JP4897832B2 - 位置特定受信機のための相互相関抑制技術 - Google Patents

Description

関連出願

本出願は、２００６年１月２６日に出願され、この出願の譲受人に譲渡され、すべての目的のためにその全体において参照により明白にここに組み込まれている、米国仮出願第６０／７６３，１６３号に対する優先権を主張する。

発明の分野

本発明は、一般に、移動局のための位置決定に関し、特に、そのような移動局の信号に対する相互相関の抑制に関する。

背景

位置特定機能が、市場において増えつつある数の新しい移動ハンドセット中で現在見られるように、位置決定システムは、急速に、より一般化している。位置特定技術は、一般に、既知の場所から送信されるワイヤレス位置決め信号を利用する。広く使用される位置決定の１つのシステムは、全地球測位システム（“ＧＰＳ”）である。

ＧＰＳシステムにおいて、位置決め信号は、既知の時間において、多数の衛星ビークル（“ＳＶ”）から同時に送信され、各位置決め信号は、予め規定された搬送波周波数で送信される。地上において、ＧＰＳ受信機は、その視界内のＳＶから位置決め信号を捕捉することを試みる。ＳＶの場所に加えて、位置決め信号の到着時間と、信号が各ＳＶから送信された時間が、ＧＰＳ受信機の位置を三角法で測定するために使用される。

民間の使用のために、ＳＶはそれぞれ、同じ搬送波周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）で位置決め信号を送信し、そして、Ｃ／Ａコードは、１．０２３ＭＨｚで搬送波を変調し、その結果、約１ＭＨｚの帯域幅にわたって信号を拡散する。ＳＶからのこれらの位置決め信号はそれぞれ、１ｍｓのコード周期に対して、１０２３チップの繰り返し周期（すなわち、１，０２３チップ／１．０２３ＭＨｚ）を有する。各ＳＶは、異なるコードを有し、受信機は、このようなコードを知っているため、受信機は、多数の受信された位置決め信号から所望の位置決め信号を捕捉できる。しかしながら、ＧＰＳ Ｃ／Ａコード設計の副作用は、いくつかの１ｍｓのコード周期にわたって集積することは、一般に、相互相関に対する処理の利得を著しく改善しないことである。これは、同じＣ／Ａコードシーケンスが１ｍｓ毎に繰り返されるからであり、それゆえに、所望の信号がコヒーレントに集積される間に、干渉信号も同様にコヒーレントに集積される。ターゲットＳＶおよび干渉ＳＶが同じドップラーを有するときに、または、代わりに、それらの間のドップラーの差が、１ｋＨｚの整数倍に近いときに、完全なコヒーレントな集積が生じる。位置決め信号が、ほぼ同じ電力により受信される場合、通常十分な拡散利得があるので、この完全なコヒーレントな集積は、懸念すべき問題ではない。

ＧＰＳ信号構造はフォーマットされて、“多元接続の干渉”、すなわち、同じ周波数範囲を本質的に共有するすべての衛星によるノイズフロアの増加が、あるレベルより下にとどまることを確実にする。しかしながら、これは、すべてのＳＶ信号がほぼ同じ電力レベルで受信されることを仮定している。しかし、多くのケースにおいて、ＳＶ信号は、さまざまな電力レベルで受信される。例えば、壁により減衰されたはるかに弱い信号の受信をさまたげるかもしれない、窓を通して受信される強い信号があるとき、このことが生じる。完全に決定される位置特定を達成するために、弱い方の信号の受信が必要とされることが多い。それゆえに、十分な電力の不均衡があり、相関ドップラーオフセットが整列するとき（すなわちドップラーオフセットが１ｋＨｚの整数倍に近いとき）、干渉信号は、所望のより低い電力のＳＶ位置決め信号の捕捉を妨げるかもしれない。

所望のより低い電力のＳＶ信号と、干渉するより高い電力のＳＶ信号との間の、相違するナビゲーションのビットのシーケンスが、相互相関において適度な低減を与える間、多くの場合、問題が残る。ＧＰＳのコンステレーションにおける目に見えるＳＶの数と、結果として生じる、ＳＶの対の数とが与えられると、このような望まれない相互相関のシナリオが、規則正しく生じる可能性が高い。

提案される１つのソリューションは、電力の不均衡と相対ドップラーオフセットとに基づいて、起こりうる相互相関のケースを検出し、ナビゲーションのソリューションから起こりうる測定値を除外することである。この方法は、向上した信頼性を結果として生じる。しかしながら、３つまたは４つのＳＶから信号を捕捉して、位置特定を決定することが通常必要であるため、弱い方の信号の測定値を除外することは、位置決定を妨げるかもしれない。したがって、いくつかの場合において、位置決め信号の相互相関の影響を抑制する代替技術を有することが望まれる。

概要

本開示は、位置決め信号において相互相関の影響を抑制するさまざまな方法およびデバイスを提供する。より弱い位置決め信号と干渉する位置決め信号との間に電力の不均衡があり、あるドップラーのオフセットが存在するとき、相互相関は、弱い方の信号を捕捉することを困難にさせる。しかしながら、受信機は、干渉信号の送信信スペクトルを使用して、送信された干渉信号のより低い電力を含む周波数ビンを識別する。受信機は、次に、所望の位置決め信号の検出において、識別された周波数ビンを強調する。

１つの組の実施形態において、本開示は、所望の位置決め信号における相互相関の影響を減らす方法を提供する。干渉信号と所望の位置決め信号との間の電力の不均衡を識別し、同時に、ゼロまたは基準コード周期の整数倍である、干渉信号と所望の位置決め信号との間のドップラーの差を識別することにより、相互相関のインスタンスが検出される。

この組の実施形態において、多数の位置決め信号が受信され、所望の位置決め信号の基準コードと相関付けられて、相関付けられた出力を生成させる。電力スペクトルのうちの他の周波数ビンに対して干渉信号が弱い、１組の周波数ビンを識別するために、干渉信号の電力スペクトルが処理される。相関付けられた出力の測定の際に、比例して、より大きな重みが、識別された第１の組の周波数ビンに対して割り振られる。さらに、識別された第１の組の間で、より大きな比例した重みが、より弱い電力を有する周波数ビンに対して割り振られてもよい。

１つの実施形態において、干渉信号の送信パラメータを規定するデータが受信され、干渉信号の電力スペクトルが、受信データに少なくとも部分的に基づいて計算される。送信パラメータは、干渉信号の送信信号スペクトルを規定してもよい。また、送信パラメータは、干渉信号に帰する、ドップラーオフセットと変調データ幅とを含んでいてもよい。さまざまな推定を使用して、干渉信号の電力スペクトルを識別し、またはそうでなければ干渉信号の電力スペクトルを計算してもよい。

別の実施形態において、所望の位置決め信号が相対的に強い、１組の１つ以上の周波数ビン識別するために、相関付けられた出力が使用され、相関付けられた出力の測定の際に、比例して、より大きい重みが、その識別された組に対して割り振られる。ここで記述した方法を時間領域または周波数領域中で実行してもよく、またはそれらの任意の組み合せを使用してもよい。離散フーリエ変換を使用して、ここで記述した位置決め信号を、時間領域から周波数領域に変換してもよい。

所望の位置決め信号および干渉信号は、それぞれ、異なる衛星から送信される位置特定信号であってもよく、各信号は、等しい長さの繰り返しコードを含んでいる。より詳細には、所望の位置決め信号および干渉信号は、それぞれ、異なるＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号であってもよく、各信号は、ＧＰＳ周波数で送信される固有の基準コードを備えている。しかしながら、位置決め信号は、同様に、さまざまな他の送信源から放射してもよい。

別の組の実施形態において、本開示は、所望の位置決め信号における相互相関の影響を減らすように構成された移動局を記述する。移動局は、多数の位置決め信号を受信するように構成されたアンテナを含む。移動局は、上述した方法を実行するように構成された処理ユニットをさらに含む。詳細には、処理ユニットは、受信された位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させるように構成されている。処理ユニットは、次に、干渉信号の電力スペクトルを処理して、電力スペクトルのうちの残りに対して干渉信号が弱い、１組の周波数ビンを識別する。相関付けられた出力を測定するとき、処理ユニットは、識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る。なお、メモリが処理ユニットに結合されている。

１つの実施形態において、移動局は、第２のアンテナを通してデータを受信するように構成された第２の処理ユニットを含み、データは、干渉信号の送信パラメータを規定している。第２の処理ユニットは、受信データに少なくとも部分的に基づいて、干渉信号の電力スペクトルを計算する。第１および第２の処理ユニットは、単一のプロセッサを備えていてもよい。なお、いずれの処理ユニットも、上述した他の方法のいくつかを実行してもよい。

別の組の実施形態において、本開示は、所望の位置決め信号における相互相関の影響を減らすように構成されたコンピュータ実行可能命令を有する、コンピュータ読取り可能媒体を示す。コンピュータ読取り可能媒体は、受信された位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コード相関付けて、相関付けられた出力を生成させるコンピュータ実行可能命令を有する。命令は、干渉信号の電力スペクトルを処理して、電力スペクトルのうちの残りに対して干渉信号が弱い、１組の周波数ビンを識別する。相関付けられた出力を測定するとき、命令は、識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る。さらに、他の実施形態において、上述した他の方法のうちの１つ以上を実行するように、命令はフォーマットされる。

さらに別の組の実施形態において、本開示は、所望の位置決め信号における相互相関の影響を減らす手段により構成された通信デバイスを示す。デバイスは、多数の位置決め信号を受信する手段や、受信された位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させる手段により構成されている。デバイスは、複数の干渉信号の電力スペクトルを処理して、電力スペクトルのうちの残りに対して干渉信号が弱い、第１の組の１つ以上の周波数ビンを識別する手段をさらに含む。デバイスはまた、相関付けられた出力を測定するとき、第２の組よりも、識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る手段を含む。他の実施形態において、デバイスは、上述した他の方法のうちの１つ以上を実行する手段をさらに含む。

本開示はまた、いくつかの実施形態において、所望の位置決め信号における相互相関の影響を減らすように構成された独立型のプロセッサを提供する。移動局の処理ユニットと同様に、プロセッサは、１組の位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させるように構成されている。プロセッサは、干渉信号の電力スペクトルを処理して、電力スペクトルのうちの残りに対して干渉信号が弱い、１組の周波数ビンを識別する。相関付けられた出力を測定するとき、プロセッサは、識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る。

代替の実施形態において、本開示は、所望の位置決め信号における相互相関の影響を減らすように構成された位置決めシステムを示す。システムは、多数の送信機を含み、各送信機は、位置決め信号を移動局に送信するように構成されている。システムはまた、基地局を含み、基地局は、送信機のうちの１つから受信したデータを送信するように構成されている。システムはまた、送信機および基地局の両方と通信する移動局を含む。移動局は、受信された位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させるように構成されている。移動局は、基地局から送信されたデータを受信し、受信データに少なくとも部分的に基づいて、干渉信号の電力スペクトルを計算し、その結果、電力スペクトルのうちの第２の組の周波数ビンに対して干渉信号が弱い、第１の組の１つ以上の周波数ビンを識別する。相関付けられた出力を測定するとき、移動局は、識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る。

本開示の適用可能性のさらなるエリアは、以下で提供する詳細な説明から明らかになるだろう。詳細な説明および特定の例は、さまざまな実施形態を示しているが、例示の目的だけのために向けられており、必ずしも本開示の範囲を限定するように向けられていない。

本発明の本質および利点のさらなる理解は、図面に対する参照により実現できる。添付の図において、類似の構成要素または特徴は、同じ参照ラベルを有するかもしれない。さらに、同じタイプのさまざまな構成要素は、類似の構成要素間を区別する、ダッシュ記号および第２のラベルによる参照ラベルにより、区別されるかもしれない。第１の参照ラベルだけが明細書中で使用される場合、説明は、第２の参照ラベルにかかわらず同じ第１の参照ラベルを有する類似の構成要素のどれに対しても適用できる。

詳細な説明

ここでの記述は、例示的な実施形態だけを提供し、本発明の、範囲、適用可能性、または構成を限定するように向けられていない。むしろ、実施形態の以下の記述は、本発明の実施形態を実現することを可能にする記述を当業者に提供する。添付の特許請求の範囲において示した、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、要素の、機能および配列において、さまざまな変更を実施してもよい。例えば、代替の実施形態において、記述したものとは異なる順序で方法を実行してもよく、さまざまなステップを追加し、置換し、省略してもよいことを理解すべきである。さらに、いくつかの実施形態に関して記述した特徴を他の実施形態と組み合わせてもよい。

ＧＰＳのような、ある位置決定システムにおいて、異なる送信機からの信号の受信電力に著しい不一致があるかもしれない。多くのシステムにおけるコード設計の１つの副作用は、（例えば、異なる信号が、同じ長さの繰り返しコードシーケンスを有するとき）いくつかのコード周期にわたって集積することが、相互相関に対する処理の利得を必ずしも改善しないことである。それゆえに、所望の信号がコヒーレントに集積される間に、干渉信号も同様にコヒーレントに集積される。所望の信号および干渉信号が同じドップラーを有するときに、または、代わりに、それらの間のドップラーの差が、コード周期の逆数の整数倍に近いときに、完全なコヒーレントな集積が生じる。

この組の問題に対処するために、本発明のさまざまな実施形態は、所望の位置決め信号における相互相関の影響を減らす。１つの実施形態において、移動局は、多数の受信された位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コードと相関付け、その結果、相関付けられた出力を生成させる。移動局は、選択された高電力干渉信号の電力スペクトルを処理して、干渉信号が弱い１つ以上の周波数ビンを識別する。相関付けられた信号を測定する際に、移動局は、干渉信号が弱い、識別された周波数ビンに対して、比例して、より大きい測定値を割り振り、その結果、相互相関の影響を減らす。

図１に目を向けると、位置決定機能を有する例示的な通信システム１００が図示されている。図１は、多数の送信機から位置決め信号を受信するように構成された移動局（ＭＳ）１１０を図示する。ここで使用するとき、移動局は、セルラ電話機や、ワイヤレス通信デバイスや、ユーザ機器や、または他のパーソナル通信システム（ＰＣＳ）デバイスのようなデバイスを指す。例えば、位置決め信号は、衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）を備えている１組のＳＶ１０５から受信してもよい。ＳＰＳは、ＳＶからの信号を利用して、受信デバイスの位置を決定する何らかの通信システムを備えており、それらは、全地球測位システム（ＧＰＳ）や、Ｇａｌｉｌｌｅｏや、ＧＬＯＮＡＳＳや、ＮＡＶＳＴＡＲや、これらのシステムの組み合せから衛星を使用するシステムや、または、衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）として、ここで一般的にそれぞれ参照される、将来において開発される任意のＳＰＳのようなものである。ここで使用するとき、ＳＰＳはまた、シュードライトシステムや、位置決定においてそのようなシュードライトの使用を含む任意のシステムを含むことが理解される。

一般に、位置決め信号は、既知の時間において多数のＳＶから送信される。ＳＶの場所に加えて、位置決め信号の到着時間と、信号が各ＳＶから送信された時間が、受信機の位置を三角法で測定するために使用される。

図１の実施形態において、ＭＳ１１０はまた、セルラタワーとしてここで描写された、１つ以上の基地局１１５と通信する。基地局１１５は、ワイヤレス信号を使用してＭＳ１１０と通信する、通信ネットワーク１００の一部として利用される基地局の任意の集合を含んでいてもよい。ＭＳ１１０は一般的に、例えば、ＭＳ１１０において最も強い信号強度を提供する基地局１１５と通信する。

基地局１１５は、セルラインフラストラクチャーネットワーク１２０と通信可能に結合されている。１つの実施形態において、セルラインフラストラクチャーネットワーク１２０は、位置決定機器（ＰＤＥ）１３５（例えば、サーバまたは他のコンピュータ）と通信可能に結合されている。ＰＤＥ１３５は、１つ以上のＳＰＳ基準受信機１４０と一緒に動作し、基地局を介して、ＭＳ１１０とＳＰＳ関連情報を交換できる。ＰＤＥ１３５は、ＭＳ１１０が範囲測定と位置ソリューションを実行するのを支援できる。例えば、ＰＤＥ１３５は、ＳＶ１０５の位置（天体暦）情報のようなＳＰＳ支援データをＭＳに送って、（例えば、支援されたＧＰＳ（Ａ−ＧＰＳ）セッションにおいて）信号捕捉プロセスを強化する。ＰＤＥ１３５は、問題となっているデータを記憶するための１つ以上のデータベースを含んでいてもよい。

天体暦データを使用して、ＭＳ１１０は、位置結果をより素早く計算できる。代わりに、ＭＳ１１０は、擬似距離測定値のような情報をＰＤＥ１３５に返送でき、ＰＤＥ１３５は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって、ＭＳ１１０の位置を計算してもよい。このように、ＳＰＳ情報を収集し、ＭＳ１１０と処理業務を共有するさまざまな方法で、ＰＤＥ１３５を利用してもよい。天体暦情報を提供し、いくつかの計算を実行することにより、ＰＤＥ１３５がＭＳ１１０を支援する、技術的に知られている多数の代替のバリエーションがあり、それらは当業者にとって明白である。

基地局１１５のそれぞれは、セルラインフラストラクチャーネットワーク１２０内の基地局制御装置（ＢＳＣ）１２５に結合されていてもよく、基地局制御装置（ＢＳＣ）１２５は、適切な基地局１１５に、および適切な基地局１１５から、通信信号をルーティングする。ＢＳＣ１２５は、移動通信交換局（ＭＳＣ）１３０に結合されており、移動通信交換局（ＭＳＣ）１３０は、ユーザ端末１１０と公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）１４５との間のインターフェースとして動作するように構成できる。ＭＳＣはまた、ＭＳ１１０とネットワーク１５０との間のインターフェースとして動作するように構成できる。ネットワーク１５０は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）とすることができる。１つの実施形態において、ネットワーク１５０は、インターネットを含む。それゆえに、ＭＳＣ１３０は、ＰＳＴＮ１４５およびネットワーク１５０と通信可能に結合されている。

上の記述は、ＳＰＳに関するが、他の実施形態において、同様に、他の送信機から位置決め信号を受信してもよいことに注目する価値がある。さまざまな到着時間差（“ＴＤＯＡ”）や、到着時間（“ＴＯＡ”）や、組み合せ方法に対して、位置決め信号を基地局１１５または他のセルラタワーから送信してもよい。このように、説明の多くは、ＳＰＳに向けられているが、原理が、同様に、他の位置決め信号に対して広く適用できることを、当業者は認識するだろう。

それゆえに、ここで記述した位置決定技術は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）や、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）や、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）などのような、さまざまなワイヤレス通信ネットワークに対して使用してもよい。用語“ネットワーク”および“システム”は、区別なく使用されることが多い。ＷＷＡＮは、コード分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワークや、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワークや、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワークや、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ネットワークや、単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワークなどであってもよい。ＣＤＭＡネットワークは、ｃｄｍａ２０００や、広帯域−ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）などのような、１つ以上の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を実現できる。Ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５や、ＩＳ−２０００や、ＩＳ−８５６の、規格を含む。ＴＤＭＡネットワークは、移動体通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）や、デジタルアドバンスト移動電話機システム（Ｄ−ＡＭＰＳ）や、または他のいくつかのＲＡＴを実現できる。ＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡは、“第３世代パートナーシッププロジェクト”（３ＧＰＰ）と名づけられた協会からの文書において記述されている。Ｃｄｍａ２０００は、“第３世代パートナーシッププロジェクト２”（３ＧＰＰ２）と名づけられた協会からの文書において記述されている。３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２文書は、公に利用可能である。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｘネットワークであってもよく、ＷＰＡＮは、ブルートゥースネットワークや、ＩＥＥＥ ８０２．１５ｘや、またはいくつかの他のタイプのネットワークであってもよい。技術はまた、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮおよび／またはＷＰＡＮの任意の組み合せに対して使用してもよい。

この時点で、位置決めシステムにおいて、懸念すべきいくつかの問題をハイライトする簡潔な説明に従事することは価値があるかもしれない。このような問題の１つは、送信機から受信機（例えば、ＭＳ１１０）までの距離の正確な決定である。この距離は、送信機から受信機に送信される信号の到着時間を測定することにより計算される。例示的な目的だけのためのＧＰＳを再度参照すると、各ＳＶは、固有の擬似ランダムノイズ（ＰＮ）コードによりそれぞれ変調された搬送波周波数を送信する。民間のＣ／Ａコードは、１５７５．４２ＭＨｚで動作する搬送波周波数を利用する。受信機は、ＰＮコードを知っており、受信された位置決め信号を復調して、ＰＮコードを抽出し、位置決め信号が受信機に到着した時間に注目する。ローカルに発生された擬似ランダムコードは、復調された擬似ランダムコードに同期している。２つの擬似ランダムコード間の遅延は、送信された信号の到着時間を表す。衛星からの距離は、到着時間に光の速度を乗算することにより決定できる。衛星の場所は知られているため、位置は、一般的に、３つまたは４つのＳＶからの信号により決定できる。

図２は、例えば、図１のＭＳ１１０中で実現してもよい受信機２００の例示的なブロック図を図示する。アンテナ２０５は、位置決め信号と受信機２００との間のインターフェースとして機能を果たす。図示した受信機は、さまざまな異なるＳＰＳ構成とともに使用されてもよく、ＧＰＳに対する特定の参照が本発明の使用をより良く説明するために使用されてもよいが、ここで論じた原理の適用可能性を限定する何らかの方法で解釈すべきではない。アンテナ２０５は、関連した周波数範囲で位置決め信号を最適に受信するように調整してもよい。

この実施形態において、アンテナ２０５により受信される位置決め信号は、位置決め信号を処理するように特に構成された信号処理ブロック２１０に結合される。特に、アンテナ２０５は、ダウンコンバータ２１５と結合しており、ダウンコンバータ２１５は、アンテナ２０５により受信したＲＦ信号をベースバンド信号に変換する機能を果たす。ダウンコンバータ２１５は、局部発振器からの混合周波数を受け取って、ダウンコンバートを実行するミキサーを含む。ダウンコンバータ２１５はまた、結果として生じる、１組のベースバンド位置決め信号の質を最高にする（示していない）フィルタと増幅器とを含む。ダウンコンバータ２１５内のミキサーは、受信信号をＬＯ２２０の信号と有効に乗算するように動作する。ダウンコンバータ２１５内の信号の、フィルタリングまたは増幅は、ブロック図を簡単にするために示していない。

受信信号が直角位相変調されているとき、２つのミキサーが、ダウンコンバータにおいて使用される。第１のミキサーは、ＬＯ２２０の信号を備える入力を含み、一方、第２のミキサーは、（示していない）移相器において９０度だけオフセットしたＬＯ２２０の信号を備える入力を含む。第１のミキサーの、結果として生じる出力は、同位相出力（Ｉ）であり、第２のミキサーの、結果として生じる出力は、直角位相出力（Ｑ）である。

ダウンコンバートされた信号をデジタル化して、デジタル信号処理を可能にするために、ダウンコンバータ２１５からの出力は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２２５に結合している。信号ドップラーとＰＲＮコードは、混合プロセス後に保存され、一方、搬送波周波数は下げられる。このように、この出力は本質的に、搬送波周波数を取り除いた、受信位置決め信号を含む。この出力またはそれについて選択された部分は、処理前および処理の間に、メモリ２３０中に記憶される。

出力は、次に、ＤＳＰ２３５により処理される。ＤＳＰ２３５は、受信位置決め信号の位相オフセットを決定するために使用される相関機能を含む。１つの実施形態において、受信機は電源投入されるとき、受信機の位置に関して知識を有しておらず、そのため、ＤＳＰ２３５は、位置決め信号を処理して、各ＳＶにより送信された、すべての可能性のあるＰＮコードシーケンスをサーチすることにより、受信機の最初の位置を決定する。さらに、ＤＳＰ２３５は、すべての可能性のある擬似ランダムコードの、すべての可能性のある位相と、すべての可能性のあるドップラーオフセットとをサーチする必要があるかもしれない。必要とするサーチ時間を短くするために、パラレルに動作する、ＤＳＰ２３５中の多数の相関器により、サーチを実行してもよい。この実施形態において、各相関器は、単一のＰＮシーケンスで動作する。相関器は、衛星から受信したコードに対して、内部で発生したＰＮコードの位相オフセットを決定することを試みる。コードのランダムな性質のため、衛星信号に対応しないＰＮコードは、相関を持たない。さらに、２つのコードの信号の位相が整列しない場合には、正しい擬似ランダムコードは、受信信号と相関をおそらく持たないだろう。こうして、受信信号と同じＰＮコードを有する所望のＰＮコードがサーチされて、２つの信号の位相が整列するとき、ＤＳＰ２３５の相関器は、相関の表示を提供する。他の実施形態において、他の相関メカニズムおよび他のタイプの相関器を使用してもよい。

ＧＰＳにおいて、各ＳＶは、固有のＰＮコードが割り当てられているため、ＰＮコードの識別は、根本的に特定のＳＶを識別する。さらに、コードの位相オフセットの決定は、その信号の到着時間を決定する。しかし、ここで、等しい長さのこれらの繰り返しコードが、ある問題をどのように与えるかを考える。ＧＰＳ Ｃ／Ａコード設計の副作用は、いくつかの１ｍｓコード周期にわたって集積することは、一般に、相互相関に対する処理の利得を著しく改善しないことである。これは、同じＣ／Ａコードシーケンスが１ｍｓ毎に繰り返されるからであり、それゆえに、所望の信号がコヒーレントに集積される間に、干渉信号も同様にコヒーレントに集積される。ターゲットＳＶおよび干渉ＳＶが同じドップラーを有するときに、または、代わりに、それらの間のドップラーの差が、１ｋＨｚの整数倍に近いときに、完全なコヒーレントな集積が生じる。上で注目したように、所望の位置決め信号と、より高い電力の干渉信号との間に電力の不均衡があるとき、このことは、問題になる。

説明のために、２つのＳＶ信号だけが存在しており、そのうちの１つは、弱い所望の信号であり、他方は、強い干渉物であると仮定する。送信信号は、既知であると仮定すると（２０ｍｓより長い集積に対して、ナビゲーションのビット予測の使用を仮定する）、それらの電力スペクトルも計算される。チャネル伝達関数が対処されない限り、受信信号の電力スペクトルは、分からないかもしれないということは真実であるが、送信信号のスペクトルは、なお、相互相関の影響を減らすために使用できる。例えば、周波数ビンが、送信された干渉信号の電力をほとんど含んでいない場合、周波数ビンは、所望の信号の検出において、強調してもよい。

より一般的な用語において、総受信信号は、次の式にしたがって、ＤＳＰ２３５により処理される。

ここで、Ｃ（τ）は、コード位相τの関数として、改善された、相関器の出力であり、ｒ（ｔ）は、受信された、１組の位置決め信号であり、ｃ_d（ｔ）は、所望のＳＶ位置決め信号に対応するＣ／Ａコードであり、ｃ_i（ｔ）は、干渉信号に対応するＣ／Ａコードであり、Ｎは、ＤＦＴの長さであり、Ｎ₀は、熱ノイズのスペクトル密度である。さらに、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）および逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）は、次のように定義されている。

等式１に目を向けると、ＤＳＰ２３５は、離散フーリエ変換を使用して、１組の位置決め信号ｒ（ｔ）のデジタル表示を処理して、１組の位置決め信号ｒ（ｔ）のデジタル表示を時間領域から周波数領域に変換する。ＤＳＰ２３５はまた、離散フーリエ変換を使用して、基準コードｃ_d（−ｔ）のデジタル表示を処理して、基準コードｃ_d（−ｔ）のデジタル表示を時間領域から周波数領域に変換する。ＧＰＳ信号において、基準コードは、所望のＣ／Ａコードを含んでいるが、他の実施形態において、基準コードは、他のゴールドコードや、直交コードや、パイロットコードや、他のＰＮコードなどを含んでいてもよい。ＤＳＰ２３５は、次に、フーリエ変換を乗算することにより、１組の位置決め信号と基準コードとを相関付けて、相関付けられた出力を生成する。相関付けられた出力は、所望の位置決め信号が相対的に強い周波数ビンを識別する。

分母に関しては、ＤＳＰ２３５は、離散フーリエ変換を使用して、干渉信号のデジタル表示を周波数領域に変換する。干渉信号のデジタル表示のフーリエ変換の絶対値の２乗を取ることにより、ＤＳＰ２３５は、干渉信号の電力スペクトルを計算し、その結果、干渉信号が相対的に弱い周波数ビンを識別する。電力スペクトルは、所定の周波数ビン内の、信号の電力降下の部分のグラフを与える。

ＤＳＰ２３５は、（ＮおよびＮ₀の項を加えた）電力スペクトルにより、相関付けられた出力を除算して、他のビンにおける干渉信号よりも干渉信号が弱い周波数ビンを、相関付けられた出力から識別する。それゆえに、周波数領域の除算の結果は、所望の位置決め信号が相対的に強い周波数ビンを、干渉信号が相対的に弱い周波数ビンと一致させることができる。所望の信号を検出する際に、一致した周波数ビンは、干渉信号に対する所望の信号の、相対的な強さと弱さに比例して、強調される。別の言い方をすると、所望の信号を測定するとき、所望の信号が強くて干渉信号が弱い周波数ビンに対して、比例して、より大きな重みが割り振られる。

ＮおよびＮ₀の項は、定数と考えることができることに注目すべきであり、したがって、さらなる説明を必要としない。ＤＳＰ２３５は、次に、逆離散フーリエ変換を計算することによりプロセスを逆にして、改善された相関器出力（τ）を見つけ出す。

１つより多い干渉物がある場合、受信信号は、次の式にしたがって、ＤＳＰ２３５により処理される。

単一の支配的な干渉物よりも改善点が大きいことに注目すべきである。しかし、ＧＰＳに対して、１つより多い高電力の干渉物を有する可能性はかなりあるが、１つより多いそれらの干渉は、対象となっているＳＶからの１ｋＨｚのドップラーオフセットの正確な倍数である可能性は低いため、たいていの場合、単一の支配的な干渉物だけがあることを仮定するのが理にかなっている。単一の支配的な干渉物を仮定した場合、周波数領域において、十分な数の“干渉フリー”または低い干渉次元を見つけ出すために、所望の信号および干渉信号の電力スペクトルの間に十分な変化がなければならない。

ここで説明した離散フーリエ変換（ＤＦＴ）アルゴリズムは、周波数サンプルを生成するアルゴリズムの例を説明するために使用されていることに注目すべきである。当業者にとって明白であるように、適切な周波数サンプルを生成する任意の好適なアルゴリズムは、高速フーリエ変換を含む、ＤＦＴアルゴリズムに対する代替として利用できる。例えば、周波数領域のサンプルの数および間隔が、厳密にＤＦＴの周波数領域のサンプルの数および間隔でない場合、ＤＦＴライクなアルゴリズムを使用して、周波数サンプルを生成させてもよい。すなわち、より多いまたはより少ない周波数サンプルを計算してもよく、周波数領域のサンプル間の間隔を、標準的なＤＦＴ動作の、周波数領域のサンプル間の間隔よりも狭くしてもよい。周波数サンプルは、デジタルまたはアナログデータから、観測されたデータから、あるいは以前に計算された値から、生成させてもよい。計算された周波数サンプルは、後続の動作のために使用される。同様に、当業者にとって明白であるように、上のステップのうちの１つ以上は、時間領域中で、全部または一部において実行できる。

等式１に戻ると、上述した計算による１つの可能性のある問題は、要求されるＤＦＴおよびＩＤＦＴの動作を実行するのが複雑なことである。拡散コードの周期的な性質を使用して、計算の複雑さを減らすことができる。例えば、ディープサーチモードにおいて１００ｍｓのコヒーレントな集積が、ＧＰＳシステムにおける特定のＳＶのＰＮコードに対して使用されることを仮定する。リアルタイムの相関を実施する代わりに、または要求される１０⁵までのＣｈｉｐｘ１サンプルをオフライン処理するために記憶する代わりに、代替のものを利用できる。詳細には、ＤＳＰ２３５は、受信信号をロールおよび累算して、次の式により与えられる長さ１０２３のシーケンスｒ_f（ｋ）を作成してもよい。

ここで、ｍは、集積時間内のＣ／Ａコード周期のインデックスであり、ｋは、Ｃ／Ａコード周期内のチップのインデックスであり、Ｔ_cは、Ｃ／Ａチップの継続時間であり、Ｄ_dは、所望の信号の予測されるドップラーであり、ｂ_d（．）は、所望の信号に対して予測されるナビゲーションのビットである。

干渉信号の、記憶されたさまざまな電力スペクトルを使用することにより、複雑さをさらに減らすことができる。Ｃ／Ａコードは一定であるため、干渉信号の電力スペクトルのハードコード化されたバージョンであるＳ_i（ｋ）、ｋ＝０、１、．．．１０２２を使用してもよく、それぞれは、ゼロのドップラーおよびナビゲーションメッセージではないビット変調に対応する。等式１において、記憶された電力スペクトルを適用する前に、補正を適用して、ドップラーおよび予測されたナビゲーションビットを復元すべきである。最初に、整数および分数の相対ドップラーが、次のように計算される。ここで、Ｄ_iは、干渉物の、推定されたドップラーである。

次に、適切な電力スケーリング係数Ｐ_iが、次のように計算される。

ここで、次の項は、干渉物から受信された、推定された総電力である。

ｂ_i（．）は、干渉信号に対する、予測されたナビゲーションビットであり、Δは、所望の信号中のナビゲーションビットの境界と干渉信号中のナビゲーションビットの境界との間の、Ｃ／Ａコード周期の数で表現される、予測された時間オフセットである。ナビゲーションビットの境界は、すべてのＧＰＳ信号における送信の時間において整列しているが、伝播遅延差により、同じ状態が、一般に受信信号において存在しないため、オフセット項Δが必要とされる。

最後に、等式４および６において計算された値に基づいて、次の置換が、等式１において実施される。

ここで、次の記号は、１０２３を法とする加算を表す。

等式７中で見ることができるように、計算された整数のドップラーは、記憶されたスペクトルに適用される周期的オフセットとして使用される。周波数の間隔が、記憶されたスペクトルに対して１ｋＨｚであり、かつ、支配的な干渉物は、１ｋＨｚの倍数である相対ドップラーオフセットを有していることから、何らかの補間に対する明らかな必要性はなく、インデックスの単純なオフセットで十分である。相対ドップラーオフセットが１ｋＨｚの倍数でない他の干渉物に対して、Ｐ_iは、おそらく小さいものであり、そのため、等式２中の対応する項は、全く無視される。すなわち、等式２中の分母において示した合計は、単一の項から成り、ｉは支配的な干渉に対応する。これらの計算のいくつかは概算を含むが、電力スペクトルは、位相オフセットおよび時間遅延の下で一定であるため、このことは、軽視されることに注目すべきである。

等式４ないし７から知ることができるように、いくつかの実施形態において、干渉信号が送信される時またはその頃まで、干渉信号の送信パラメータは、知られないかもしれない。したがって、干渉信号の電力スペクトルの記憶されたバージョンが使用される間、ドップラーおよび予測されたナビゲーションビットを復元するために、補正を適用する必要があるかもしれない。特に、干渉信号に帰する、ドップラーオフセットと変調データ幅とを表示するデータは、受信位置決め信号とは別に受信されてもよい。別の実施形態において、干渉信号の送信信号スペクトルは、受信位置決め信号とは別に受信されてもよい。一例として、図１は、ＳＶ１０５から、さまざまな、タイミングや、信号構造や、天体暦データを受信する基準受信機１４０を図示する。ＰＤＥ１３５は、このデータを受信および処理し、基地局１１５を介して、ＭＳ１１０に対して、このデータを送る。このデータは、例えば、ＭＳ１１０中の受信機２００により、基地局１１５から受信されてもよい。図２中で図示したように、アンテナ２４５は、このデータをワイヤレスに受信できる。受信機２００の２方向通信（例えば、セルラ）コンポーネント２５０中のモデム２５５は、アンテナ２４５からこのデータを受け取る。干渉信号の送信パラメータを含んでいるデータは、マイクロプロセッサ２４０に送られ、さらに処理され、受信機のメモリ２６０中に記憶される。それゆえに、干渉信号に関連した、送信パラメータおよび他のデータは、ＳＰＳ基準受信機１４０およびセルラネットワーク１２０を通して、受信位置決め信号とは別に受信されてもよい。さらに、ＰＤＥ１３５またはセルラインフラストラクチャーネットワーク１２０の他のコンポーネントにより、干渉信号に関連したこのデータを、異なる程度に処理してもよく、あるいは、このデータは、マイクロプロセッサにより処理される生のデータであってもよい。当業者にとって明白であるように、多数の代替が利用可能である。

上述したいくつかの動作および技術は、ＤＳＰ２３５および／またはマイクロプロセッサにより実行されるが、それらは、アプリケーションに依存するさまざまな手段により実現されてもよいことに注目すべきである。例えば、これらの方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合せ中で実現できる。図３は、例えば、図１のＭＳ１１０中で実現できる受信機３００の例示的なブロック図を図示する。アンテナ３０５は、受信機３００で多数の位置決め信号を受信するために、インターフェースとして機能を果たす。ハードウェア実現のために、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、マイクロプロセッサ、電子デバイス、ここで記述した機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはこれらの組み合せ内で、プロセッサ３１０を実現してもよい。例えば、中間の計算や、天体暦情報や、中間の計算や、電力スペクトルの推定および計算などとともに、デジタル化された形態で受信位置決め信号を記憶するために、メモリ３１５を使用してもよい。

図４は、例示的なプロセッサ４００を図示するブロック図であり、プロセッサ４００は、例えば、図３のハードウェア実現のプロセッサプロセッサ３１０を備えている。しかしながら、プロセッサ４００は、単に、以下で記述した機能を実行するように構成された独立型のプロセッサであってもよい。プロセッサは、必要ではないが、ＭＳ１１０に組み込まれるように構成されていてもよく、したがって、いくつかの実施形態において、ＭＳ１１０から遠く離れて位置していてもよい。プロセッサ４００は、相関器ユニット４０５を含む、多数の処理ユニットを含んでいてもよく、相関器ユニット４０５は、所望の位置決め信号の既知の基準コード（例えば、Ｃ／Ａコード）を、より広い１組の位置決め信号と相関付けて、相関付けられた出力を生成させる。プロセッサ４００はまた、電力スペクトル推定ユニット４１０を備えている処理ユニットを含み、電力スペクトル推定ユニット４１０は、干渉位置決め信号の電力スペクトルを推定して、電力スペクトルのうちの他の周波数ビンに対して干渉信号が弱い、１組の周波数ビンを識別するように構成されている。プロセッサ４００はさらに、測定値割振ユニット４１５を含み、測定値割振ユニット４１５は、干渉信号がより弱い、１組の周波数の周波数ビンに対して、相関付けられた出力の、比例して、より大きい測定値を割り振るように構成されている。さらに、測定値割振ユニット４１５は、干渉信号がより弱い電力を有する組のビンに対して、比例して、より大きい測定値を割り振るように構成されていてもよい。ここで記述した他の技術を実行するために、プロセッサ４００は、他の処理ユニットとともにさらに構成されていてもよい。

図３に目を向けると、ファームウェアおよび／またはソフトウェア実現のために、ここで記述した機能を実行するモジュール（例えば、手続き、関数など）により、方法を実現してもよい。命令を実体的に組み入れている何らかの機械読取り可能媒体は、ここで記述した方法を実現する際に使用できる。例えば、ソフトウェアコードは、受信機３００のメモリ３１５のようなメモリ中に記憶させてもよく、プロセッサ３１０により実行してもよい。メモリは、プロセッサの内部で、またはプロセッサの外部で実現してもよい。ここで使用するとき、用語“メモリ”は、何らかのタイプの長期の、短期の、揮発性の、不揮発性の、または他の、メモリを指し、何らかの特定の、メモリのタイプまたはメモリの数、あるいはメモリが記憶されている媒体のタイプに制限されない。

本発明のいくつかの実施形態をどのように実現するかを図示するために、例示的なシミュレーションの結果を記述する。シミュレーションは、以下の表１中で示したパラメータを有する、４つのＳＶ信号の存在を仮定している。

シミュレーションは、シミュレーションにおいてＳＶ＃１に対する信号電力を０．５ｄＢのステップに設定していることに注目すべきである。ＳＶ＃１に対するパス遅延は、固定されており、一方、他のＳＶに対して、ランダムなマルチパスプロファイルが、各シミュレーションの例において発生される。マルチパスプロファイルは、０チップと５チップとの間（０と５とを含む）の間隔を空けたＣｈｉｐｘ１であった。シミュレーションは、一様な遅延拡散プロファイルにしたがって、パス係数を発生させた。

ＳＶ＃２および＃３に対する受信電力は、公称（−１３０ｄＢｍ／ＢＷ）をわずかに上回っていることに注目すべきである。新しいＳＶは、エージングによる電力降下から守るために、電力マージンを持って展開されるため、このことは、異常ではない。シミュレーションは、バックグラウンドノイズを−１１３ｄＢｍ／ＢＷ）であると仮定し、これは、１ｄＢの受信機ノイズ指数と公称１ＭＨｚの帯域幅を仮定している。

シミュレーションからの結果を、図５のグラフ５００中に図示する。検出エラーレート５２０が、受信ＳＶ信号電力５１５に関してプロットされた。グラフ５００は、本発明の実施形態にしたがって相互相関緩和を有する結果５０５と、相互相関緩和を有さない結果５１０とを図示する。インペリカルな検出エラーの確率は、４０００の試行に基づいて決定された。シミュレートされたパス遅延に対応した、ゼロのオフセット以外の何らかのコード位相オフセット中で、弱いＳＶ信号が見出された場合、検出エラーが宣言された。実際のナビゲーションのソリューションにおいて、補間された、コード位相の近似値が使用されるが、それは、シミュレーションの一部ではなかったことに注目すべきである。

次に図６を参照すると、所望の位置決め信号中で相互相関の影響を減らすプロセス６００の実施形態のフローチャートが描写されている。プロセスは、例えば、図１のＭＳ１１０上で行うことができる。しかしながら、ＰＤＥ１３５において、あるいは、セルラインフラストラクチャーネットワーク１２０中の別のコンピュータまたはサーバ上で、プロセスは、全部または一部が行われてもよいことに注目すべきである。しかしながら、説明のために、プロセスは、図３または４の受信機３００、４００のような受信機上で生じることを仮定する。プロセスの描写部分は、ブロック６０５から開始し、ブロック６０５において、受信機は、１組の受信された位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成する。ブロック６１０において、受信機は、干渉信号の電力スペクトルを処理して、電力スペクトルのうちの他の周波数ビンに対して干渉信号が弱い、１組の１つ以上の周波数ビンを識別する。ブロック６１５において、受信機は、相関付けられた出力の測定の際に、識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る。

図７を次に参照すると、所望の位置決め信号中で相互相関の影響を減らす代替プロセス７００の実施形態のフローチャートが描写されている。上で示したプロセス６００と同様に、代替プロセス７００は、図１のＭＳ１１０またはＰＤＥ１３５上で、あるいは、別のコンピュータまたはサーバ上で、全部または一部が行われてもよい。しかしながら、説明のために、プロセスは、図３または４の受信機３００、４００のような受信機上で生じることを仮定する。

ブロック７０５において、受信機は、多数の送信機から、１組の位置決め信号をワイヤレスに受信する。ブロック７１０において、受信機は、１組の受信された位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成する。ブロック７１５において、受信機は、干渉信号の送信パラメータを規定するデータをワイヤレスに受信する。ブロック７２０において、受信機は、次に、受信された送信パラメータのデータに少なくとも部分的に基づいて、受信された干渉信号の電力スペクトルを計算する。

ブロック７２５において、受信機は、干渉信号の電力スペクトルを処理して、干渉信号の電力スペクトルのうちの他の周波数ビンに対して干渉信号が弱い、第１の組の周波数ビンを識別する。第１の組は、干渉信号の電力スペクトルが所望の信号よりも小さいビンを識別することにより決定できる。ブロック７３０において、受信機は、相関付けられた出力の測定の際に、識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る。次に、システムは、第１の組の周波数ビンをオプション的に処理して、第１の組のサブセットを識別する。そのサブセットは、第１の組のうちの他の周波数ビンに対して干渉信号が最も弱い、第１の組のビンを含んでいる。システムは、次に、周波数ビンのサブセットに対して、比例して、より大きい重みを割り振ることができる。こうして、ブロック７３５において、受信機は、第１の組のうちの最も弱いビンを含んでいるサブセットを識別することにより、サブセットに対して、比例して、より大きい重み（すなわち、第１の組のビンに与えられたものよりも、より大きい重み）を割り振る。第１の組の分布を特徴付けて、いっそう、より大きい重みづけをするために、第１の組のうちの最も弱いビンを決定するために、さまざまなパラメータが使用できる。例えば、サブセットは、電力スペクトルのしきい値を下回る、または、第１の組のビンの百分位数値を下回る、または、第１の組のうちの“ｎ”個の最も低いビンである、第１の組のうちのビンとして識別できる。ここで、“ｎ”は、システムリソースおよび所望の動作性能にしたがって設定されるパラメータである。このような代替の、サブセットのパラメータは、ここでの説明から、当業者に明らかである。要望に応じて、サブセットのパラメータは、“ゼロ”すなわちヌル状態に設定でき、そのケースにおいて、さらなる重みづけは、ブロック７２５および７３０の処理の重み付け以外に生じない。

ブロック７４０において、受信機は、相関付けられた出力を使用して、他の周波数ビンに対して所望の位置決め信号が強い、第２の組の１つ以上の周波数ビンを識別する。ブロック７４５において、受信機は、相関付けられた出力を測定する際に、識別された第２の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る。ブロック７５０において、受信機は、ブロック７３０、７３５、および７４５中で示したパラメータにしたがって、相関付けられた出力を測定する。相関付けられた出力の測定は、所望の位置決め信号の検出を含んでいる。このようにして、ブロック７２５ないし７４５の動作により、システムは、所望の信号が強くて干渉信号が弱い周波数ビンに対して、より大きい重みを割り振ることが可能になる。

図８は、離散フーリエ変換を使用して、所望の位置決め信号中で相互相関の影響を減らすプロセス８００を図示するフローチャートである。プロセスは、例えば、図３のプロセッサ３００のようなプロセッサ上で、全部または一部が行われてもよい。しかしながら、説明のために、プロセスは、図２のＤＳＰ２３５のようなＤＳＰ上で生じることを仮定する。

ブロック８０５において、ＤＳＰは、離散フーリエ変換を使用して、１組の位置決め信号のデジタル表示を周波数領域に変換する。ブロック８１０において、ＤＳＰは、離散フーリエ変換を使用して、基準コードを周波数領域に変換する。ＤＦＴの入力は、等式１にしたがって、基準コードの、時間を逆にしたバージョンであり、または、代わりに、ＤＦＴ出力の複素共役を取ることができることに注目すべきである。ブロック８１５において、ＤＳＰは、１組の位置決め信号と基準コードとのフーリエ変換を乗算することにより、１組の位置決め信号と基準コードとを相関付けて、相関付けられた出力を生成させる。

ブロック８２０において、ＤＳＰは、離散フーリエ変換を使用して、干渉信号のデジタル表示を、時間領域から周波数領域に変換する。ブロック８２５において、ＤＳＰは、干渉信号のデジタル表示のフーリエ変換の絶対値の２乗をとることにより、干渉信号の電力スペクトルを計算し、その結果、干渉信号がより弱い周波数ビンを識別する。ブロック８３０において、相関付けられた出力は、電力スペクトルにより除算されて、その結果、干渉信号が相対的に弱い周波数ビンが、相関付けられた出力から識別される。

図９に関連して、所望の位置決め信号中で相互相関の影響を減らすように構成された通信デバイス９００の実施形態のブロック図を示す。デバイス９００は、多数の送信機から１組の位置決め信号を受信する手段９０５を含む。デバイス９００は、１組の受信された位置決め信号を所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成する手段９１０をさらに含む。デバイス９００はまた、干渉信号の送信パラメータを規定する受信データに基づいて、干渉信号の電力スペクトルを計算する手段９１５を含む。デバイス９００は、干渉信号の電力スペクトルを処理して、電力スペクトルのうちの他の周波数ビンに対して干渉信号が弱い、１組の１つ以上の周波数ビンを識別する手段９２０を含む。デバイス９００は、相関付けられた出力の測定において、識別された組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る手段９２５を含む。

上で注目したように、上の説明の多くは、ＧＰＳ Ｃ／Ａコードに関するが、同じ原理が適用できる多数の他の位置特定システムがある。例えば、将来のＧＰＳシステムに対して、多数の提案された修正がある。改良のいくつかは、処理の利得を増加させることを目的としており、集積された拡散チップの数を増加させることにより達成される。受信機における信号処理を簡単にする、何らかのナビゲーションメッセージのビット変調がない信号フォーマットが存在する可能性もある。いずれにせよ、本開示中に含まれるさまざまな方法は、さらに、多くのケースにおいて適用できる。もちろん、チップレートや、拡散コード周期や、受信機のサンプリングレートや、ＤＦＴ／ＦＦＴサイズや、受信機の帯域幅などのような特定の細目は、新しい信号パラメータにしたがって、調整されなければならない。

Ｇａｌｉｌｅｏのような、提案される他の位置特定システムがある。特に、多数の衛星または送信機が、同じ周波数帯域を共有し、受信される位置決め信号の選択的なシャドーイングを観察することが可能であるとき、相互相関が、きっと要因になるだろう。上で注目したように、本開示において記述した方法は、同様に、他の将来の衛星ベースの位置決めシステムに対して適用できる。実現の詳細および特定のパラメータは、もちろん、それらの新しいシステムにおける信号設計にしたがって、調整される。

地上ベースのシステムは、独立に、あるいは、ＧＰＳまたは他の衛星ベースのナビゲーションシステムと一緒（ハイブリッド位置特定）に使用してもよい。強い干渉物の影響を減らすことを目的とする、感度のよい信号フィルタリングをスペクトルで用いる基本原理もまた、ここで適用できる。アドバンストフォワードリンク三辺測量（ＡＦＬＴ）による位置決めを実行するために、移動局がセルラフォワードリンク（ＦＬ）の測定を実施することを試みるとき、担当セルの至近距離にある、隣接するセルの信号を測定するという課題に直面することが多い。これは、位置を決定するために、ＭＳは、少なくとも３つの個々のセルのサイトの場所（同じセルの異なるセクタは、個々の場所として数えないことに注目すべきである）に対して相対距離を測定する必要があるからである。それゆえに、‘周波数の繰り返し使用＝１’のセルラシステムにおいて、ＭＳは、強い干渉物がある状態でＦＬの測定を実施する必要があることが多い。それらのケースにおいて、この文書中で記述した方法が適用されるであろう。当業者にとって明白であるような、ここで記述した原理が適用できる多数の他の地上構成がある。

上で説明した、方法、システムおよびデバイスは、本質的に、単に例示であるように向けられていることに注目すべきである。さまざまな実施形態は、適宜、さまざまな手続きまたは構成要素を、省略し、置き換え、または、追加してもよいことを強調する必要がある。例えば、代替の実施形態において、記述したものとは異なる順序で方法を実行してもよく、さまざまなステップを、追加し、省略し、または、組み合わせてもよい。さらに、いくつかの実施形態に関して記述した特徴を、さまざまな他の実施形態において組み合わせてもよい。実施形態の、異なる観点および要素を、類似した方法において組み合わせてもよい。さらに、技術は発展し、したがって、要素の多くは、本質的に例示的であり、発明の範囲を限定するように解釈すべきでないことを強調すべきである。

実施形態の完全な理解を提供するために、特定の詳細が、詳細な説明中で与えられている。しかしながら、実施形態は、これらの特定の詳細なしで実施できることが、当業者により理解されるであろう。例えば、よく知られている、回路や、プロセスや、アルゴリズムや、構造や、技術は、実施形態を不明瞭にすることを回避するために、不必要な詳細なしで示されている。

フローチャートとして描写されるプロセスとして、実施形態を記述してもよいことが注目される。フローチャートは、シーケンシャルなプロセスとして動作を記述してもよいが、動作の多くは、並行して、または同時に実行できる。さらに、動作の順序を並べ換えてもよい。プロセスは、その動作が完了するときに終了するが、図中に含まれていない追加のステップを有することができる。

さらに、ここで開示したように、用語“メモリ”は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ、コアメモリ、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイスおよび／または情報を記憶する他の機械読取り可能媒体を含む、データを記憶する１つ以上のデバイスを表してもよい。用語“コンピュータ読取り可能媒体”は、携帯型の、または固定式の記憶デバイス、光学記憶デバイス、ワイヤレスチャネル、ならびに／あるいは、命令および／またはデータを記憶し、含み、搬送することができるさまざまな他の媒体を含むが、これらに限定されない。

いくつかの実施形態を記述してきたが、さまざまな修正、代替の構成、および均等物を、本発明の精神から逸脱することなく使用してもよいことが当業者により認識されるだろう。例えば、上の要素は、単に、より大きなシステムの構成要素であり、他のルールが本発明の適用に優先され、またはそうでない場合、本発明の適用を修正する。さらに、多数のステップが、さまざまな実施形態の前後に、またはさまざまな実施形態と同時に、必要とされる。したがって、上の記述は、本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲において規定される。

図１は、移動局が本発明のさまざまな実施形態にしたがって位置決め信号を受信するように構成されている通信システムを図示する。 図２は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって構成された受信機の構成を図示するブロック図である。 図３は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって構成された受信機の代替の構成を図示するブロック図である。 図４は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって構成されたプロセッサの例示的な構成を図示するブロック図である。 図５は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって相互相関技術を使用する、受信電力に対するエラーレートを図示するグラフである。 図６は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって所望の位置決め信号中で相互相関の影響を減らすプロセスを図示するフローチャートである。 図７は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって所望の位置決め信号中で相互相関の影響を減らす代替のプロセスを図示するフローチャートである。 図８は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって、離散フーリエ変換を使用して、所望の位置決め信号中で相互相関の影響を減らすプロセスを図示するフローチャートである。 図９は、本発明のさまざまな実施形態にしたがって構成された通信デバイスのブロック図である。

Claims (42)

1. 所望の位置決め信号中の相互相関の影響を減らす方法において、
   前記方法は、
   複数の受信された位置決め信号を、前記所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させることと、
   複数の干渉信号の電力スペクトルを処理して、前記電力スペクトルのうちの第２の組の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、第１の組の周波数ビンを識別することと、
   前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第２の組よりも、前記識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振ることとを含む方法。
2. 前記干渉信号の送信パラメータを規定するデータを受信することと、
   前記受信データに少なくとも部分的に基づいて、前記電力スペクトルを計算することとをさらに含む請求項１記載の方法。
3. 前記送信パラメータは、それぞれ前記干渉信号に帰する、ドップラーオフセットと変調データ幅とを含んでいる請求項２記載の方法。
4. 前記送信パラメータは、前記干渉信号の送信信号スペクトルを規定する請求項２記載の方法。
5. 前記相関付けられた出力を使用して、第４の組の周波数ビンに対して前記所望の位置決め信号が強い、第３の組の周波数ビンを識別することと、
   前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第４の組よりも、前記識別された第３の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振ることとをさらに含む請求項１記載の方法。
6. 前記第１の組は、前記第３の組を含んでいる請求項５記載の方法。
7. 前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第１の組の他の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、前記識別された第１の組の周波数ビンのサブセットに対して、比例して、より大きい重みを割り振ることをさらに含む請求項１記載の方法。
8. 前記相関付けるステップと、前記処理するステップと、前記割り振るステップとのうちの少なくとも１つは、周波数領域において実行される請求項１記載の方法。
9. 離散フーリエ変換を使用して、前記受信された位置決め信号と、前記所望の位置決め信号と、前記干渉信号とのうちの少なくとも１つを、時間領域から周波数領域に変換することをさらに含む請求項８記載の方法。
10. 前記電力スペクトルは、推定された電力スペクトルを含む請求項１記載の方法。
11. 前記干渉信号と前記所望の位置決め信号との間の電力不均衡を識別することと、
    ゼロまたは基準コード周期の整数倍である、前記干渉信号と前記所望の位置決め信号との間のドップラーの差を識別することとにより、
    前記相互相関を検出することをさらに含む請求項１記載の方法。
12. 前記所望の位置決め信号と前記干渉信号は、それぞれ、異なる衛星から送信された位置特定信号であり、各信号は、等しい長さの繰り返しコードを含んでいる請求項１記載の方法。
13. 前記所望の位置決め信号と前記干渉信号は、それぞれ、異なるＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号であり、各信号は、ＧＰＳ周波数で送信された固有の基準コードを含んでいる請求項１記載の方法。
14. 所望の位置決め信号中の相互相関の影響を減らすように構成された移動局において、
    前記移動局は、
    複数の位置決め信号を受信するように構成されたアンテナと、
    前記複数の複数の受信された位置決め信号を、前記所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させ、
    複数の干渉信号の電力スペクトルを処理して、前記電力スペクトルのうちの第２の組の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、第１の組の周波数ビンを識別し、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第２の組よりも、前記識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る、
    ように構成され、前記アンテナに結合された第１の処理ユニットと、
    プロセッサに結合されたメモリとを具備する移動局。
15. 基地局からのデータを受信するように構成された第２のアンテナと、
    前記第１の処理ユニットと前記第２のアンテナとに結合され、前記第２のアンテナを通して、前記干渉信号の送信パラメータを規定するデータを受信するように構成された第２の処理ユニットとをさらに具備し、
    前記第１の処理ユニットは、前記受信データに少なくとも部分的に基づいて、前記電力スペクトルを計算する請求項１４記載の移動局。
16. 前記受信データは、それぞれ前記干渉信号に帰する、ドップラーオフセットと変調データ幅とを含んでいる請求項１５記載の移動局。
17. 前記第１の処理ユニットと前記第２の処理ユニットは、単一のプロセッサを備えている請求項１５記載の移動局。
18. 前記第１の処理ユニットは、
    前記相関付けられた出力を使用して、第４の組の周波数ビンに対して前記所望の位置決め信号が強い、第３の組の周波数ビンを識別し、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第４の組よりも、前記識別された第３の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振るようにさらに構成されている請求項１４記載の移動局。
19. 前記第１の処理ユニットは、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第１の組の他の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、前記識別された第１の組の周波数ビンのサブセットに対して、比例して、より大きい重みを割り振るようにさらに構成されている請求項１４記載の移動局。
20. 前記処理ユニットは、周波数領域において、前記相関付けるステップと、前記処理するステップと、前記割り振るステップとのうちの少なくとも１つを実行する請求項１４記載の移動局。
21. 前記第２の処理ユニットは、
    前記干渉信号と前記所望の位置決め信号との間の電力不均衡を識別することと、
    ゼロまたは基準コード周期の整数倍である、前記干渉信号と前記所望の位置決め信号との間のドップラーの差を識別することとにより、
    前記相互相関を検出するようにさらに構成されている請求項１４記載の移動局。
22. 前記所望の位置決め信号と前記干渉信号は、それぞれ、異なる衛星から送信された位置特定信号であり、各信号は、等しい長さの繰り返しコードを備えている請求項１４記載の移動局。
23. 前記所望の位置決め信号と前記干渉信号は、それぞれ、異なるＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号であり、各信号は、ＧＰＳ周波数で送信された固有の基準コードを備えている請求項１４記載の移動局。
24. 所望の位置決め信号中の相互相関の影響を減らすように構成された通信デバイスにおいて、
    前記デバイスは、
    複数の位置決め信号を受信する手段と、
    前記複数の受信された位置決め信号を、前記所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させる手段と、
    複数の干渉信号の電力スペクトルを処理して、前記電力スペクトルのうちの第２の組の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、第１の組の周波数ビンを識別する手段と、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第２の組よりも、前記識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る手段とを具備する通信デバイス。
25. 基地局から、前記干渉信号の送信パラメータを規定するデータを受信する手段と、
    前記受信データに少なくとも部分的に基づいて、前記電力スペクトルを計算する手段とをさらに具備する請求項２４記載の通信デバイス。
26. 前記相関付けられた出力を使用して、第４の組の周波数ビンに対して前記所望の位置決め信号が強い、第３の組の周波数ビンを識別する手段と、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第４の組よりも、前記識別された第３の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振る手段とをさらに具備する請求項２４記載の通信デバイス。
27. 前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第１の組の他の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、前記識別された第１の組の周波数ビンのサブセットに対して、比例して、より大きい重みを割り振る手段をさらに具備する請求項２４記載の通信デバイス。
28. 所望の位置決め信号中の相互相関の影響を減らすように構成されたコンピュータ実行可能命令を実体的に組み入れているコンピュータ読取り可能媒体において、
    前記コンピュータ読取り可能媒体は、
    複数の受信された位置決め信号を、前記所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させ、
    複数の干渉信号の電力スペクトルを処理して、前記電力スペクトルのうちの第２の組の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、第１の組の周波数ビンを識別し、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第２の組よりも、前記識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振るコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ読取り可能媒体。
29. 前記干渉信号の送信パラメータを規定するデータを受信し、
    前記受信データに少なくとも部分的に基づいて、前記電力スペクトルを計算するコンピュータ実行可能命令をさらに含む請求項２８記載のコンピュータ読取り可能媒体。
30. 前記受信データは、それぞれ前記干渉信号に帰する、ドップラーオフセットと変調データ幅とを含んでいる請求項２９記載のコンピュータ読取り可能媒体。
31. 前記相関付ける命令と、前記処理する命令と、前記割り振る命令とのうちの少なくとも１つは、離散フーリエ変換を使用して実行される請求項２８記載のコンピュータ読取り可能媒体。
32. 前記相関付けられた出力を使用して、第４の組の周波数ビンに対して前記所望の位置決め信号が強い、第３の組の周波数ビンを識別し、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第４の組よりも、前記識別された第３の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振るコンピュータ実行可能命令をさらに含む請求項２８記載のコンピュータ読取り可能媒体。
33. 前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第１の組の他の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、前記識別された第１の組の周波数ビンのサブセットに対して、比例して、より大きい重みを割り振るコンピュータ実行可能命令をさらに含む請求項２８記載のコンピュータ読取り可能媒体。
34. 前記干渉信号と前記所望の位置決め信号との間の電力不均衡を識別することと、
    ゼロまたは基準コード周期の整数倍である、前記干渉信号と前記所望の位置決め信号との間のドップラーの差を識別することとにより、
    前記相互相関を検出するコンピュータ実行可能命令をさらに含む請求項２８記載のコンピュータ読取り可能媒体。
35. 所望の位置決め信号中の相互相関の影響を減らすように構成されたプロセッサにおいて、
    前記プロセッサは、
    複数の受信された位置決め信号を、前記所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させ、
    複数の干渉信号の電力スペクトルを処理して、前記電力スペクトルのうちの第２の組の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、第１の組の周波数ビンを識別し、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第２の組よりも、前記識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振るように構成されているプロセッサ。
36. 前記干渉信号の送信パラメータを規定する受信データに少なくとも部分的に基づいて、前記電力スペクトルを計算するようにさらに構成されている請求項３５記載のプロセッサ。
37. 前記受信データは、それぞれ前記干渉信号に帰する、ドップラーオフセットと変調データ幅とを含んでいる請求項３６記載のプロセッサ。
38. 離散フーリエ変換を使用して、前記受信された位置決め信号と、前記所望の位置決め信号基準コードと、前記干渉信号とを、時間領域から周波数領域に変換するようにさらに構成されている請求項３５記載のプロセッサ。
39. 前記相関付けられた出力を使用して、第４の組の周波数ビンに対して前記所望の位置決め信号が強い、第３の組の周波数ビンを識別し、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第４の組よりも、前記識別された第３の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振るようにさらに構成されている請求項３５記載のプロセッサ。
40. 前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第１の組の他の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、前記識別された第１の組の周波数ビンのサブセットに対して、比例して、より大きい重みを割り振るようにさらに構成されている請求項３５記載のプロセッサ。
41. 所望の位置決め信号中の相互相関の影響を減らすように構成された位置決めシステムにおいて、
    前記システムは、
    所望の位置決め信号を送信する複数の第１の送信機と、
    干渉信号と、前記干渉信号に関連した信号パラメータを含むデータとを送信する複数の第２の送信機と、
    を含む、位置決め信号を移動局に送信するようにそれぞれ構成された複数の送信機と、
    前記第２の送信機に通信可能に結合され、前記第２の送信機から受信したデータを前記移動局に送信するように構成された基地局と、
    前記複数の送信機と前記基地局とに通信可能に結合された前記移動局とを具備し、
    前記移動局は、
    前記複数の送信機から、前記所望の位置決め信号と前記干渉信号とを含む前記位置決め信号を受信し、
    前記複数の受信された位置決め信号を、前記所望の位置決め信号の基準コードと相関付けて、相関付けられた出力を生成させ、
    前記基地局から送信されたデータを受信し、
    前記受信データに少なくとも部分的に基づいて、前記干渉信号の電力スペクトルを計算して、その結果、前記電力スペクトルのうちの第２の組の周波数ビンに対して前記干渉信号が弱い、第１の組の周波数ビンを識別し、
    前記相関付けられた出力を測定するときに、前記第２の組よりも、前記識別された第１の組の周波数ビンに対して、比例して、より大きい重みを割り振るように構成されている位置決めシステム。
42. 前記位置決めシステムは、衛星位置決めシステムを具備し、
    前記複数の送信機は、複数の衛星を備えている請求項４１記載の位置決めシステム。

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