JP6011042B2 - 受信部駆動制御方法及び受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、測位用衛星信号を受信する受信部を駆動制御する方法等に関する。

測位用の衛星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受信装置に利用されている。ＧＰＳでは、ＧＰＳ受信機の計時時刻を用いて、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を求め、最終的に位置計算を行う。

ＧＰＳ受信機の中には、消費電力の削減のため、位置算出の動作を実行する期間と実行しない期間とを繰り返す間欠的な位置算出（間欠測位）を行うＧＰＳ受信機が知られている（例えば特許文献１や特許文献２）。

特開２００１−４２０２３号公報 特開２００９−１７５１２３号公報

しかし、省電力化の手法は特許文献１や特許文献２に開示されている手法に限られるわけではない。
本発明は、測位用衛星信号を受信する受信機の省電力化を実現するための新しい手法を提案することを目的とする。

以上の課題を解決するための第１の形態は、測位用衛星信号を受信する受信部によって受信される信号に基づいてコード位相を検出することと、前記コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内である場合には、前記受信部を間欠駆動させない制御をすることと、を含む受信部駆動制御方法である。

また、他の形態として、測位用衛星信号を受信する受信部と、前記受信部による受信信号に基づいてコード位相を検出するコード位相検出部と、前記コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内である場合には、前記受信部を間欠駆動させない制御をする制御部と、を備えた受信装置を構成することとしてもよい。

測位用衛星信号を受信する受信部を間欠駆動させることで、測位用衛星信号を受信する受信機の省電力化を実現することができる。しかし、詳細は後述するが、コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内である状態で受信部を間欠駆動させると、航法メッセージのビット変化タイミングが検出できなくなるおそれがある。そこで、第１の形態等によれば、受信部によって受信される信号に基づいてコード位相を検出し、検出したコード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内である場合には、受信部を間欠駆動させない制御をする。

また、第２の形態として、第１の形態の受信部駆動制御方法において、前記制御をすることは、前記受信信号に含まれている航法メッセージのビット変化タイミングが未知であり、且つ、前記コード位相が前記端部所定範囲内の場合に前記受信部を間欠駆動させないことを含む、受信部駆動制御方法を構成することとしてもよい。

この第２の形態によれば、受信信号に含まれている航法メッセージのビット変化タイミングが未知であり、且つ、コード位相が端部所定範囲内の場合に受信部を間欠駆動させないようにする。これにより、航法メッセージのビット変化タイミングの検出状況を考慮して、受信部を適切に駆動制御することが可能となる。

また、第３の形態として、第１又は第２の形態の受信部駆動制御方法において、前記制御をすることは、前記受信信号に含まれている航法メッセージのビット変化タイミングが既知であれば、前記コード位相が前記ＰＲＮコードの端部所定範囲内であるか否かに関わらず、前記受信部を間欠駆動させることを更に含む、受信部駆動制御方法を構成することとしてもよい。

この第３の形態によれば、受信信号に含まれている航法メッセージのビット変化タイミングが既知であれば、ビット変化タイミングの検出という制約が外れる。そのため、コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内であるか否かに関わらず、受信部を間欠駆動させることで、受信機の省電力化を実現することができる。

また、第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の受信部駆動制御方法において、前記制御をすることは、前記受信信号に含まれる前記ＰＲＮコードの１周期時間を間欠間隔として前記間欠駆動を行うことを含む、受信部駆動制御方法を構成することとしてもよい。

この第４の形態によれば、受信信号に含まれるＰＲＮコードの１周期時間を間欠間隔として受信部の間欠駆動を行うことで、受信機の消費電力を効果的に削減することができる。

省電力モードの説明図。 ＢＴＴの検出方法の説明図。 Ｄｏｔ値の算出結果の一例を示す図。 間欠駆動の切替タイミングとエポックとの関係の説明図。 Ｄｏｔ値の算出結果の一例を示す図。 コード位相が０％の場合の説明図。 コード位相が５０％の場合の説明図。 間欠駆動の抑止制御の説明図。 携帯型電話機の機能構成の一例を示すブロック図。 ベースバンド処理回路部の回路構成の一例を示す図。 ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。 動作モード切替制御テーブルのテーブル構成例を示す図。

以下、本発明を適用した好適な実施形態の一例について説明する。本実施形態は、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を適用した実施形態である。但し、本発明を適用可能な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。

１．原理
（１）動作モード
本実施形態では、測位用衛星の一種であるＧＰＳ衛星から発信されているＧＰＳ衛星信号を受信して、位置算出を行うＧＰＳ受信機を想定する。ＧＰＳ衛星信号は、擬似雑音符号として知られるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コードによって、スペクトラム拡散方式で拡散変調された測位用衛星信号である。ＰＲＮコードには、Ｃ／Ａ（Coarse／Acquisition）コードとＰコードとの２種類がある。

ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星信号を受信する受信部であるＲＦ受信回路部と、ＲＦ受信回路部で受信されたＧＰＳ衛星信号を信号処理して位置を算出するベースバンド処理回路部とを有して構成される。本実施形態では、ＲＦ受信回路部及びベースバンド処理回路部を、２種類の動作モードのうちの何れかの動作モードで駆動制御する。２種類の動作モードとは、通常モードと、省電力モードとである。

通常モードは、ＲＦ受信回路部とベースバンド処理回路部とを常時駆動させるモードである。この通常モードでは、ＲＦ受信回路部とベースバンド処理回路部とを常時稼働させるため、消費電力は省電力モードと比べて大きくなる。

省電力モードは、ＲＦ受信回路部とベースバンド処理回路部とを間欠駆動させることで、消費電力を削減するモードである。ＲＦ受信回路部の動作状態には、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とがある。

ＯＮ状態は、ＲＦ受信回路部に対して電源からの電力供給がなされている状態である。つまり、この状態では、ＲＦ受信回路部は、ＧＰＳアンテナで受信されたＲＦ信号を増幅したり、中間周波数の信号にダウンコンバートしたり、不要な周波数帯域成分をカットしたり、アナログ信号である受信信号をデジタル信号に変換するといった回路動作が行われている。

ＯＦＦ状態は、電源回路部からＲＦ受信回路部への電力供給がなされていない状態である。つまり、この状態では、ＲＦ受信回路部は上記の回路動作を行わない。
以下、ＯＮ状態の期間のことを「ＯＮ期間」、ＯＦＦ状態の期間のことを「ＯＦＦ期間」と称する。

図１は、本実施形態における省電力モードの説明図であり、ＲＦ受信回路部の動作状態の変化の一例を示している。省電力モードでは、ＲＦ受信回路部は、１ミリ秒毎にＯＦＦ／ＯＮを切り替えるように間欠駆動される。「１ミリ秒」という時間は、ＰＲＮコードの１周期時間に相当する時間である。ＯＮ状態とＯＦＦ状態とが１ミリ秒毎に繰り返されるため、間欠周期が２ミリ秒とも言える。

省電力モードでは、航法メッセージのデコードが可能である。ＲＦ受信回路部は、航法メッセージ１フレーム分の１５００ビット（＝３０秒）を連続受信しているわけではない。しかし、ＲＦ受信回路部は、１ビット分の受信時間である２０ミリ秒の期間では半分の１０ミリ秒がＯＮ状態であり、当該ビットのデータを受信できているため、データの欠落が生じないからである。但し、受信感度の問題から、データ誤り（ビット誤り）が生じる可能性はある。

（２）ＢＴＴの検出
ベースバンド処理回路部は、ＲＦ受信回路部で受信された受信信号に対して、キャリア除去や相関演算を行って、ＧＰＳ衛星（ＧＰＳ衛星信号）を捕捉する。相関演算では、受信信号と、ＰＲＮコードを模擬したレプリカコードとの相関演算を行って相関値を算出する。この相関演算を位相方向及び周波数方向のそれぞれについて行って、受信したＧＰＳ衛星信号のコード位相や受信周波数を検出する。

ところで、ＧＰＳ衛星信号は、ＰＲＮコードが航法メッセージのビット値に応じてＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調されている。具体的には、ビットレートが５０ｂｐｓのため、航法メッセージの１ビットのビット長は２０ミリ秒である。つまり、航法メッセージのビット値は、２０ミリ秒毎に値が変化する可能性がある。受信信号とレプリカコードとの相関演算を行うと、航法メッセージのビット値が変化する前後で符号が逆転した相関値が得られる。そのため、航法メッセージのビット長である２０ミリ秒を跨いで相関値を積算する場合には、符号の異なる相関値を積算してしまう可能性がある。

かかる問題を回避するためには、航法メッセージのビット値が変化するタイミング（以下、「ビット変化タイミング」と称す。）を検出することが必要となる。ビット変化タイミングは、ビット変化時刻（ＢＴＴ（Bit Transition Time））に相当するタイミングのことであり、本実施形態では、ビット変化タイミングのことをＢＴＴと称して説明する。

図２は、ＢＴＴの検出方法の説明図である。図２において、右方向から左方向に記載した矢印は、受信信号とレプリカコードとの相関演算を行うことで得られた相関値を示しており、右方向から左方向に向かって相関値が時系列に流れてくる様子を模式的に示したものである。

ＢＴＴを検出するに当たり、所与の標本開始タイミングを始点とする所定時間分の期間を標本期間として設定し、当該標本期間における相関値（相関演算結果）を用いて、ＢＴＴ検出用の指標値（以下、「ＢＴＴ検出用指標値」と称す。）を算出する。このＢＴＴ検出用指標値の算出を、所定のずらし時間ずつ標本開始タイミングをずらしながら行う。

本実施形態では、標本期間を定める所定時間を、航法メッセージのビット長の２倍である「４０ミリ秒」として図示・説明する。つまり、標本開始タイミングから４０ミリ秒の期間を標本期間とする。また、本実施形態では、標本開始タイミングのずらし時間を、ＰＲＮコードの１周期時間である「１ミリ秒」として図示・説明する。また、ＰＲＮコード１周期の先頭の時刻を「エポック」と称して説明する。本実施形態では、標本開始タイミングはエポックとされる。

図２を参照して説明すると、最初に図２（１）に示すように、所与の標本開始タイミングから４０ミリ秒の標本期間の相関値からＢＴＴ検出用指標値を算出する。次に、図２（２）に示すように、図２（１）の標本開始タイミングから時間を１ミリ秒だけずらしたタイミング（次のエポックのタイミング）を標本開始タイミングとして標本期間を定め、この期間の相関値からＢＴＴ検出用指標値を算出する。以下同様である。

図３は、ＢＴＴ検出用指標値を実際に算出した結果の一例を示す図である。ここでは、ＢＴＴ検出用指標値として、Ｄｏｔ値と呼ばれる指標値を算出した場合の結果の一例を示す。図３において、横軸は標本開始タイミングであり、縦軸はＤｏｔ値である。

Ｄｏｔ値は、次式（１）に従って算出される。

但し、“ｊ”は標本開始タイミングの番号であり、“Ｄｏｔ［ｊ］”は第ｊ番目の標本開始タイミングに係るＤｏｔ値である。また、“ｋ”は１ミリ秒を単位として計算される相関値の番号である。“Ｉ”は同相成分（Ｉ成分）の相関値（Ｉ相相関値）であり、“Ｑ”は直交成分（Ｑ成分）の相関値（Ｑ相相関値）である。

Ｄｏｔ値は、４０ミリ秒の標本期間のうちの前半２０ミリ秒の期間（以下、「標本前半期間」と称す。）の相関値を積算した相関積算値と、後半２０ミリ秒の期間（以下、「標本後半期間」と称す。）の相関値を積算した相関積算値とを用いて算出される。

Ｄｏｔ値を計算すると、ＢＴＴに相当する標本開始タイミングでは、その値が最小となる。図３の例では、第１４番目の標本開始タイミング（ｊ＝１４）においてＤｏｔ値が最小となっている。従って、第１４番目の標本開始タイミングがＢＴＴであることがわかる。

このように、標本開始タイミングを１ミリ秒ずつずらしながらＢＴＴ検出用指標値を算出することで、ＢＴＴを検出することができる。しかし、図１で説明した省電力モードを適用してＲＦ受信回路部を間欠駆動させる場合には、ＢＴＴ検出に問題が生ずる。

図４は、間欠駆動の切替タイミングとエポックとの関係の説明図である。ＰＲＮと表記した１つの矩形が、１周期時間のＰＲＮコードに対応する相関値を示す。ＲＦ受信回路部の間欠駆動のタイミングはコード位相で制御されるため、ＲＦ受信回路部のＯＮ／ＯＦＦの切替タイミングは、コード位相のタイミングとなる。

コード位相を０％〜１００％の百分率で表すことにすると、図４（１）は、コード位相が０％（＝１００％）の状態である。この状態では、間欠駆動の切替タイミングがエポックとぴったり一致した状態である。それに対し、図４（２）は、コード位相が５０％の状態である。この状態では、間欠駆動の切替タイミングはエポック間の中間点（中央時刻）となる。

コード位相が異なることで間欠駆動の切替タイミングが変化するが、この結果、相関値のどの部分が欠落するかが変化することとなる。コード位相が０％の場合には、ＰＲＮコード１つおきの相関値が欠落することとなる。一方、コード位相が５０％の場合には、前後するＰＲＮコードの隣接する半分ずつの部分の相関値が、存在したり、欠落したりを繰り返すこととなる。

図５は、図４に示したコード位相が０％と５０％とのそれぞれの場合についてＤｏｔ値を算出した結果の一例を示す図である。コード位相を０％とした場合のＤｏｔ値を“●”のプロットで示し、コード位相を５０％とした場合のＤｏｔ値を“＊”のプロットで示している。図の見方は図３と同じである。

この結果を見ると、コード位相が５０％の場合には、第１４番目の標本開始タイミング（ｊ＝１４）においてＤｏｔ値が最小となっていることから、当該標本開始タイミングをＢＴＴと判定することができる。しかし、コード位相が０％の場合には、第１３番目の標本開始タイミング（ｊ＝１３）と、第１４番目の標本開始タイミング（ｊ＝１４）との２つの標本開始タイミングにおいて、Ｄｏｔ値が同じ値で最小となっている。この場合、どちらの標本開始タイミングがＢＴＴであるかを判断することができない。このような現象が起こる理由を説明する。

図６，７は、それぞれコード位相が０％（＝１００％）及び５０％の場合の説明図である。図２，４を組み合わせた図となっており、複雑であるため、簡単に見方を説明する。

図６，７の上段には、ＲＦ受信回路部を省電力モードで動作させた場合の動作状態の変化（間欠駆動の切替タイミング）を示している。（１）〜（４）には、間欠駆動の切替タイミングと標本前半期間の関係、ならびに航法メッセージのビット値の変化の様子の一例を示している。便宜的に、ＰＲＮコードに通し番号を割り当てて示している。航法メッセージのビット値は、一例として、第３番目のＰＲＮコードのエポック及び第２３番目のＰＲＮコードのエポックで変化したとして太実線で示している。白抜き矢印で示した２０ミリ秒の期間が標本前半期間である。説明の簡明化のため、標本後半期間については省略している。

さて、図６はコード位相が０％の場合である。コード位相が０％であるため、間欠駆動の切替タイミングはエポックと一致する。
図６（１）は、標本開始タイミングが第１番目のＰＲＮコードのエポックの場合を示している。この場合は、標本前半期間には、第１番目〜第２０番目のＰＲＮコードの部分の相関値が含まれることとなる。

しかし、ＲＦ受信回路部のＯＦＦ期間では相関演算が行われないため、奇数番号のＰＲＮコードに対応する部分の相関値は欠落している。その結果、偶数番号のＰＲＮコードに対応する部分の相関値のみがＢＴＴ検出用指標値の演算に利用されることとなる。具体的には、第２番目、第４番目、第６番目、・・・、第２０番目の１０個のＰＲＮコードに対応する部分の相関値である。

図６（２）は、標本開始タイミングが第２番目のＰＲＮコードのエポックの場合を示している。この場合は、標本前半期間には、第２番目〜第２１番目のＰＲＮコードの部分の相関値が含まれる。図６（１）の場合と同様に、偶数番号のＰＲＮコードに対応する部分の相関値のみがＢＴＴ検出用指標値の演算に利用されることとなる。つまり、第２番目、第４番目、第６番目、・・・、第２０番目の１０個のＰＲＮコードに対応する部分の相関値である。

ここで着目すべき点は、図６（１）の場合と、図６（２）の場合とでは、ＢＴＴ検出用指標値の演算に利用される相関値が同じということである。なお、図示を省略しているが、標本後半期間についても同様である。

図６（３）は、標本開始タイミングが第３番目のＰＲＮコードのエポックの場合を、図６（４）は、標本開始タイミングが第４番目のＰＲＮコードのエポックの場合を示している。上記と同様に、この２つの組合せについても、ＢＴＴ検出用指標値の演算に利用される相関値が同じであるため、ＢＴＴ検出用指標値は同じ値となる。

このように、コード位相が０％の場合には、標本開始タイミングをずらした前後２つの組合せにおいて、ＢＴＴ検出用指標値が同じ値となる。図５において、コード位相が０％の場合に、前後２つの標本開始タイミングについて同じＤｏｔ値となっているのはこのためである。

次に、図７を参照して、コード位相が５０％の場合を説明する。
図７（１）は、標本開始タイミングが第１番目のＰＲＮコードのエポックの場合を示している。この場合は、標本前半期間には、第１番目のＰＲＮコード〜第２０番目のＰＲＮコードまでの部分の相関値が含まれる。但し、省電力モードであるため、実際にＢＴＴ検出用指標値の演算に利用される相関値は、図中の白抜きの部分のみである。

図７（２）は、標本開始タイミングが第２番目のＰＲＮコードのエポックの場合を示している。
ここで着目すべきは、コード位相が０％の場合と異なり、ＢＴＴ検出用指標値の演算に利用される相関値の白抜きの部分が、図７（１）の場合と図７（２）の場合とでは異なるということである。図７（２）の場合と図７（３）の場合とでも異なる。そして、これは標本後半期間についても同様である。従って、標本開始タイミングをずらしたそれぞれの場合についてＢＴＴ検出用指標値を算出すると異なる値となる。

このように、コード位相が５０％の場合には、それぞれの標本開始タイミングについて異なる値のＢＴＴ検出用指標値が算出されることとなる。ここで再度図５を参照し、コード位相が５０％の場合のＤｏｔ値に着目してみると、標本開始タイミング毎に異なる値が算出されていることが確認できる。

（３）省電力モードの制御
上記のように、コード位相が０％（＝１００％）の場合には、標本開始タイミングをずらす前後においてＢＴＴ検出用指標値が同じ値となることから、ＢＴＴを検出することができないという問題がある。しかし、コード位相が５０％であればこの問題は生じない。

すなわち、この問題は、コード位相が０％や１００％といった端部に近い範囲で生じる問題である。より具体的に説明すると、コード位相を５０％から０％に徐々に近づけた場合のＤｏｔ値を算出すると、図５におけるコード位相が５０％のグラフから、コード位相が０％のグラフに徐々に近づく傾向を示す。そこで、本実施形態では、コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内であるか否かに基づいて、ＲＦ受信回路部を間欠駆動させるか否かを制御する。

図８は、ＲＦ受信回路部の間欠駆動制御の説明図である。図８において、横軸は時間軸であり、縦軸はコード位相（０％〜１００％）である。図８では、ＲＦ受信回路部の間欠駆動を抑止するためのコード位相の範囲として定められる端部所定範囲にハッチングを施している。

ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との相対的な位置関係は随時変化するため、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の擬似距離が随時変化し、コード位相も変化することとなる。例えば図８に示すように、コード位相は線形的な変化を示す。コード位相が１００％に到達するとロールオーバーとなって０％に戻る。

本実施形態では、「０％〜θｄ」及び「θｕ〜１００％」で表される範囲を端部所定範囲と定義する。「θｄ」及び「θｕ」は、それぞれ端部所定範囲を定めるための閾値であり、例えば「θｄ＝５％，θｕ＝９５％」といった値を定めておくことができる。

コード位相が端部所定範囲内となることは、ＲＦ受信回路部の間欠駆動を抑止する抑止条件の一例である。つまり、コード位相が端部所定範囲内である場合は、動作モードを省電力モードから通常モードに切り替えることにより、ＲＦ受信回路部の間欠駆動を抑止する。

なお、ＢＴＴが既知であれば、当該ＢＴＴに基づき航法メッセージを正しくデコードすることが可能であるため、ＲＦ受信回路部の間欠駆動を抑止する必要はない。そこで、ＢＴＴを検出した後は、省電力モードに動作モードを復帰させて、ＧＰＳ受信機全体としての省電力化を実現することにすると好適である。

２．実施例
次に、ＧＰＳ衛星信号を受信する受信装置の実施例について説明する。本実施例では、受信装置を具備する電子機器として、携帯型電話機の実施例について説明する。

２−１．携帯型電話機の構成
図９は、本実施形態における携帯型電話機１の機能構成の一例を示すブロック図である。携帯型電話機１は、ＧＰＳアンテナ５と、ＧＰＳ受信部１０と、電源回路部２５と、ホスト処理部３０と、操作部４０と、表示部５０と、音出力部５５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、記憶部８０と、時計部９０とを備えて構成される。

ＧＰＳアンテナ５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、受信信号をＧＰＳ受信部１０に出力する。

ＧＰＳ受信部１０は、ＧＰＳアンテナ５から出力された信号に基づいて携帯型電話機１の位置を算出する回路或いは装置であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックである。本実施形態では、ＧＰＳ受信部１０が受信装置に相当する。

ＧＰＳ受信部１０は、ＲＦ受信回路部１１と、メモリ部１３と、ベースバンド処理回路部２０とを有して構成される。なお、ＲＦ受信回路部１１と、メモリ部１３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。

ＲＦ受信回路部１１は、ＲＦ信号の受信回路であり、航法メッセージを搬送するＧＰＳ衛星信号を受信する受信部に相当する。ＲＦ受信回路部１１の回路構成としては、例えば、ＧＰＳアンテナ５から出力されたＲＦ信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、デジタル信号を処理する受信回路を構成してもよい。また、ＧＰＳアンテナ５から出力されたＲＦ信号をアナログ信号のまま信号処理し、最終的にＡ／Ｄ変換することでデジタル信号をメモリ部１３に出力する構成としてもよい。

後者の場合には、例えば、次のようにＲＦ受信回路部１１を構成することができる。すなわち、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５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する。そして、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、メモリ部１３に出力する。

メモリ部１３は、ＲＦ受信回路部によってダウンコンバートされた受信信号のデータが記憶される記憶部である。ＲＦ受信回路部１１の動作モードに関わらず、ＲＦ受信回路部１１から出力される受信信号のデータが蓄積的に書き込まれる。

ベースバンド処理回路部２０は、メモリ部１３に記憶された受信信号のデータを利用して、キャリア除去や相関演算等のＧＰＳ衛星信号の捕捉・追尾に係る処理動作を行って、ＧＰＳ衛星信号を捕捉・追尾する。そして、ＧＰＳ衛星信号から抽出した時刻データや衛星軌道データ等を利用して、携帯型電話機１の位置や時計誤差を算出する。

電源回路部２５は、ＧＰＳ受信部１０への電力供給を行う電源回路を有して構成される。電源回路部２５は、ベースバンド処理回路部２０から出力される電源制御信号に従って、ＧＰＳ受信部１０の各機能部（ＲＦ受信回路部１１、メモリ部１３及びベースバンド処理回路部２０）への電力供給を行う。ベースバンド処理回路部２０による電源制御によって、本実施形態の特徴の１つであるＲＦ受信回路部１１の間欠駆動が実現される。

ホスト処理部３０は、記憶部８０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り、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを有して構成される。ホスト処理部３０は、ベースバンド処理回路部２０から取得した位置座標を元に、表示部５０に現在位置を指し示した地図を表示させたり、その位置座標を各種のアプリケーション処理に利用する。

操作部４０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等を有して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処理部３０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、各種アプリケーション実行要求、位置算出要求等の各種指示入力がなされる。

表示部５０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を有して構成される表示装置であり、ホスト処理部３０から出力される表示信号に基づいた各種表示を行う。表示部５０には、位置表示画面や時刻情報等が表示される。

音出力部５５は、スピーカー等を有して構成される音出力装置であり、ホスト処理部３０から出力される音出力信号に基づいた各種音出力を行う。音出力部５５からは、通話中の音声や、各種アプリケーションに係る音声ガイダンス等が音出力される。

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。

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。

記憶部８０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置を有して構成され、ホスト処理部３０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、各種アプリケーション処理を実行するための各種プログラムやデータ等を記憶する。

時計部９０は、携帯型電話機１の内部時計であり、水晶振動子及び発振回路でなる水晶発振器等を有して構成される。時計部９０の計時時刻は、ベースバンド処理回路部２０及びホスト処理部３０に随時出力される。時計部９０の計時時刻は、ベースバンド処理回路部２０によって算出された時計誤差に基づき補正される。

２−２．ベースバンド処理回路部の回路構成
図１０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り、本実施例に係わる回路ブロックを中心に記載した図である。ベースバンド処理回路部２０は、主要な構成として、処理部２１と、記憶部２３とを備える。

処理部２１は、ベースバンド処理回路部２０の各機能部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサーを有して構成される。

処理部２１は、主要な機能部として、相関演算部２１１と、レプリカコード生成部２１２と、コード位相検出部２１３と、抑止条件判定部２１４と、ＢＴＴ検出部２１５と、航法メッセージ復調部２１６と、動作モード切替制御部２１７と、位置算出部２１８とを有する。但し、これらの機能部は、一実施例として記載したに過ぎず、必ずしもこれら全ての機能部を必須構成要素としなければならないわけではない。また、これら以外の機能部を必須構成要素としてもよい。

相関演算部２１１は、メモリ部１３に格納された受信信号のデータと、レプリカコード生成部２１２によって生成されたレプリカコードとの相関演算を行う。相関演算部２１１は、受信信号のＩ成分及びＱ成分のデータそれぞれについて、レプリカコードとの相関演算を行う。ＲＦ受信回路部１１が省電力モードで駆動されている場合は受信信号が間欠的なデータとなっているため、相関演算結果も間欠的に出力されることとなる。

レプリカコード生成部２１２は、捕捉対象とするＧＰＳ衛星のＰＲＮコードを模擬したレプリカコードを生成する。

コード位相検出部２１３は、レプリカコード生成部２１２によるレプリカコードの生成タイミングをずらすこと（いわゆる位相方向のサーチ）によって、コード位相を検出する。具体的には、相関演算部２１１の相関演算結果に基づき、相関値が最大となるレプリカコードの位相を決定するようレプリカコード生成部２１２を制御することで、判定した最大相関値の位相をコード位相として検出する。コード位相検出部２１３及びレプリカコード生成部２１２は、ＧＰＳ衛星信号の追尾ループとしても機能する。

抑止条件判定部２１４は、コード位相検出部２１３によって検出されたコード位相が端部所定範囲に含まれるか否かを判定することで、省電力モード（間欠駆動）を抑止するための抑止条件が成立したか否かを判定する。

ＢＴＴ検出部２１５は、相関演算部２１１によって演算された相関値を用いてＢＴＴ検出用指標値（例えばＤｏｔ値）を算出し、当該ＢＴＴ検出用指標値を用いてＢＴＴを検出する。

航法メッセージ復調部２１６は、ＢＴＴ検出部２１５によって検出されたＢＴＴを用いて航法メッセージを復調（デコード）する。

動作モード切替制御部２１７は、抑止条件判定部２１４による抑止条件の判定結果と、ＢＴＴ検出部２１５によるＢＴＴの検出結果とに基づいて、動作モードを切替制御する電源制御信号を生成・出力する。また、コード位相検出部２１３によって検出されたコード位相に基づいて、省電力モードの場合のＯＮ／ＯＦＦ切替信号を電源制御信号に含める。

位置算出部２１８は、航法メッセージ復調部２１６によって復調された航法メッセージと、コード位相検出部２１３によって検出されたコード位相とを用いて、擬似距離を利用した所定の位置算出処理を行って、携帯型電話機１の位置（位置座標）及び時計誤差（クロックバイアス）を算出する。位置算出処理は、例えば、最小二乗法やカルマンフィルター等の手法を適用した処理として実現可能である。

記憶部２３は、ベースバンド処理回路部２０のシステムプログラムや、駆動制御機能、衛星捕捉機能、位置算出機能といった各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶する。また、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有する。

記憶部２３には、プログラムとして、処理部２１により読み出され、ベースバンド処理（図１１参照）として実行されるベースバンド処理プログラム２３１が記憶されている。このベースバンド処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。

また、記憶部２３には、主要なデータとして、衛星軌道データ２３４と、メジャメントデータ２３５と、算出結果データ２３６とが記憶される。

衛星軌道データ２３４は、アルマナックや、各ＧＰＳ衛星のエフェメリス等のデータである。衛星軌道データ２３４は、受信信号から航法メッセージを復調することで取得する他、例えば携帯型電話機１の基地局やアシストサーバーからアシストデータとして取得することができる。

メジャメントデータ２３５は、捕捉したＧＰＳ衛星信号に係る諸量であり、例えば、コード位相２３５Ａや受信周波数２３５Ｂ、受信信号強度２３５Ｃといった値がこれに含まれる。

算出結果データ２３６は、位置算出部２１８が位置算出処理を行うことで取得した算出結果のデータであり、算出した携帯型電話機１の位置や時計誤差がこれに含まれる。

２−３．処理の流れ
図１１は、処理部２１が、記憶部２３に記憶されているベースバンド処理プログラム２３１に従って実行す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。

最初に、処理部２１は、動作モードを初期設定する（ステップＡ１）。具体的には、例えば、動作モードに省電力モードを初期設定する。なお、必ずしも初期設定を省電力モードとしなければならないわけではなく、初期設定を通常モードとすることも可能である。

次いで、処理部２１は、捕捉対象衛星選定処理を行う（ステップＡ３）。具体的には、時計部９０で計時されている現在日時において携帯型電話機１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２３４を用いて判定して、捕捉対象衛星に選定する。

次いで、処理部２１は、各捕捉対象衛星それぞれについてループＡの処理を行う（ステップＡ５〜Ａ１７）。ループＡの処理では、処理部２１は、当該捕捉対象衛星の捕捉処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、相関演算部２１１が、メモリ部１３に格納された受信信号のデータと、レプリカコード生成部２１２によって生成された当該捕捉対象衛星に係るレプリカコードとの相関演算を行う。そして、コード位相検出部２１３は、相関演算部２１１によって演算された相関値に基づいて当該捕捉対象衛星から受信したＧＰＳ衛星信号のコード位相２３５Ａを検出し、メジャメントデータ２３５として記憶部２３に記憶させる。

その後、処理部２１は、当該捕捉対象衛星についてＢＴＴが検出済みであるか否かを判定し（ステップＡ９）、検出済みであると判定した場合は（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、航法メッセージ復調部２１６が、検出したＢＴＴを利用して航法メッセージを復調（デコード）する。そして、処理部２１は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。それに対し、ＢＴＴが未検出であると判定した場合は（ステップＡ９；Ｎｏ）、ＢＴＴ検出部２１５が、当該捕捉対象衛星について航法メッセージのＢＴＴを検出するＢＴＴ検出処理を行う（ステップＡ１１）。

次いで、処理部２１は、ＢＴＴが検出できたか否かを判定し（ステップＡ１３）、検出できたと判定した場合は（ステップＡ１３；Ｙｅｓ）、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。ＢＴＴが検出できた場合は、航法メッセージ復調部２１６が、検出したＢＴＴを利用して航法メッセージを復調（デコード）する。そして、処理部２１は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。

一方、ＢＴＴが検出できなかったと判定した場合は（ステップＡ１３；Ｎｏ）、抑止条件判定部２１４が、当該捕捉対象衛星について抑止条件の成否判定を行う（ステップＡ１５）。具体的には、当該捕捉対象衛星について、捕捉処理でコード位相検出部２１３によって検出されたコード位相２３５Ａが、端部所定範囲に含まれているか否かを判定する。そして、処理部２１は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。

全ての捕捉対象衛星についてステップＡ７〜Ａ１５の処理を行ったならば、処理部２１は、ループＡの処理を終了する（ステップＡ１７）。

次いで、動作モード切替制御部２１７が、各捕捉対象衛星に係るＢＴＴの検出結果と抑止条件の成否判定結果とに基づいて、動作モードを切り替えるか否かの判定を行う（ステップＡ１９）。具体的には、動作モードが省電力モードに設定されている場合は、ＢＴＴが未検出の捕捉対象衛星が存在し、且つ、当該捕捉対象衛星について抑止条件が成立した場合に、動作モードを通常モードに切り替えると判定する。一方、動作モードが通常モードに設定されている場合は、全ての捕捉対象衛星についてＢＴＴが検出済みの場合か、ＢＴＴが未検出の捕捉対象衛星が存在する場合であっても当該捕捉対象衛星について抑止条件が不成立の場合に、動作モードを省電力モードに切り替えると判定する。

次いで、動作モード切替制御部２１７は、動作モード切替判定の結果に基づいて、動作モードを切替制御する（ステップＡ２１）。上記のステップＡ１９及びＡ２１は、ＢＴＴが未知であり、且つ、コード位相が端部所定範囲内でない場合には受信部（ＲＦ受信回路部１１）を間欠駆動させ、ＢＴＴが未知であり、且つ、コード位相が端部所定範囲内の場合には受信部（ＲＦ受信回路部１１）を間欠駆動させないことに相当する。また、ＢＴＴが既知であれば、コード位相が端部所定範囲内であるか否かに関わらず、受信部（ＲＦ受信回路部１１）を間欠駆動させることに相当する。

次いで、処理部２１は、位置算出タイミングか否かを判定する（ステップＡ２３）。位置算出タイミングとしては、例えば所定時間間隔毎のタイミングを定めておくことができる。例えば、１秒毎に位置算出を行うこととし、１秒毎の経過タイミングを位置算出タイミングとして定めておくなどすればよい。なお、この他にも、例えばユーザーによって位置算出が指示されたタイミングを位置算出タイミングとしてもよい。

位置算出タイミングではないと判定した場合は（ステップＡ２３；Ｎｏ）、処理部２１は、ステップＡ５に戻る。つまり、位置算出タイミングが到来するまでの間は、同じ捕捉対象衛星を対象として動作モードの切替判定を行って、動作モードを切替制御する。これらの処理は、例えば２０ミリ秒毎に繰り返し実行される。

一方、位置算出タイミングであると判定した場合は（ステップＡ２３；Ｙｅｓ）、位置算出部２１８が、コード位相検出部２１３によって検出されたコード位相と、航法メッセージ復調部２１６によって復調された航法メッセージとを用いて、携帯型電話機１の位置及び時計誤差を算出する位置算出処理を行う（ステップＡ２５）。そして、その算出結果を算出結果データ２３６として記憶部２３に記憶させる。

次いで、処理部２１は、処理を終了するか否かを判定し（ステップＡ２７）、処理を継続すると判定した場合は（ステップＡ２７；Ｎｏ）、ステップＡ３に戻る。また、処理を終了すると判定した場合は（ステップＡ２７；Ｙｅｓ）、ベースバンド処理を終了する。

３．作用効果
ＲＦ受信回路部を１ミリ秒の間欠間隔で間欠駆動させる場合、コード位相が端部所定範囲内である場合には、ＢＴＴの検出が不可能になる場合がある。そこで、コード位相が端部所定範囲内である場合は、ＲＦ受信回路部の間欠駆動を抑止することで、ＧＰＳ受信機の省電力化とＢＴＴの検出との両方を考慮した適切な受信部の駆動制御を実現することができる。

ＢＴＴが未知であり、且つ、コード位相が端部所定範囲内でない場合は、ＲＦ受信回路部を間欠駆動させることとして、消費電力の削減を優先する。他方、ＢＴＴが未知であり、且つ、コード位相が端部所定範囲内である場合は、ＲＦ受信回路部を間欠駆動させないこととして、ＢＴＴの検出を優先する。

また、本実施形態では、ＧＰＳ衛星信号の受信信号に含まれるＰＲＮコードの１周期時間に相当する１ミリ秒を間欠間隔としてＲＦ受信回路部を間欠駆動させる。これにより、
ＧＰＳ受信機の消費電力を効果的に削減することができる。

４．変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明する。

４−１．間欠間隔
上記の実施形態では、ＲＦ受信回路部を間欠駆動させる場合の間欠間隔を１ミリ秒（間欠周期＝２ミリ秒）として説明したが、これは一例に過ぎない。具体的には、間欠間隔を１ミリ秒よりも長い時間間隔、例えば２ミリ秒（間欠周期＝４ミリ秒）としてもよい。この場合は、２ミリ秒のＯＮ期間→２ミリ秒のＯＦＦ期間→２ミリ秒のＯＮ期間→・・・といったように、２ミリ秒毎にＯＮ期間とＯＦＦ期間とを切り替えるようにＲＦ受信回路部を間欠駆動させる。

便宜的に、上記の実施形態で説明した間欠間隔を１ミリ秒としてＲＦ受信回路部を間欠駆動させる動作モードを「第１の省電力モード」と称する。また、間欠間隔を２ミリ秒としてＲＦ受信回路部を間欠駆動させる動作モードを「第２の省電力モード」と称する。

第１の省電力モードでは、コード位相が端部所定範囲に含まれなければ、ＢＴＴ検出用指標値を用いたＢＴＴの検出が可能である。それに対し、第２の省電力モードでは、２ミリ秒毎にＲＦ受信回路部がＯＦＦ期間とされるため、２ミリ秒毎に相関値が欠落してしまう。この場合、ＢＴＴ検出用指標値を算出してＢＴＴを検出しようとしても、相関値のデータが不足するため、ＢＴＴを検出することができない。

そこで、第２の省電力モードでＲＦ受信回路部を間欠駆動させる場合には、コード位相が端部所定範囲に含まれるか否かに関係なく、第２の省電力モードを抑止するようにする。つまり、ＢＴＴが未知であれば、ＲＦ受信回路部を第２の省電力モードで間欠駆動させないようにする。

また、上記の第１の省電力モードと、第２の省電力モードとを併用して、ＲＦ受信回路部を間欠駆動させることも可能である。この場合は、予め定められた条件に従って、動作モードを、通常モードと、第１の省電力モードと、第２の省電力モードとの間で切替制御することとすればよい。

図１２は、この場合における動作モードの切替制御の説明図であり、動作モードの切替制御を行うためのテーブル（動作モード切替制御テーブル）を図示したものである。この動作モード切替制御テーブルには、条件と、動作モードとが対応付けて定められている。

ＢＴＴが未検出で抑止条件が成立する捕捉衛星が存在する場合は、動作モードを通常モードとすることが定められている。ＢＴＴが未検出の捕捉衛星が存在するが、抑止条件が成立する捕捉衛星が存在しない場合は、動作モードを第１の省電力モードとすることが定められている。また、全捕捉衛星についてＢＴＴが検出済みの場合には、動作モードを第２の省電力モードとすることが定められている。

なお、間欠間隔を２ミリ秒としてＲＦ受信回路部を間欠駆動させる動作モードを第２の省電力モードとするものとして説明したが、２ミリ秒よりも長い間欠間隔（例えば４ミリ秒）でＲＦ受信回路部を間欠駆動させる動作モードを第２の省電力モードとしてもよい。

４−２．ＢＴＴ検出用指標値
上記の実施形態では、ＢＴＴ検出用指標値としてＤｏｔ値を例に挙げて説明したが、ＢＴＴ検出用指標値はこれに限られるわけではない。

例えば、次式（２）に従って算出されるパワー値をＢＴＴ検出用指標値としてもよい。
但し、Ｐｏｗｅｒ［ｊ］は、第ｊ番目の標本開始タイミングに係るパワー値である。

このパワー値をＢＴＴ検出用指標値とする場合は、標本開始タイミングを１ミリ秒ずつずらしながらパワー値を算出する。そして、パワー値が最大となる標本開始タイミングをＢＴＴとして検出すればよい。

４−３．省電力モードへの復帰
上記の実施例では、全ての捕捉衛星についてＢＴＴが検出済みの状態になることを、動作モードを省電力モードに復帰させる条件の１つとして説明したが、これを次のようにしてもよい。

捕捉衛星のうち、メジャメントデータ２３５として取得した受信信号強度２３５Ｃに基づいて所定数の捕捉衛星を選定する。具体的には、例えば、受信信号強度２３５Ｃが大きい順に、位置算出に必要な最低数以上の捕捉衛星（例えば４衛星や５衛星）を選定する。そして、選定した全ての捕捉衛星についてＢＴＴが検出済みの状態となったならば、ＢＴＴが未検出の他の捕捉衛星が存在する場合であっても、省電力モードに復帰させるようにする。

また、受信信号強度２３５Ｃが弱い順に所定数の捕捉衛星を選定することとし、選定した捕捉衛星については、省電力モードを抑止するか否かの判定から除外することとしてもよい。つまり、受信信号強度２３５Ｃが弱い衛星について、たとえコード位相が端部所定範囲に含まれていたとしても（抑止条件が成立したとしても）、省電力モードを抑止しないようにする。

４−４．動作モードの切り替え判定
上記の実施例では、動作モード切替制御部２１７が、各捕捉対象衛星に係るＢＴＴの検出結果と抑止条件の成否判定結果とに基づいて、動作モードを切り替えるか否かの判定を行っているが、ＢＴＴの検出結果を用いず、抑止条件の成否判定結果に基づいて、動作モードを切り替えるか否かの判定を行ってもよい。

４−５．処理の主体
上記の実施例では、ＲＦ受信回路部の駆動制御をベースバンド処理回路部の処理部が実行するものとして説明したが、これを電子機器のホスト処理部が実行することとしてもよい。

４−６．電子機器
上記の実施例では、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 Assistant）、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。

４−７．衛星測位システム
また、上記の実施形態では、衛星測位システムとして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等の他の衛星測位システムであってもよい。

１ 携帯型電話機、 １０ ＧＰＳ受信部、 １１ ＲＦ受信回路部、 １３ メモリ部、 ２０ ベースバンド処理回路部、 ２１ 処理部、 ２３ 記憶部、 ２５ 電源回路部、 ３０ ホスト処理部、 ４０ 操作部、 ５０ 表示部、 ５５ 音出力部、 ６０ 携帯電話用アンテナ、 ７０ 携帯電話用無線通信回路部、 ８０ 記憶部、 ９０ 時計部

Claims (5)

1. 測位用衛星信号を受信する受信部によって受信される信号に基づいてコード位相を検出するステップと、
   前記コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内でない場合、前記受信部を間欠駆動させる制御をするステップと、
   前記コード位相がＰＲＮコードの前記端部所定範囲内である場合には、前記受信部を前記間欠駆動させない制御をするステップと、
   を含む受信部駆動制御方法。
2. 測位用衛星信号を受信する受信部によって受信される信号に基づいてコード位相を検出するステップと、
   前記受信部の受信信号に含まれている航法メッセージのビット変化タイミングが既知である場合、又は、前記ビット変化タイミングが未知であるが、前記コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内でない場合、前記受信部を間欠駆動させる制御をするステップと、
   前記ビット変化タイミングが未知であり、且つ、前記コード位相がＰＲＮコードの前記端部所定範囲内である場合、前記受信部を前記間欠駆動させない制御をするステップと、
   を含む受信部駆動制御方法。
3. 前記間欠駆動は、前記受信信号に含まれる前記ＰＲＮコードの１周期時間に相当する時間毎にＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替えることである、
   請求項１又は２に記載の受信部駆動制御方法。
4. 測位用衛星信号を受信する受信部と、
   前記受信部による受信信号に基づいてコード位相を検出するコード位相検出部と、
   前記コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内でない場合、前記受信部を間欠駆動させる制御を行い、前記コード位相がＰＲＮコードの前記端部所定範囲内である場合、前記受信部を前記間欠駆動させない制御を行う制御部と、
   を備えた受信装置。
5. 測位用衛星信号を受信する受信部と、
   前記受信部による受信信号に基づいてコード位相を検出するコード位相検出部と、
   前記受信信号に含まれている航法メッセージのビット変化タイミングが既知である場合、又は、前記ビット変化タイミングが未知であるが、前記コード位相がＰＲＮコードの端部所定範囲内でない場合、前記受信部を間欠駆動させる制御を行い、前記ビット変化タイミングが未知であり、且つ、前記コード位相がＰＲＮコードの前記端部所定範囲内である場合、前記受信部を前記間欠駆動させない制御を行う制御部と、
   を備えた受信装置。