value model function “M (f)”. More specifically, when the pattern center frequency “fp” is matched with the center frequency of the correlation value model function, the frequencies (the five frequencies described above) defined as the frequency selection pattern are correlated with the correlation value model function “M”. It is preferable to set a value included in the main lobe part of (f) ".
次いで、周波数選択パターンを基準周波数「fs」に適用して、適合度判定用周波数を選択する。具体的には、パターン周波数「fp」を基準周波数「fs」に置き換えて、周波数選択パターンに従って適合度判定用周波数を選択する。例えば、上述した5つの周波数でなる周波数選択パターンを適用した場合は、「fs−b」、「fs−a」、「fs」、「fs+a」、「fs+b」の5つの周波数を適合度判定用周波数「fi」として選択する。但し、添え字の「i」は、適合度判定用周波数の番号を示している。 Next, the frequency selection pattern is applied to the reference frequency “fs” to select the fitness determination frequency. Specifically, the pattern frequency “fp” is replaced with the reference frequency “fs”, and the fitness determination frequency is selected according to the frequency selection pattern. For example, when the above-described frequency selection pattern including the five frequencies is applied, the five frequencies “fs−b”, “fs−a”, “fs”, “fs + a”, and “fs + b” are used for determining the fitness. Select as frequency “f i ”. However, the suffix “i” indicates the frequency of the fitness determination frequency.
次いで、各適合度判定用周波数「fi」それぞれについて、受信信号とレプリカコードとの相関演算を行って相関値「pi」を算出する。また、各適合度判定用周波数「fi」それぞれについて、相関値モデル関数「M(f)」を周波数方向にずらしながら、各適合度判定用周波数「fi」を各相関値モデル関数「M(f)」に代入することで得られる関数値「M(fi)」を求める。具体的には、相関値モデル関数「M(f)」を所定のずらし幅で周波数方向にずらしながら、それぞれ得られる関数に適合度判定用周波数「fi」をそれぞれ代入して関数値「Mj(fi)」を求める。 Next, for each fitness determination frequency “f i ”, the correlation value “p i ” is calculated by performing a correlation operation between the received signal and the replica code. For each fitness determination frequency “f i ”, the correlation value model function “M (f)” is shifted in the frequency direction, and each fitness determination frequency “f i ” is changed to each correlation value model function “M”. A function value “M (f i )” obtained by substituting for “(f)” is obtained. Specifically, the correlation value model function “M (f)” is shifted in the frequency direction by a predetermined shift width, and the fitness value determination frequency “f i ” is assigned to each obtained function to obtain the function value “M j (f i ) ”.
ここで、相関値モデル関数を所定のずらし幅ずつずらすことで得られる各関数のことを「計算用モデル関数」と称し、「Mj(f)」で表す。但し、添え字の「j」は、計算用モデル関数の番号を示している。また、各計算用モデル関数「Mj(f)」の相関値モデル関数「M(f)」からの周波数のずらし量を「Δf」で表す。 Here, each function obtained by shifting the correlation value model function by a predetermined shift width is referred to as “calculation model function” and is represented by “M j (f)”. However, the subscript “j” indicates the number of the model function for calculation. Further, the amount of frequency shift from the correlation value model function “M (f)” of each calculation model function “M j (f)” is represented by “Δf”.
相関値モデル関数の周波数のずらし幅は適宜設定可能であるが、各適合度判定用周波数「fi」の周波数間隔よりも短い値を設定すると好適である。また、計算用モデル関数「Mj(f)」の個数も適宜設定可能であるが、周波数範囲をカバーすることができるだけの十分な数であることが望ましい。周波数のずらし幅が短く、計算用モデル関数の個数が多いほど、捕捉周波数をより正確に求めることが可能となる。 The frequency shift width of the correlation value model function can be set as appropriate, but it is preferable to set a value shorter than the frequency interval of each fitness determination frequency “f i ”. Further, the number of calculation model functions “M j (f)” can be set as appropriate, but it is desirable that the number is sufficient to cover the frequency range. As the frequency shift width is shorter and the number of calculation model functions is larger, the acquisition frequency can be obtained more accurately.
関数値「Mj(fi)」を算出したら、各計算用モデル関数「Mj(f)」それぞれについて、次式(1)に従って適合度「Sj」を算出する。
式(1)からわかるように、適合度「Sj」は、各適合度判定用周波数「fi」それぞれに対して、当該適合度判定用周波数における相関値「pi」と、当該適合度判定用周波数における関数値「Mj(fi)」との積を、全ての適合度判定用周波数「fi」について合算することで得られる。適合度が大きいほど、相関演算結果の相関値モデル関数への適合の度合いが高いことを意味する。 As can be seen from the equation (1), the fitness “S j ” includes the correlation value “p i ” at the fitness determination frequency and the fitness for each fitness determination frequency “f i ”. The product of the function value “M j (f i )” at the determination frequency is obtained by summing up all the fitness determination frequencies “f i ”. It means that the higher the matching degree, the higher the degree of matching of the correlation calculation result to the correlation value model function.
各計算用モデル関数「Mj(f)」について適合度「Sj」を算出したら、適合度「Sj」が最大となった計算用モデル関数を判定し、その計算用モデル関数の周波数ずらし量「Δf」を特定する。そして、特定した周波数ずらし量「Δf」を基準周波数「fs」から減算した周波数「fs−Δf」を適合周波数とし、適合周波数に基づいて捕捉周波数を決定する。本実施形態では、適合周波数そのものを捕捉周波数に決定する。 After calculating the "S j" goodness-of-fit for each calculation model function "M j (f)," goodness of fit "S j" is to determine the model function for computation that resulted in maximum, shifting the frequency of the calculation model function The quantity “Δf” is specified. Then, the frequency “fs−Δf” obtained by subtracting the specified frequency shift amount “Δf” from the reference frequency “fs” is set as the appropriate frequency, and the capture frequency is determined based on the appropriate frequency. In the present embodiment, the matching frequency itself is determined as the capture frequency.
図1を参照して、捕捉周波数決定の具体例について説明する。ここでは、相関値モデル関数を、sinc関数を用いて「M(f)=sinc(f−fs)」と定義した場合について図示・説明する。図1では、基準周波数「fs」を縦軸に一致させ、各周波数における相関値及び計算用モデル関数の関数値をプロットした結果を示している。また、相関値の周波数方向の変化を一点鎖線で示しており、計算用モデル関数を実線で示している。 A specific example of acquisition frequency determination will be described with reference to FIG. Here, the case where the correlation value model function is defined as “M (f) = sinc (f−fs)” using the sinc function will be illustrated and described. FIG. 1 shows the result of plotting the correlation value and the function value of the model function for calculation at each frequency with the reference frequency “fs” matched to the vertical axis. Further, the change in the frequency direction of the correlation value is indicated by a one-dot chain line, and the calculation model function is indicated by a solid line.
周波数選択パターンは、sinc関数のメインローブ部分に適合度判定用周波数それぞれが位置するようなパターンとして設定する。例えば、周波数間隔係数「a」及び「b」をそれぞれ「a=15[Hz]」,「b=50[Hz]」として、「fs−50[Hz]」、「fs−15[Hz]」、「fs[Hz]」、「fs+15[Hz]」、「fs+50[Hz]」の5つの周波数を適合度判定用周波数として選択する。 The frequency selection pattern is set as a pattern in which the fitness determination frequencies are located in the main lobe portion of the sinc function. For example, assuming that the frequency interval coefficients “a” and “b” are “a = 15 [Hz]” and “b = 50 [Hz]”, respectively, “fs−50 [Hz]” and “fs−15 [Hz]”. , “Fs [Hz]”, “fs + 15 [Hz]”, and “fs + 50 [Hz]” are selected as the frequencies for determining the fitness.
そして、これら5つの適合度判定用周波数それぞれについて、受信信号とレプリカコードの信号との相関演算を行うと、図1の黒丸で示すような5つの相関値が得られる。尚、ここでは相関値を「−1」〜「1」の範囲の値として図示・説明するが、相関値の絶対値を計算して「0」〜「1」の範囲の値としてもよい。 When the correlation calculation between the received signal and the replica code signal is performed for each of these five fitness determination frequencies, five correlation values as indicated by black circles in FIG. 1 are obtained. Although the correlation value is illustrated and described here as a value in the range of “−1” to “1”, the absolute value of the correlation value may be calculated to be a value in the range of “0” to “1”.
次いで、相関値モデル関数の周波数方向のずらし量を「Δf」として、例えば、「Δf=0」とした第0計算用モデル関数「M0(f)=sinc(f−fs)」と、「Δf=Δf1」とした第1計算用モデル関数「M1(f)=sinc(f−fs+Δf1)」と、「Δf=Δf2」とした第2計算用モデル関数「M2(f)=sinc(f−fs+Δf2)」との3種類の計算用モデル関数を設定する。分かり易くするために、ここでは計算用モデル関数の個数を3個として図示・説明する。 Next, assuming that the shift amount in the frequency direction of the correlation value model function is “Δf”, for example, the 0th calculation model function “M 0 (f) = sinc (f−fs)” with “Δf = 0”, “ Delta] f = Delta] f 1 "and the first calculation model function and" M 1 (f) = sinc ( f-fs + Δf 1) and "" Delta] f = second calculation model function was Delta] f 2 "," M 2 (f) = 3 (sinc (f−fs + Δf 2 )) ”is set. In order to facilitate understanding, the number of model functions for calculation is illustrated and described here as three.
そして、設定した各々の計算用モデル関数について、上述した5つの適合度判定用周波数を代入して関数値を求めると、第0計算用モデル関数については白丸で示した5つの関数値が得られ、第1計算用モデル関数については三角形で示した5つの関数値が得られ、第2計算用モデル関数については四角形で示した5つの関数値が得られる。 Then, for each set calculation model function, when the function values are obtained by substituting the above-described five fitness determination frequencies, five function values indicated by white circles are obtained for the 0th calculation model function. For the first calculation model function, five function values indicated by triangles are obtained, and for the second calculation model function, five function values indicated by rectangles are obtained.
そして、黒丸で示した相関値と、白丸、三角形及び四角形で示した関数値とを用いて、各々の計算用モデル関数「Mj(f)」について、次式(2)に従って適合度「Sj」を算出する。
この場合は、第1相関値モデル関数「M1(f)」について算出した適合度「S1」が最大となる。なぜなら、図1において、第0〜第2計算用モデル関数の3つの計算用モデル関数のうち、一点鎖線で示した相関値の周波数変化を最も適切に模擬・近似しているのは、第1計算用モデル関数「M1(f)」であるからである。従って、第1計算用モデル関数「M1(f)」の周波数ずらし量「Δf1」を基準周波数「fs」から減算した周波数「fs−Δf1」を適合周波数とし、この値を捕捉周波数に決定する。 In this case, the fitness “S 1 ” calculated for the first correlation value model function “M 1 (f)” is maximized. This is because, in FIG. 1, among the three calculation model functions of the 0th to second calculation model functions, the most appropriate simulation / approximation of the frequency change of the correlation value indicated by the alternate long and short dash line is the first This is because the calculation model function is “M 1 (f)”. Therefore, the frequency “fs−Δf 1 ” obtained by subtracting the frequency shift amount “Δf 1 ” of the first calculation model function “M 1 (f)” from the reference frequency “fs” is set as the adaptive frequency, and this value is set as the capture frequency. decide.
2.機能構成
図2は、携帯型電話機1の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機1は、GPSアンテナ9と、GPS受信部10と、ホストCPU(Central Processing Unit)30と、操作部40と、表示部50と、携帯電話用アンテナ60と、携帯電話用無線通信回路部70と、フラッシュROM(Read Only Memory)80と、RAM(Random Access Memory)90とを備えて構成される。
2. Functional Configuration FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the mobile phone 1. The mobile phone 1 includes a
GPSアンテナ9は、GPS衛星から発信されているGPS衛星信号を含むRF(Radio Frequency)信号を受信するアンテナであり、受信した信号をGPS受信部10に出力する。
The
GPS受信部10は、GPSアンテナ9から出力された信号に基づいて携帯型電話機1の位置を計測する位置算出回路であり、いわゆるGPS受信装置に相当する機能ブロックである。GPS受信部10は、RF(Radio Frequency)受信回路部11と、ベースバンド処理回路部20とを備えて構成される。尚、RF受信回路部11と、ベースバンド処理回路部20とは、それぞれ別のLSI(Large Scale Integration)として製造することも、1チップとして製造することも可能である。
The
RF受信回路部11は、RF信号の処理回路ブロックであり、所定の発振信号を分周或いは逓倍することで、RF信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、GPSアンテナ9から出力されたRF信号に乗算することで、RF信号を中間周波数の信号(以下、「IF(Intermediate Frequency)信号」と称す。)にダウンコンバートし、IF信号を増幅等した後、A/D変換器でデジタル信号に変換して、ベースバンド処理回路部20に出力する。
The RF
ベースバンド処理回路部20は、RF受信回路部11から出力されたIF信号に対して相関処理等を行ってGPS衛星信号を捕捉・抽出し、データを復号して航法メッセージや時刻情報等を取り出す回路部である。
The baseband
図3は、ベースバンド処理回路部20の回路構成の一例を示す図である。ベースバンド処理回路部20は、衛星捕捉部21と、CPU23と、ROM25と、RAM27とを備えて構成される。衛星捕捉部21は、RF受信回路部11から出力された受信信号(IF信号)からGPS衛星信号を捕捉する回路部であり、相関演算部211と、レプリカコード発生部213とを備えて構成されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the baseband
相関演算部211は、受信信号に含まれるPRNコードと、レプリカコード発生部213により発生されたレプリカコードとの相関を計算する相関演算処理を行って、GPS衛星信号を捕捉する。捕捉しようとするGPS衛星信号が間違いなければ、そのGPS衛星信号に含まれるPRNコードとレプリカコードとは一致し(捕捉成功)、間違っていれば一致しない(捕捉失敗)。そのため、算出された相関値のピークを判定することによってGPS衛星信号の捕捉が成功したか否かを判定でき、レプリカコードを次々に変更して、同じ受信信号との相関演算を行うことで、GPS衛星信号を捕捉することが可能となる。
The
ホストCPU30は、フラッシュROM80に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯型電話機1の各部を統括的に制御するプロセッサーである。ホストCPU30は、ベースバンド処理回路部20から入力した位置情報を表示部50に表示させたり、各種のアプリケーションに利用する。
The
操作部40は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、押下されたキーやボタンの信号をホストCPU30に出力する。この操作部40の操作により、通話要求やメール送受信要求、位置算出要求等の各種指示入力がなされる。
The
表示部50は、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成され、ホストCPU30から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部50には、位置表示画面や時刻情報等が表示される。
The
携帯電話用アンテナ60は、携帯型電話機1の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。
The
携帯電話用無線通信回路部70は、RF変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。
The cellular phone wireless
フラッシュROM80は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ホストCPU30が携帯型電話機1を制御するためのシステムプログラムや、位置算出機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。
The
RAM90は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストCPU30により実行されるシステムプログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
The
3.データ構成
図3に、ベースバンド処理回路部20のROM25に格納されたデータの一例を示す。ROM25には、CPU23により読み出され、ベースバンド処理(図5参照)として実行されるベースバンド処理プログラム251と、周波数選択パターン253とが記憶されている。また、ベースバンド処理プログラム251には、捕捉周波数決定処理(図6参照)として実行される捕捉周波数決定プログラム2511がサブルーチンとして含まれている。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
3. Data Configuration FIG. 3 shows an example of data stored in the
また、図3に、ベースバンド処理回路部20のRAM27に格納されるデータの一例を示す。RAM27には、適合度判定用周波数組271と、相関値データ273と、計算用モデル関数別データ275と、捕捉周波数277と、GPS算出位置279とが記憶される。
FIG. 3 shows an example of data stored in the
図4は、計算用モデル関数別データ275のデータ構成の一例を示す図である。計算用モデル関数別データ275は、複数の計算用モデル関数それぞれについての演算処理の結果が記憶されたデータである。具体的には、当該計算用モデル関数の番号2751と、当該計算用モデル関数の相関値モデル関数からの周波数ずらし量(Δf)2753と、各適合度判定用周波数を当該計算用モデル関数に代入することで得られる適合度判定用周波数別関数値2755と、当該計算用モデル関数を用いて算出された適合度2757とが記憶される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the calculation model function-
4.処理の流れ
図5は、ROM25に記憶されているベースバンド処理プログラム251がCPU23により読み出されて実行されることで、携帯型電話機1において実行されるベースバンド処理の流れを示すフローチャートである。特に説明しないが、以下のベースバンド処理の実行中は、GPSアンテナ9によるRF信号の受信や、RF受信回路部11によるRF信号のIF信号へのダウンコンバージョンが行われ、IF信号がベースバンド処理回路部20に随時出力される状態にあるものとする。
4). Processing Flow FIG. 5 is a flowchart showing the flow of baseband processing executed in the mobile phone 1 when the
先ず、CPU23は、捕捉対象衛星判定処理を行う(ステップA1)。具体的には、不図示の時計部で計時されている現在時刻において最新のGPS算出位置279の天空に位置するGPS衛星を、アルマナックやエフェメリス等の衛星軌道データを用いて判定して、捕捉対象衛星とする。
First, the
次いで、CPU23は、ステップA1で判定した各捕捉対象衛星について、ループAの処理を実行する(ステップA3〜A9)。ループAの処理では、CPU23は、ROM25に記憶されている捕捉周波数決定プログラム2511を読み出して実行することで、捕捉周波数決定処理を行う(ステップA5)。
Next, the
図6は、捕捉周波数決定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU23は、衛星捕捉部21が当該捕捉対象衛星を捕捉済みであるか否かを判定し(ステップB1)、捕捉済みであると判定した場合は(ステップB1;Yes)、RAM27に記憶されている最新の捕捉周波数277を基準周波数として設定する(ステップB3)。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of acquisition frequency determination processing.
First, the
また、ステップB1において当該捕捉対象衛星をまだ捕捉していないと判定した場合は(ステップB1;No)、CPU23は、GPS衛星信号の搬送波周波数、より具体的には、搬送波周波数を中間周波数に変換した後の周波数を基準周波数として設定する(ステップB4)。
If it is determined in step B1 that the capture target satellite has not been captured yet (step B1; No), the
その後、CPU23は、ROM25に記憶されている周波数選択パターン253を適用して、適合度判定用周波数組を決定する(ステップB5)。具体的には、例えば、ステップB3又はB4で設定した基準周波数を中心とする5つの周波数を周波数選択パターン253に従って選択して、適合度判定用周波数組を決定する。
Thereafter, the
その後、CPU23は、ステップB5で決定した適合度判定用周波数組に含まれる各適合度判定用周波数について、受信信号とレプリカコードとの相関演算を相関演算部211に実行させ、その相関値を相関値データ273としてRAM27に記憶させる(ステップB7)。
Thereafter, the
次いで、CPU23は、相関値モデル関数の個数及び周波数ずらし幅を決定して、複数の計算用モデル関数を設定する。そして、設定した各計算用モデル関数の番号2751と、周波数ずらし量「Δf」2753とを対応付けて、計算用モデル関数別データ275としてRAM27に記憶させる(ステップB9)。
Next, the
次いで、CPU23は、各計算用モデル関数それぞれについて、ループBの処理を実行する(ステップB11〜B17)。ループBの処理では、CPU23は、各適合度判定用周波数を当該計算用モデル関数に代入することで適合度判定用周波数別の関数値2755を算出し、当該計算用モデル関数の番号2751と対応付けて、RAM27の計算用モデル関数別データ275に記憶させる(ステップB13)。
Next, the
そして、CPU23は、相関値データ273に記憶されている各適合度判定用周波数における相関値と、計算用モデル関数別データ275に記憶されている適合度判定用周波数別関数値2755とを用いて、式(1)に従って適合度2757を算出する。そして、算出した適合度2757を、当該計算用モデル関数の番号2751と対応付けて、RAM27の計算用モデル関数別データ275に記憶させる(ステップB15)。そして、CPU23は、次の計算用モデル関数へと処理を移行する。
Then, the
全ての計算用モデル関数についてステップB13及びB15の処理を行った後、CPU23は、ループBの処理を終了する(ステップB17)。その後、CPU23は、適合度2757が最大となった計算用モデル関数を判定する(ステップB19)。
After performing the processing of steps B13 and B15 for all the calculation model functions, the
そして、CPU23は、ステップB19で判定した計算用モデル関数の相関値モデル関数からの周波数ずらし量「Δf」2753に基づいて適合周波数を判定する(ステップB21)。具体的には、現在設定されている捕捉周波数277から周波数ずらし量「Δf」2753を減算した周波数を、適合周波数として判定する。
Then, the
そして、CPU23は、ステップB21で判定した適合周波数を捕捉周波数277に決定し、RAM27に更新記憶させる(ステップB23)。そして、CPU23は、捕捉周波数決定処理を終了する。
Then, the
図5のベースバンド処理に戻って、捕捉周波数決定処理を行った後、CPU23は、衛星捕捉部21に、ステップB23で決定した捕捉周波数277で当該捕捉対象衛星からのGPS衛星信号の捕捉を試行させる(ステップA7)。そして、CPU23は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。
Returning to the baseband processing of FIG. 5, after performing the acquisition frequency determination process, the
全ての捕捉対象衛星についてステップA5及びA7の処理を行った後、CPU23は、ループAの処理を終了する(ステップA9)。その後、CPU23は、捕捉されたGPS衛星信号に含まれる航法メッセージに基づいて、捕捉衛星の衛星位置、衛星移動速度、衛星移動方向等の衛星情報を算出する(ステップA11)。
After performing the processing of steps A5 and A7 for all the capture target satellites, the
そして、CPU23は、ステップA11で算出した衛星情報に基づいて、例えば擬似距離を利用した位置算出計算を行って位置を算出するGPS位置算出処理を行い、算出した位置をGPS算出位置279としてRAM27に記憶させる(ステップA13)。尚、位置算出計算の詳細については従来公知であるため、詳細な説明を省略する。
Based on the satellite information calculated in step A11, the
次いで、CPU23は、GPS算出位置279をホストCPU30に出力する(ステップA15)。そして、CPU23は、位置算出を終了するか否かを判定し(ステップA17)、まだ終了しないと判定した場合は(ステップA17;No)、ステップA1に戻る。また、位置算出を終了すると判定した場合は(ステップA17;Yes)、ベースバンド処理を終了する。
Next, the
5.作用効果
本実施形態によれば、CDMA信号の一種であるGPS衛星信号と、GPS衛星信号のレプリカコードとを用いて、GPS衛星信号を受信した受信信号の相関演算を行う。そして、相関演算により得られる相関値の周波数方向の変化をsinc関数を用いてモデル化した相関値モデル関数を周波数方向にずらすことで複数の計算用モデル関数を設定する。そして、相関値と各計算用モデル関数との適合度を算出し、算出した適合度に基づいて、相関値に適合する適合周波数を判定する。そして、判定した適合周波数を、GPS衛星信号の捕捉周波数として決定する。
5). Effects According to the present embodiment, the correlation calculation of the received signal that received the GPS satellite signal is performed using a GPS satellite signal that is a kind of CDMA signal and a replica code of the GPS satellite signal. Then, a plurality of calculation model functions are set by shifting the correlation value model function obtained by modeling the change in the frequency direction of the correlation value obtained by the correlation calculation using the sinc function in the frequency direction. Then, a matching degree between the correlation value and each calculation model function is calculated, and a matching frequency matching the correlation value is determined based on the calculated matching degree. Then, the determined matching frequency is determined as the capture frequency of the GPS satellite signal.
CDMA方式で拡散変調されたGPS衛星信号に対して、レプリカコードを用いて周波数方向の相関演算を行った場合、その理想的な曲線は、sinc関数を用いて近似することが可能である。そのため、sinc関数を用いてモデル化した相関値モデル関数を周波数方向にずらしながら、受信信号と、GPS衛星信号のレプリカコードとの相関演算結果に適合する周波数を探索する手法により、GPS衛星信号の捕捉周波数をより正確に求めることが可能となる。 When a correlation calculation in the frequency direction is performed on a GPS satellite signal spread-modulated by the CDMA method using a replica code, an ideal curve can be approximated using a sinc function. For this reason, by shifting the correlation value model function modeled using the sinc function in the frequency direction and searching for a frequency that matches the correlation calculation result between the received signal and the replica code of the GPS satellite signal, The acquisition frequency can be obtained more accurately.
6.変形例
6−1.適用システム
上述した実施形態では、CDMA信号の一例としてGPS衛星信号を例に挙げ、GPS衛星信号を受信するGPS受信装置における捕捉周波数の決定方法について説明したが、GPS衛星信号以外の信号を受信する受信装置についても、本発明を同様に適用可能である。すなわち、CDMA方式で拡散変調された信号を受信する受信装置であって、拡散符号レプリカを用いた相関演算を行ってCDMA信号を捕捉するように構成された受信装置であればよい。
6). Modification 6-1. Application System In the above-described embodiment, a GPS satellite signal is taken as an example of a CDMA signal, and a method for determining a capture frequency in a GPS receiver that receives a GPS satellite signal has been described. However, a signal other than a GPS satellite signal is received. The present invention can be similarly applied to a receiving apparatus. In other words, any receiving apparatus that receives a signal that is spread-modulated by the CDMA method and that is configured to acquire a CDMA signal by performing a correlation operation using a spreading code replica may be used.
6−2.電子機器
また、上述した実施形態では、電子機器の一種である携帯型電話機に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な電子機器はこれに限られるわけではない。例えば、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置、パソコン、PDA(Personal Digital Assistants)、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。
6-2. In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a mobile phone that is a kind of electronic device has been described as an example. However, electronic devices to which the present invention can be applied are not limited thereto. Absent. For example, the present invention can be similarly applied to other electronic devices such as a car navigation device, a portable navigation device, a personal computer, a PDA (Personal Digital Assistants), and a wristwatch.
6−3.衛星位置算出システム
上述した実施形態では、衛星位置算出システムとしてGPSを例に挙げて説明したが、WAAS(Wide Area Augmentation System)、QZSS(Quasi Zenith Satellite System)、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO等の他の衛星位置算出システムであってもよい。
6-3. In the above-described embodiment, the GPS is described as an example of the satellite position calculation system, but WAAS (Wide Area Augmentation System), QZSS (Quasi Zenith Satellite System), GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System), GALILEO Other satellite position calculation systems may be used.
6−4.適合度の算出誤差の補償演算
上述した実施形態において相関値モデル関数として用いたsinc関数は、中心周波数から少し離れると関数値が極端に小さくなる特性を有している。すなわち、sinc関数は、極大値付近の関数値の変化が大きい関数である。そのため、sinc関数を用いて相関値の適合度を算出した場合、適合度が極大値の方向に引きずられる傾向があり、適合度に算出誤差が含まれやすいという問題がある。そこで、適合度の算出誤差を抑制するための補償演算を行うことにしてもよい。
6-4. Compensation calculation of suitability calculation error The sinc function used as the correlation value model function in the above-described embodiment has a characteristic that the function value becomes extremely small when slightly away from the center frequency. That is, the sinc function is a function having a large change in function value near the maximum value. For this reason, when the fitness value of the correlation value is calculated using the sinc function, the fitness value tends to be dragged in the direction of the maximum value, and there is a problem that a calculation error is easily included in the fitness value. Therefore, compensation calculation for suppressing the calculation error of the fitness may be performed.
具体的には、j番目の計算用モデル関数を「Mj(f)」として、適合度「Sj」を次式(3)に従って算出する。
例えば、相関値モデル関数「M(f)」を「M(f)=sinc(f−fs)」と定義した場合は、次式(4)に従って適合度「Sj」を算出することになる。
図7は、適合周波数を求めるシミュレーション実験を行った場合の実験結果の一例を示す図である。ここでは、周波数ずらし量「Δf」(各計算用モデル関数の相関値モデル関数からの周波数のずらし量)の真値を2.5[Hz](Δf=2.5[Hz])として、式(2)から算出される適合度を用いて適合周波数を求めた場合(以下、「補償演算なし」と称す。)と、式(4)から算出される適合度を用いて適合周波数を求めた場合(以下、「補償演算あり」と称す。)とを対比する実験を行った。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an experimental result when a simulation experiment for obtaining the adaptive frequency is performed. Here, the true value of the frequency shift amount “Δf” (the frequency shift amount from the correlation value model function of each calculation model function) is 2.5 [Hz] (Δf = 2.5 [Hz]), and the formula When the matching frequency is calculated using the matching degree calculated from (2) (hereinafter referred to as “no compensation calculation”), the matching frequency is calculated using the matching degree calculated from Equation (4). An experiment comparing the cases (hereinafter referred to as “compensation calculation”) was conducted.
図7において、横軸は周波数ずらし量「Δf」を示しており、縦軸は相関値及び適合度を示している。四角形は、各適合度判定用周波数における相関値を示している。また、三角形は、補償演算なしの場合の適合度を示しており、×印は、補償演算ありの場合の適合度を示している。 In FIG. 7, the horizontal axis indicates the frequency shift amount “Δf”, and the vertical axis indicates the correlation value and the fitness. Squares indicate the correlation values at the respective fitness determination frequencies. Further, the triangle indicates the fitness level when there is no compensation calculation, and the cross indicates the fitness level when there is a compensation calculation.
この実験結果を見ると、補償演算なしの場合は、Δf=0[Hz]の場合に適合度が最大となっている。この場合は、真値から外れたΔf=0[Hz]として適合周波数が算出されるため、正確な適合周波数が求められないことになる。一方、補償演算ありの場合は、Δf=2.5[Hz]において適合度が最大となっている。この場合は、真値であるΔf=2.5[Hz]として適合周波数が算出されるため、適合度の算出誤差が補償された正確な適合周波数が求められることになる。 From this experimental result, in the case of no compensation calculation, the degree of fitness is the maximum when Δf = 0 [Hz]. In this case, since the adaptive frequency is calculated as Δf = 0 [Hz] deviating from the true value, an accurate adaptive frequency cannot be obtained. On the other hand, in the case of compensation calculation, the fitness is the maximum at Δf = 2.5 [Hz]. In this case, since the matching frequency is calculated as Δf = 2.5 [Hz] which is a true value, an accurate matching frequency in which the calculation error of the matching degree is compensated is obtained.
6−5.捕捉周波数の決定
上述した実施形態では、適合度が最大となった周波数を判定して適合周波数とし、適合周波数そのものを捕捉周波数に決定するものとして説明したが、適合周波数の補正や修正を行って捕捉周波数に決定してもよい。例えば、過去に求めた適合周波数の履歴を記憶しておく。そして、適合周波数の過去の履歴に基づいて現在の適合周波数を推定し、推定した適合周波数と、適合度に基づいて判定した適合周波数との平均値を算出して、捕捉周波数に決定する。
6-5. Determination of acquisition frequency In the above-described embodiment, it has been described that the frequency with the highest degree of fitness is determined as the adaptive frequency and the adaptive frequency itself is determined as the acquisition frequency. However, the adaptive frequency itself is corrected or corrected. The acquisition frequency may be determined. For example, a history of matching frequencies obtained in the past is stored. Then, the current adaptive frequency is estimated based on the past frequency of the adaptive frequency, the average value of the estimated adaptive frequency and the adaptive frequency determined based on the fitness is calculated, and determined as the capture frequency.
6−6.相関値モデル関数
また、上述した実施形態では、相関値モデル関数として単純なsinc関数を例に挙げて説明したが、sinc関数を用いて相関値の周波数変化をモデル化した関数であればよく、相関値モデル関数は適宜設定変更可能である。例えば、sinc関数と他の関数とを組み合わせた関数としてもよい。
6-6. Correlation Value Model Function In the above-described embodiment, a simple sinc function is described as an example of the correlation value model function. However, any function that models the frequency change of the correlation value using the sinc function may be used. The correlation value model function can be appropriately changed. For example, a function combining a sinc function and another function may be used.
1 携帯型電話機、 10 GPS受信部、 11 RF受信回路部、 20 ベースバンド処理回路部、 21 衛星捕捉部、 23 CPU、 25 ROM、 27 RAM、 30 ホストCPU、 40 操作部、 50 表示部、 60 携帯電話用アンテナ、 70 携帯電話用無線通信回路部、 80 フラッシュROM、 90 RAM DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Portable telephone, 10 GPS receiving part, 11 RF receiving circuit part, 20 Baseband processing circuit part, 21 Satellite capture part, 23 CPU, 25 ROM, 27 RAM, 30 Host CPU, 40 Operation part, 50 Display part, 60 Mobile phone antenna, 70 Wireless communication circuit for mobile phone, 80 Flash ROM, 90 RAM
Claims (5)
前記相関演算結果の理想曲線をsinc関数を用いてモデル化したモデル関数を周波数方向にずらし、前記相関演算結果に適合する適合周波数を判定することと、
前記適合周波数に基づいて前記CDMA信号の捕捉周波数を決定することと、
を含む捕捉周波数決定方法。 Using a spreading code replica of a CDMA (Code Division Multiple Access) signal, performing a correlation operation on the received signal that has received the CDMA signal;
Shifting a model function obtained by modeling the ideal curve of the correlation calculation result using a sinc function in the frequency direction, and determining an adaptive frequency that matches the correlation calculation result;
Determining an acquisition frequency of the CDMA signal based on the adaptive frequency;
A method for determining an acquisition frequency including:
請求項1に記載の捕捉周波数決定方法。 Determining the adaptation frequency includes the value of the model function and the value of the correlation calculation result at each of a plurality of fitness determination frequencies determined using a given reference frequency and a given frequency selection pattern. And performing the fitness calculation process for calculating the fitness between the model function and the correlation calculation result by shifting the model function in the frequency direction, and the frequency having the highest fitness is used as the adaptation frequency. Is to judge,
The acquisition frequency determination method according to claim 1.
請求項2に記載の捕捉周波数決定方法。 The frequency selection pattern is a frequency interval pattern that defines characteristics of the model function with reference to a center frequency of the model function.
The acquisition frequency determination method according to claim 2.
請求項2又は3に記載の捕捉周波数決定方法。 The fitness calculation process includes a process of performing a compensation operation for suppressing a calculation error of the fitness according to a value change in the vicinity of the maximum value of the model function by the sinc function.
The acquisition frequency determination method according to claim 2 or 3.
前記相関演算結果の理想曲線をsinc関数を用いてモデル化したモデル関数を周波数方向にずらし、前記相関演算結果に適合する適合周波数を判定する適合周波数判定部と、
前記適合周波数に基づいて前記CDMA信号の捕捉周波数を決定する捕捉周波数決定部と、
前記決定された捕捉周波数を用いて前記CDMA信号を捕捉する捕捉部と、
を備えた受信装置。 A correlation calculation unit that performs a correlation calculation of the received signal that has received the CDMA signal using a spreading code replica of the CDMA signal;
An adaptive frequency determination unit that shifts a model function obtained by modeling the ideal curve of the correlation calculation result using a sinc function in the frequency direction, and determines an appropriate frequency that matches the correlation calculation result;
An acquisition frequency determination unit that determines an acquisition frequency of the CDMA signal based on the adaptive frequency;
An acquisition unit for acquiring the CDMA signal using the determined acquisition frequency;
A receiving device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009230259A JP2011078052A (en) | 2009-10-02 | 2009-10-02 | Capture frequency-determining method and receiving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009230259A JP2011078052A (en) | 2009-10-02 | 2009-10-02 | Capture frequency-determining method and receiving apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011078052A true JP2011078052A (en) | 2011-04-14 |
Family
ID=44021491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009230259A Withdrawn JP2011078052A (en) | 2009-10-02 | 2009-10-02 | Capture frequency-determining method and receiving apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011078052A (en) |
-
2009
- 2009-10-02 JP JP2009230259A patent/JP2011078052A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5034935B2 (en) | POSITIONING METHOD, PROGRAM, POSITIONING DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP5423036B2 (en) | Position calculation method and position calculation apparatus | |
JP2010071977A (en) | Initial position determination method, positioning method, and positioning device | |
JP2009133716A (en) | Positioning method, program and positioning apparatus | |
JP2010203959A (en) | Initial position determining method, and method and device for position calculation | |
JP2012194099A (en) | Pseudo-distance error estimation method, position calculation method and pseudo-distance error estimation apparatus | |
JP2009264769A (en) | Pseudorange calculation method, positioning method, program, and positioning apparatus | |
JP5974487B2 (en) | Satellite signal capturing method and satellite signal capturing apparatus | |
JP2010175426A (en) | Method and device for calculating out position | |
JP2008281552A (en) | Method and program for calculating and determining first located output position, storage medium, positioning device, and electronic equipment | |
US20110206092A1 (en) | Signal acquisition method and signal acquisition apparatus | |
US9229113B2 (en) | Receiving device and correlation integrating method | |
JP5614029B2 (en) | Acquisition frequency determination method | |
JP5321499B2 (en) | Signal acquisition method | |
US20110235687A1 (en) | Signal acquisition method, signal acquisition apparatus and electronic device | |
US7630449B2 (en) | Method and receiver capable of increasing acquisition efficiency in a code division multiple access communication system | |
JP2011164088A (en) | Method for tracking satellite signal, method for calculating position, device for tracking satellite signal and device for calculating position | |
JP5267478B2 (en) | Satellite signal tracking method and position calculation apparatus | |
JP2011078052A (en) | Capture frequency-determining method and receiving apparatus | |
US8767891B2 (en) | Reception signal integrating method and receiver | |
JP5051011B2 (en) | Search frequency correction method, positioning method, program, and receiver | |
JP2009229293A (en) | Positioning method, program, and positioning device | |
JP5494394B2 (en) | Receiver | |
JP2011137802A (en) | Received signal integrating method and receiving device | |
JP6074917B2 (en) | Receiver and code phase determination method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20121204 |