JP2016005277A - 信号の、特にｃｄｍａ信号のノイズ分布の整形 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は信号のノイズ分布の整形に関し、また特に、ＣＤＭＡ信号を受信する受信器に適用するためのノイズ分布の整形に関する。
【解決手段】本発明の１つの実施形態によれば、信号のノイズ分布の整形方法が提供され、この方法は、受信信号を少なくとも１つのブランキング閾値と比較してブランキング制御信号を生成するステップ（Ｓ１０）と、前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて前記少なくとも１つのブランキング閾値または前記受信信号に適応化処理を施すステップ（Ｓ１２、Ｓ１４）と、前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正するステップ（Ｓ１６）とを含む方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、信号のノイズ分布の整形に関し、また特に、ＣＤＭＡ信号を受信する受信器に適用するためのノイズ分布の整形に関する。

自動車の点火系、電力配線、大電流スイッチ、それに電子レンジの近傍などの、インパルス性ノイズ環境下では、例えばＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム）の衛星から送信されているＣＤＭＡ（符号分割多元接続）信号などの無線信号に対する干渉が発生する。かかる環境下で発生する干渉は、通常、バースト干渉の形で発生し、そのためガウスモデルでモデル化することはできない。

無線信号の受信側において、その無線信号に対するパルス性干渉の影響を低減する方法としては、受信器にノイズブランカを装備するという方法がある。ノイズブランカは、受信信号からサンプリングされた信号サンプルに大電力のパルス性干渉成分が含まれていたならば、そのサンプルの値を「０」に設定するものである。典型的なノイズブランカは、２つの固定ブランキング閾値（即ち、値が変化しないブランキング閾値）ＢＴＨ＋及びＢＴＨ−に基づいて動作しており、それら２つの固定ブランキング閾値は「０」に対して互いに対称的に設定されている（即ち、｜ＢＴＨ＋｜＝｜ＢＴＨ−｜である）。ある受信信号のサンプルの値が、干渉成分の混入によって固定ブランキング閾値を超える大きさになっていたならば、ノイズブランカは、そのサンプルの値を「０」に設定する。ＣＤＭＡ信号用の受信器には、通常、このようなノイズブランカが装備されている。

受信信号に干渉成分が混入していないときでも、受信器によっては、ノイズブランカが動作して受信信号の一部を「０」に設定していることが少なくなく、これは受信信号の当該部分が大きな熱ノイズを含んでいる場合である（熱ノイズは通常、ガウスモデルでモデル化される）。しかしながら、そのことによって、信号対雑音干渉電力比（ＳＮＩＲ：Signal to Noise and Interference Ratio）が低下するという、望ましからざる事態がしばしば生じている。

特許文献１には、自動車搭載ラジオのＦＭ受信器に用いられるノイズブランカが記載されている。点火ノイズが受信ＦＭ信号に及ぼす影響を軽減するためにノイズ抑制機構が装備されており、そのノイズ抑制機構は、ノイズの混入によって壊れた信号セグメントの置き換えを、全極型予測アルゴリズムを用いて行うものである。その全極型予測アルゴリズムは、先行して復調された信号のサンプルを利用して新たに復調された信号セグメントのモデルを生成するものであって、そのモデルの生成に全極型予測アルゴリズムが用いられている。また、そのアルゴリズムは、最小平均二乗法（ＬＭＳ: Least Mean Squared）アルゴリズムに基づいて、オリジナル信号である受信信号と予測信号との間の誤差を最小化するようにしている。

米国特許第７，２６０，１６３ Ｂ２号明細書

本発明の目的は、ノイズブランキングによるＳＮＩＲの低下幅を小さく抑え得るように改良を加えた信号、特にＣＤＭＡ信号のノイズブランキング方法を提供することにある。

上記目的は独立請求項の主題により達成される。従属請求項は実施形態に係る特徴を記載したものである。

本発明の根底概念は、ブランキング閾値と受信信号とのいずれか一方を、適宜のオフセット値だけオフセットさせることにある。特に、そのオフセット値は、受信信号の振幅値に応じた大きさとするとよい。受信信号の振幅値は、例えば、その受信信号の推定電力値Ｐ_ｅｓｔと、その正負符号とから算出することが可能である。尚、ここでは信号の振幅値は一般的に、正値と負値とのいずれをも取り得るものとしている。また、そのオフセット値は、例えば、推定電力値の平方根に所定係数αを乗じることにより算出される値とするのがよく、この係数αも、正値と負値とのいずれをも取り得るものである。その場合には、オフセット値は、α×sqrt（Ｐ_ｅｓｔ）で表されることになる。更に、本発明の発明者らが確認したところによれば、受信信号がＣＤＭＡ信号である場合には、そのＣＤＭＡ信号のチップ値に応じて係数αの値を「＋１」と「−１」とに設定することによって良好な結果が得られ、その場合には、オフセット値は、±√（Ｐ_ｅｓｔ）で表されることになる。

本発明を好適に適用することのできる信号は、支配的なノイズ成分を有する信号、例えば符号化信号であるＣＤＭＡ信号などであり、より具体的には例えばＧＮＳＳ信号などである。本発明はベースバンドへダウンコンバートする前の信号とダウンコンバートした後の信号との、いずれにも適用可能であり、より具体的には例えば、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換（アナログからデジタルへの変換）が施された信号に適用することもでき、また、Ａ／Ｄ変換しただけの、ベースバンドへのダウンコンバートをする前の受信信号に適用することもできる。また、本発明は、大きな割合のノイズを含んでいる、いかなる種類の信号にも適用可能である。

一般的に述べるならば、オフセット処理を施す際のそのオフセット値は、受信信号の振幅値に応じた大きさにするとよく、特に受信信号がＣＤＭＡ信号である場合には、乗じる係数をα＝±１として、チップ振幅値を±√（Ｐ_ｅｓｔ）だけオフセットするようにするのもよい。特に重要なのは、ノイズ電力が信号電力を圧倒していること、即ち、受信信号の信号電力Ｐと比べて（より厳密には、受信信号の推定電力値Ｐ_ｅｓｔと比べて）ノイズ電力の方がはるかに大きいことである。受信信号がＣＤＭＡ信号である場合には、その受信ＣＤＭＡ信号の推定電力値と、その二進数チップ値とに応じて、少なくとも１つのブランキング閾値に適応化処理を施すようにするとよい。ＣＤＭＡ信号の二進数チップ値は、ＣＤＭＡ信号受信器における既知情報であり、なぜならば、ＣＤＭＡ信号を符号化するために用いられる拡散シーケンスはチップ列により構成されているため、ＣＤＭＡ信号受信器がＣＤＭＡ信号のデコード及びデスプレッディングを実行するためには、そのチップ列が既知でなければならないからである。以下の説明では特に、信号がＣＤＭＡ信号であり、チップの推定振幅値が±√（Ｐ_ｅｓｔ）であり、そして、二進数チップ値が±１である場合について説明する。

受信ＣＤＭＡ信号の二進数チップ値に基づいて行う適応化処理を、少なくとも１つのブランキング閾値に施すことによって、ＣＤＭＡ信号受信器のノイズブランカの出力に含まれるノイズは、そのノイズ分布が修正されたものとなる。この適応化処理、即ちオフセット処理を、ブランキング閾値にではなく、受信ＣＤＭＡ信号のサンプルに施すようにしてもよい。そうした場合には、適応化処理が施されたＣＤＭＡサンプルが、固定されたブランキング閾値と比較されることになるが、それによっても、ブランキング処理が施されたＣＤＭＡ信号サンプルに含まれるノイズは、そのノイズ分布が修正されたものとなる。ＣＤＭＡ信号サンプルにオフセット処理を施す際のオフセット値は、ＣＤＭＡ信号の推定チップ振幅値に応じた値とするとよい。例えば、受信ＣＤＭＡ信号に加算するオフセット値は、二進数チップ値に受信ＣＤＭＡ信号の推定振幅値を乗じた値とするのもよい。本発明に関して行った解析及びシミュレーションにより明らかとなったところによれば、以上のようにしてノイズ分布に修正を加えることにより、ブランキングにより引き起こされるＳＮＩＲの低下幅を小さく抑え得るのみならず、受信ＣＤＭＡ信号のノイズ分布が最適に整形されることでＳＮＩＲを向上し得る。

以上に述べた構成は、一方が正値で他方が負値の２つのブランキング閾値ＢＴＨ＋及びＢＴＨ−を用いるようにしたものであるが、より一般的に、Ｎ個のブランキング閾値ＢＴＨ｛ｉ，ｋ，ｎ｝を用いる構成へと本発明を拡張することが可能である。それらＮ個のブランキング閾値は、ノイズブランカに入力している受信信号サンプル（また特に受信ＣＤＭＡ信号サンプル）のノイズ分布を、複数の領域に「切り分ける」ものであり、それによってＳＮＩＲが改善される。尚、ブランキング閾値の表記「ＢＴＨ｛ｉ，ｋ，ｎ｝」の中の「ｉ」は、Ｉ個の信号源のうちの第ｉ番信号源の信号を処理するチャンネルであることを表し、「ｋ」は時刻を表し、「ｎ」はＮ個のブランキング閾値のうちの第ｎ番ブランキング閾値であることを表している。受信信号がＣＤＭＡ信号である場合には、ある時刻にトラッキングされている複数の受信ＣＤＭＡ信号において、夫々に異なったチップシーケンス（レプリカとも呼ばれる）が適用されており、そのため、それら受信信号には夫々に異なったブランキング閾値を適用するのがよい。ある時刻（時刻ｋ）にある受信信号（第ｉ番信号）に対して適用されるＮ個のブランキング閾値ＢＴＨ｛ｉ，ｋ，ｎ｝は、「０」に関して対称的な位置にある２つずつのブランキング閾値が対を成すようなものである必要はなく、例えば受信信号がＣＤＭＡ信号である場合には、それらブランキング閾値ＢＴＨ｛ｉ，ｋ，ｎ｝を、受信信号のチップ振幅値に応じた値に設定するとよい。例えば、第ｉ番受信信号の推定電力値に、Ｎ個の縮倍係数α｛ｉ，ｋ，ｎ｝（それら縮倍係数の値は受信信号（ｉ）と、時刻（ｋ）と、ブランキング閾値（ｎ）とに応じて設定される）を乗じた値をもって、Ｎ個のブランキング閾値とするのもよく、その場合のブランキング閾値は、ＢＴＨ｛ｉ，ｋ，ｎ｝＝α｛ｉ，ｋ，ｎ｝×sqrt（Ｐ_ｅｓｔ，ｉ，ｋ）で表されることになる。この式の中の「Ｐ_ｅｓｔ」は、第ｉ番受信信号の、時刻ｋにおける推定電力値である。

別構成例として、ブランキング閾値は変化させずに固定しておき、受信信号にオフセット処理を施す（即ち、受信信号の信号値にオフセット値を加算する）ような構成とするのもよい。加算するオフセット値は、トラッキングされて受信信号と時刻とに応じた値とすることができる。本発明のこの別構成例は、ブランキング閾値の方を固定して、受信信号の振幅値の方をオフセット値の大きさだけ変化させるものである。

本発明の主たる利点は、パルス性干渉が存在していないときの受信ＣＤＭＡ信号のＳＮＩＲの低下幅を小さく抑え得るのみならず、そのＳＮＩＲを向上させ得ることにある。

本発明の実施形態は、信号のノイズ分布の整形方法に関するものであり、この方法は、受信信号を少なくとも１つのブランキング閾値と比較してブランキング制御信号を生成するステップと、前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて、前記少なくとも１つのブランキング閾値に適応化処理を施す（前記受信信号には修正を施さない）か、または、前記受信信号に適応化処理を施す（前記少なくとも１つのブランキング閾値には修正を施さない）かの、いずれかを行うステップと、前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正するステップとを含む方法である。

前記受信信号の推定電力値Ｐ_ｅｓｔに基づいて前記受信信号の振幅値を算出し、該算出した前記受信信号の振幅値に基づいて、また特に推定電力値Ｐ_ｅｓｔの平方根に所定の縮倍係数αを乗じることによって、前記オフセット値を算出するようにするのもよい。特に、該所定の縮倍係数αは正値または負値とすることができ、該所定の縮倍係数αは定数値または時間の関数とすることもでき、該所定の縮倍係数αはその正負符号が前記受信信号の関数として時間と共に変化するものとすることもできる。

前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて前記少なくとも１つのブランキング閾値または前記受信信号に適応化処理を施す前記ステップは、少なくとも１つの所定ブランキング閾値または前記受信信号を、前記受信信号の推定振幅値に係数を乗じた値だけオフセットするようにするのもよい。例えば、前記受信信号に修正を施すことなく前記少なくとも１つのブランキング閾値に、または、前記ブランキング閾値に修正を施すことなく前記受信信号に、チップ振幅値に係数を乗じた値を加算するなどすればよい。

前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正する前記ステップは、前記ブランキング制御信号に応じて前記受信信号のサンプルを所定値に設定するようにするとよい。また特に、前記ブランキング閾値を超える前記受信信号のサンプルを０に設定するとよい。複数の受信信号の各々に対応した少なくとも１つのブランキング閾値を複数含んで成るブランキング閾値集合を用いるようにするとよい。それによって、異なった受信信号に対して異なったブランキング閾値を用いることが可能になる。

前記受信信号はＣＤＭＡ信号とすることができ、その場合に、前記ＣＤＭＡ信号のチップ値に応じて＋１または−１のいずれかの値を取る係数を前記推定電力値Ｐ_ｅｓｔの平方根に乗じることによって前記オフセット値を算出するようにするとよい。

前記受信信号の振幅値に応じて前記受信信号に適応化処理を施す前記ステップは、前記受信信号のサンプルをＡ／Ｄ変換した後に、デジタルドメインで実行するようにするとよい。

本発明の更なる実施形態は、コンピュータに実行されることにより、上述した本発明に係る信号のノイズ分布の整形方法を実施するコンピュータプログラムに関するものである。様々な信号（例えばＧＮＳＳの衛星から送信されている複数のＣＤＭＡ信号など）を受信するアンテナを有する受信器に装備されたコンピュータに、かかるコンピュータプログラムを実行させれば、そのコンピュータが本発明に係るノイズブランキング方法を適用することにより、受信信号のＳＮＩＲが向上する。

本発明の更なる実施形態によれば、本発明に係るコンピュータプログラムを格納した記録媒体が提供され、この記録媒体は例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリカード、ディスケット、それに、コンピュータプログラムを電子的アクセスが可能な状態で格納するのに適したその他の同様のデータ媒体などである。

本発明の更なる実施形態は、信号のノイズ分布を整形する装置に関し、この装置は、受信信号を少なくとも１つのブランキング閾値と比較してブランキング制御信号を生成する手段と、前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて、前記少なくとも１つのブランキング閾値に適応化処理を施す（前記受信信号には修正を施さない）かまたは前記受信信号に適応化処理を施す（前記少なくとも１つのブランキング閾値には修正を施さない）手段と、前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正する手段とを備える。

前記適応化処理を施す前記手段は更に、前記受信信号の推定電力値Ｐ_ｅｓｔに基づいて前記受信信号の振幅値を算出し、該算出した前記受信信号の振幅値に基づいて、特に推定電力値Ｐ_ｅｓｔの平方根に所定係数αを乗じることによって、前記オフセット値を算出するように構成されてもよい。特に、該所定係数αは正値または負値とすることができ、また、定数値または時間の関数とすることもでき、該所定係数αの正負符号が受信信号の関数として時間と共に変化するようにすることもできる。

ブランキング制御信号を生成する前記手段は、信号サンプルを受信する第１入力部と、前記少なくとも１つのブランキング閾値を受信する少なくとも１つの第２入力部とを有する比較回路を備えるとよい。

前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて前記少なくとも１つのブランキング閾値または前記受信信号に適応化処理を施す前記手段は、少なくとも１つの所定ブランキング閾値または前記受信信号を、前記受信信号の振幅値に係数を乗じた値だけオフセットさせる手段を備えたものとするとよい。

前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正する前記手段は、前記ブランキング制御信号に応じて前記受信信号のサンプルを所定値に設定する手段を備えたものとするとよい。また特に、前記ブランキング閾値を超えるサンプルは０に設定するとよい。

該装置は、複数の受信信号の各々に対応した少なくとも１つのブランキング閾値を複数含んで成るブランキング閾値集合を用いるように構成されるとよい。

前記受信信号はＣＤＭＡ信号とすることができ、その場合に、前記適応化処理を施す前記手段は、前記ＣＤＭＡ信号のチップ値に応じて＋１または−１のいずれかの値を取る係数を前記推定電力値Ｐ_ｅｓｔの平方根に乗じることによって前記オフセット値を算出するように構成されるとよい。

本発明の更なる実施形態は、ＧＮＳＳ受信回路に関するものであり、このＧＮＳＳ受信回路は、受信したＣＤＭＡ信号のサンプルを生成するＡ／Ｄコンバータと、前記ＣＤＭＡ信号のサンプルのノイズ分布を修正するための、上述した本発明に係る複数のノイズ分布の整形装置と、前記複数のノイズ分布整形装置から出力される前記ＣＤＭＡ信号のサンプルに処理を施し、該処理を施したＣＤＭＡ信号のチップ値を出力するＧＮＳＳ信号処理部とを備える。

本発明のこれらの態様並びにその他の態様について、以下に記載する様々な実施形態に即して詳述し明らかにして行く。

本発明の以下の詳細な説明は、様々な具体的な実施形態に即したものであるが、本発明は、それら具体的な実施形態に限定されるものではない。

本発明に係るノイズ分布整形装置を有するＧＮＳＳ受信器の実施形態を示した図である。 本発明に係るＣＤＭＡ信号のノイズ分布整形方法の実施形態を示したフローチャートである。 異なる適応化ブランキング閾値によるダイアグラムを示した図である。

以下の説明では、機能的に互いに同一または対応する構成要素には同一の参照符号を付す。また、以下の説明中に示す具体的な数値はあくまでも具体例を提示するものであって本発明を限定するものではない。以下の説明は本発明をＧＮＳＳのＣＤＭＡ信号に適用した場合のものであるが、本発明は任意の種類の信号に広く一般的に適用し得るものであり、それゆえ本発明はＣＤＭＡ信号に限定されない。

図１に示したのは、本発明に係るノイズ分布整形装置を備えたＧＮＳＳ受信回路１０のブロック図である。図に示したＧＮＳＳ受信回路１０はＲＦフロントエンド回路１４を備えており、このＲＦフロント回路１４は、アンテナ１２からＧＮＳＳ信号として受信したＣＤＭＡ信号を、そのＣＤＭＡ信号にフィルタ処理を施した上でベースバンドへダウンコンバートし、それを後続の信号処理へ受渡す回路である。ＧＮＳＳ受信回路１０は更に、そのダウンコンバートされたＣＤＭＡ信号のサンプリングを行うと共にそのサンプルのアナログ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１６を備えている。ＧＮＳＳ受信回路１０は更に、本発明に係るノイズ分布整形装置１８を備えている。このノイズ分布整形装置１８は、受信されている複数のＣＤＭＡ信号のうちの１つＣＤＭＡ信号のデジタル化されたサンプル（以下、「デジタル化ＣＤＭＡ信号サンプル」という）のノイズ分布を整形する装置である。ＧＮＳＳ受信回路１０は更に、ＧＮＳＳ信号処理部２６を備えている。このＧＮＳＳ信号処理部２６は、複数の受信ＣＤＭＡと、それらＣＤＭＡ信号を符号化するために用いられている複数の拡散シーケンスないしチップ値との間の相関を求め、そしてそれらＣＤＭＡ信号に処理を施すことにより、位置データ２８を導出して出力する装置である。尚、本発明に係るノイズ分布の整形のための信号処理は、ＲＦ信号に直接施すことも可能であり、従って本発明は、以上に説明した構成のように、ノイズ分布の整形のための処理をベースバンド信号に施すものに限定されない。

以下に、ノイズ分布整形装置１８の構成について詳述する。ＡＤＣ１６から出力されるデジタル化ＣＤＭＡ信号サンプルは、ノイズブランカ２０に入力されると共に、更に、比較回路２２に入力される。比較回路２２には更に、第１の適応化ブランキング閾値ＢＴＨ−（ｉ）と第２の適応化ブランキング閾値ＢＴＨ＋（ｉ）とを受信し、それら２つの適応化ブランキング閾値は、ブランキング閾値生成部２４から出力されている。それら２つの適応化ブランキング閾値ＢＴＨ−（ｉ）及びＢＴＨ＋（ｉ）は複数の（Ｉ個の）受信ＣＤＭＡ信号のうちの、ある１つのＣＤＭＡ信号（第ｉ番ＣＤＭＡ信号）に対応した適応化ブランキング閾値である。即ち、ここでは、複数の受信ＣＤＭＡ信号の各々に、当該受信ＣＤＭＡ信号に対応した固有の適応化ブランキング閾値を適用するようにしている。また、１つの受信ＣＤＭＡ信号に適用する適応化ブランキング閾値の個数は必ずしも２個に限られず、１個だけとしてもよく、３個以上としてもよい。更に、その時々の時刻ｋにおけるチップ値についても、適応化ブランキング閾値ＢＴＨ−（ｉ）及びＢＴＨ＋（ｉ）の値に、その二進数チップ値に応じた修正が加えられるようにするのもよい。以下に、それら適応化ブランキング閾値の時間依存性について、その理解を容易にするために幾つかの具体例に即して詳述する。

ブランキング閾値生成部２４には、ＧＮＳＳ信号処理部２６から複数のチップ値を受信する。それらチップ値は、ＧＮＳＳ信号処理部２６が複数の受信ＣＤＭＡ信号のデコード及びデスプレッドを実行するために用いているチップ値である。例えばＧＮＳＳ信号処理部２６が、幾つもの受信ＣＤＭＡ信号のうちの、４個の受信ＣＤＭＡ信号のデコードを実行する処理能力を備えているならば（即ちＩ＝４の場合には）、ＧＮＳＳ信号処理部２６は、４個の受信ＣＤＭＡ信号に割り当てられている４個の拡散シーケンスの夫々に対応した４個のチップ値を用いて、それら受信ＣＤＭＡ信号のデコードを実行しており、ＧＮＳＳ信号処理部２６がブランキング閾値生成部２４へ出力しているチップ値は、そのデコードに用いているチップ値である。尚、この構成では、ブランキング閾値生成部２４を４個装備する必要があり、なぜならば、４個の拡散シーケンスの各々に対して別々のブランキング閾値生成部２４を適応させる必要があるからである（ただし図１には、必要とされる４個のブランキング閾値生成部２４のうちの１つだけを示した）。

ブランキング閾値生成部２４は、受信したチップ値に基づいて、第１の適応化ブランキング閾値ＢＴＨ−（ｉ）及び第２の適応化ブランキング閾値ＢＴＨ＋（ｉ）を生成している。それら適応化ブランキング閾値ＢＴＨ＋（ｉ）及びＢＴＨ−（ｉ）を生成するには、例えば、所定ブランキング閾値ＢＴＨ_ｐｒｅ＋及びＢＴＨ_ｐｒｅ−にオフセット処理を施すようにし、そのオフセット量を、各ＣＤＭＡ信号（第ｉ番ＣＤＭＡ信号）の振幅値を縮倍した量とすればよい。所定ブランキング閾値ＢＴＨ_ｐｒｅ＋及びＢＴＨ_ｐｒｅ−に加算するオフセット量の大きさは、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１６から供給される受信ＣＤＭＡ信号のサンプルに基づいて推定されるその受信ＣＤＭＡ信号の推定電力値（Ｐ_ｅｓｔ）に、二進数チップ値の関数である縮倍係数を乗じた大きさとするのもよい。乗じる縮倍係数の値は、チップ値が正値であるか負値であるかに応じて、２つの値α＋及びα−の一方を取るものとするのもよい。所定ブランキング閾値ＢＴＨ_ｐｒｅ＋及びＢＴＨ_ｐｒｅ−の値は、例えば、ＧＮＳＳ受信器の動作環境に応じて設定すればよく、また特に、自動車の点火系、電力配線、大電流スイッチ、それに電子レンジなどから発生するパルス性干渉の状況に応じて設定すればよい。例えば自動車の点火系や電力配線の近傍のような、強力なパルス性干渉が存在する環境中では、微弱なパルス性干渉しか存在しない環境中と比べて、所定ブランキング閾値をより大きな値に設定するとよい。また、所定ブランキング閾値をある環境に適合した値に設定するには、当該環境で受信されるＤＭＡ信号に含まれるパルス性干渉の強度及び発生頻度を測定し、それらの測定値に基づいて、所定ブランキング閾値を適切な値に設定するようにするのもよい。

所定ブランキング閾値ＢＴＨ_ｐｒｅ＋及びＢＴＨ_ｐｒｅ−に施すオフセット処理は、チップ値が正値であるならば、それら所定ブランキング閾値に、推定受信電力値Ｐ_ｅｓｔに正値の縮倍係数α＋を乗じて得られる値を加算し、一方、チップ値が負値であるならば、それら所定ブランキング閾値に、推定受信電力値Ｐ_ｅｓｔに負値の縮倍係数α−を乗じて得られる値を加算するような処理とすることができる。

この場合、チップ値が正値であるならば、適応化ブランキング閾値ＢＴＨ−（ｉ）及びＢＴＨ＋（ｉ）は下式で表される値とされる。
・ＢＴＨ−（ｉ）＝（ＢＴＨ_ｐｒｅ−）＋α_＋（ｉ）（sqrt（Ｐ_ｅｓｔ））
・ＢＴＨ＋（ｉ）＝（ＢＴＨ_ｐｒｅ＋）＋α_＋（ｉ）（sqrt（Ｐ_ｅｓｔ））

また、チップ値が負値であるならば、適応化ブランキング閾値ＢＴＨ−（ｉ）及びＢＴＨ＋（ｉ）は下式で表される値とされる。
・ＢＴＨ−（ｉ）＝（ＢＴＨ_ｐｒｅ−）＋α₋（ｉ）（sqrt（Ｐ_ｅｓｔ））
・ＢＴＨ＋（ｉ）＝（ＢＴＨ_ｐｒｅ＋）＋α₋（ｉ）（sqrt（Ｐ_ｅｓｔ））

２つの適応化ブランキング閾値ＢＴＨ＋（ｉ）及びＢＴＨ−（ｉ）は、比較回路２２の２つの第２入力部の夫々に送信されており、この比較回路２２の第１入力部は、ＡＤＣ１６からデジタル化ＣＤＭＡ信号サンプルを受信する。比較回路２２は、そのデジタル化ＣＤＭＡ信号サンプルの振幅値（振幅の大きさを表す数値）を、２つの適応化ブランキング閾値ＢＴＨ＋（ｉ）及びＢＴＨ−（ｉ）の夫々と比較し、そして、その比較結果に基づいてブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）を生成しており、このブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）がノイズブランカ２０を制御する。

比較回路２２は、生成するブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の信号値を、例えば以下のように設定するものとすることができる。
・第ｉ番ＣＤＭＡ信号のサンプルの振幅値が適応化ブランキング閾値ＢＴＨ＋（ｉ）より大きければ、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値を「＋１」に設定する。
・第ｉ番ＣＤＭＡ信号のサンプルの振幅値が適応化ブランキング閾値ＢＴＨ−（ｉ）より小さければ、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値を「−１」に設定する。
・第ｉ番ＣＤＭＡ信号のサンプルの振幅値が適応化ブランキング閾値ＢＴＨ＋（ｉ）より小さく、適応化ブランキング閾値ＢＴＨ−（ｉ）より大きければ、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値を「０」に設定する。

ノイズブランカ２０は、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値が「＋１」または「−１」であるときには、このノイズブランカ２０の入力部に受信されるデジタル化ＣＤＭＡ信号サンプルの値を所定値（例えば「０」など）に設定し、一方、このブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値が「０」であるときには、このノイズブランカ２０の入力部に受信されているデジタル化ＣＤＭＡ信号サンプルの値を、その入力部から出力部へそのまま通過させるように動作する。

以上に示した具体例は、２つのブランキング閾値ＢＴＨ＋及びＢＴＨ−を適用する場合の（即ちＮ＝２の場合の）具体例であった。以下に説明するのは、各ＣＤＭＡ信号（第ｉ番ＣＤＭＡ信号）に対して、それより多い４個のブランキング閾値を適用する場合の（即ちＮ＝４の場合の）簡明な具体例である。尚、それら４個のブランキング閾値を表すのにＢＴＨ（ｎ，ｉ）という表記を用いるが、これは、第ｉ番ＣＤＭＡ信号に適用する４個のブランキング閾値のうちの第ｎ番ブランキング閾値を意味しており、この具体例では、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値を以下のように設定する。
１）第ｉ番ＣＤＭＡ信号のサンプルの振幅値がブランキング閾値ＢＴＨ（１，ｉ）より小さければ、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値を「＋１」に設定する。
２）第ｉ番ＣＤＭＡ信号のサンプルの振幅値がブランキング閾値ＢＴＨ（１，ｉ）より大きく、ブランキング閾値ＢＴＨ（２，ｉ）より小さければ、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値を「０」に設定する。
３）第ｉ番ＣＤＭＡ信号のサンプルの振幅値がブランキング閾値ＢＴＨ（２，ｉ）より大きく、ブランキング閾値ＢＴＨ（３，ｉ）より小さければ、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値を「＋１」に設定する。
４）第ｉ番ＣＤＭＡ信号のサンプルの振幅値がブランキング閾値ＢＴＨ（４，ｉ）より大きければ、ブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）の値を「＋１」に設定する。
以上に例示した、４個のブランキング閾値との比較結果に応じてブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）値を設定するための設定規則は、１つの具体例を示したに過ぎない。４個のブランキング閾値ＢＴＨ（ｎ，ｉ）に基づいて値が設定されるブランキング制御信号ＮＢＣＴＲＬ（ｉ）は、トラッキングされているＩ個のＣＤＭＡ信号のうちの第ｉ番ＣＤＭＡ信号に適応させた、適応化ブランキング制御信号である。従ってこの構成例では、ブランキング処理を実行するための機能ブロックを、トラッキングされているＣＤＭＡ信号の個数（Ｉ個）と同数だけ装備する必要がある。一方、別構成例として、ノイズブランカを制御するための制御機能ブロックを１個だけ装備し、その１個だけの制御機能ブロックにＩ個のＣＤＭＡ信号の夫々のチップ値を供給する構成とすることも可能である。ただしその場合には、その１個の制御機能ブロックが、Ｉ個のＣＤＭＡ信号の各々（第ｉ番ＣＤＭＡ信号）に適用されるＮ個ずつのブランキング閾値ＢＴＨ（ｎ，ｉ）の全てを処理できる能力を有している必要があり、その能力を有するものとするには、例えば、その制御機能ブロックの内部で多重化処理が行われるようにすればよい。

図２に示したのは、Ｉ個の受信ＣＤＭＡ信号の夫々のノイズ分布を整形するための、本発明に係る信号のノイズ分布の整形方法のフローチャートである。この方法は、コンピュータの処理装置がコンピュータプログラムを実行することによって実施される。この方法のステップＳ０では、第ｉ番受信ＣＤＭＡ信号の一連のデジタル化ＣＤＭＡ信号サンプルをＡＤＣ１６から受信する。ステップＳ１２では、第ｉ番受信ＣＤＭＡ信号のチップ値が提供され、このチップ値は予めメモリに格納されている既知値である。ステップＳ１３では、第ｉ番受信ＣＤＭＡ信号の電力値を推定するために、第ｉ番受信ＣＤＭＡ信号がＡＤＣ１６から提供される。ステップＳ１４では、その推定電力値ないし推定振幅値に縮倍係数を乗じた値をオフセット値として用いて、所定ブランキング閾値ＢＴＨ_ｐｒｅ（ｉ）にオフセット処理を施し（即ち、そのオフセット値を加算し）、それによって、各受信ＣＤＭＡ信号（第ｉ番受信ＣＤＭＡ信号）ごとに、当該受信ＣＤＭＡ信号に適用するための一連の適応化ブランキング閾値ＢＴＨ（ｉ）を生成している。更に、この方法のステップ１０では、各受信ＣＤＭＡ信号（第ｉ番受信ＣＤＭＡ信号）ごとに、当該受信ＣＤＭＡ信号に対応した一連の適応化ブランキング閾値ＢＴＨ（ｉ）と、当該受信ＣＤＭＡ信号のデジタル化ＣＤＭＡ信号サンプルとに基づいて、当該受信ＣＤＭＡ信号に適用するブランキング制御信号を生成している。このブランキング制御信号の生成は、例えば、上述したような比較により行われる。ステップＳ１６では、第ｉ番受信ＣＤＭＡ信号サンプルのノイズ分布の整形が行われており、このノイズ分布の整形は、ステップＳ１０で生成したブランキング制御信号（即ち第ｉ番ブランキング制御信号）によってブランキング処理動作が制御されることにより行われるものである。こうしてノイズ分布が整形されたＣＤＭＡ信号サンプルは、最終的にＧＮＳＳ信号処理部２６へ出力されて、そこで更なる信号処理が施される。

図３に示したのは、チップ値が正値である場合の２つの適応化ブランキング閾値（それらのうちの一方は「（ＢＴＨ_ｐｒｅ−）＋√Ｐ」であり、他方は「（ＢＴＨ_ｐｒｅ＋）＋√Ｐ」である）のダイヤグラムである。適応化処理により所定ブランキング閾値ＢＴＨ_ｐｒｅ−及びＢＴＨ_ｐｒｅ＋に加算される値は、受信ＣＤＭＡ信号の推定電力値ｘ（ｔ）に係数α（この具体例ではチップ値ｃ^ｌ（ｔ）が正値であるため、α＝α_＋＝１としている）を乗じた値としている。ベースラインにダウンコンバートした状況では、その係数は、受信ＣＤＭＡ信号の推定電力値の平方根を得るために乗じる値（対数表示の電力値に値「０．５」を乗じることで電力値の平方根が得られる）と、当該受信ＣＤＭＡ信号の二進数チップ値とを乗じた値となり、従ってオフセット値は±√Ｐで表される。一般的に、この係数の値は、様々な値に設定することができ、また特に、図３に示したように、ブランキング閾値が正値である場合と負値である場合とで、異なった値に設定することができる。

本発明によれば、ブランキング閾値または受信信号にオフセット処理を施す（即ちオフセット値を加算する）ようにしており、そのオフセット値は、受信信号の振幅値に応じた値（例えば、受信ＣＤＭＡ信号の振幅値（この振幅値はチップ値に応じて正値を取ることも負値を取ることもある）に縮倍係数を乗じた値など）としており、そして、受信信号サンプルの振幅値（振幅の大きさを表す数値）と、オフセット処理を施したブランキング閾値とを比較するようにしており、それらによって、パルス性干渉が存在していないときの受信信号の（また特に受信ＣＤＭＡ信号の）ＳＮＩＲの低下幅を小さく抑え得るようにしたものである。

１０ ＧＮＳＳ受信回路
１２ アンテナ
１４ ＲＦフロントエンド回路
１６ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
１８ ノイズ分布整形装置
２０ ノイズブランカ
２２ 比較回路
２４ ブランキング閾値生成部
２６ ＧＮＳＳ信号処理部
２８ ＧＮＳＳ出力データ
ＡＤＣ Ａ／Ｄコンバータ
ＢＴＨ ブランキング閾値
ＣＤＭＡ 符号分割多元接続
ＧＮＳＳ 全地球航法衛星システム
ＮＢＣＴＲＬ ブランキング制御信号
ＲＦ 高周波

Claims (16)

1. 信号のノイズ分布の整形方法であって、
   受信信号を少なくとも１つのブランキング閾値と比較してブランキング制御信号を生成するステップ（Ｓ１０）と、
   前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて前記少なくとも１つのブランキング閾値または前記受信信号に適応化処理を施すステップ（Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４）と、
   前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正するステップ（Ｓ１６）と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記受信信号の推定電力値Ｐ_ｅｓｔに基づいて前記受信信号の振幅値を算出し、該算出した前記受信信号の振幅値に基づいて、また特に推定電力値Ｐ_ｅｓｔの平方根に所定の縮倍係数αを乗じることによって、前記オフセット値を算出し、該所定の縮倍係数αは正値または負値とすることができ、該所定の縮倍係数αは定数値または時間の関数とすることもでき、該所定の縮倍係数αはその正負符号が前記受信信号の関数として時間と共に変化するものとすることもできる（Ｓ１２、Ｓ１３）ことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて前記少なくとも１つのブランキング閾値または前記受信信号に適応化処理を施す前記ステップは、少なくとも１つの所定ブランキング閾値または前記受信信号を、前記受信信号の推定振幅値に係数を乗じた値だけオフセットする（Ｓ１４）ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の方法。
4. 前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正する前記ステップは、前記ブランキング制御信号に応じて前記受信信号のサンプルを所定値に設定し、また特に前記ブランキング閾値を超えるサンプルは０に設定することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の方法。
5. 複数の受信信号の各々に対応した少なくとも１つのブランキング閾値を複数含んで成るブランキング閾値集合を用いることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の方法。
6. 前記受信信号はＣＤＭＡ信号であり、前記ＣＤＭＡ信号のチップ値に応じて＋１または−１のいずれかの値を取る係数を前記推定電力値Ｐ_ｅｓｔの平方根に乗じることによって前記オフセット値を算出することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項記載の方法。
7. 請求項１〜請求項６の何れか１項記載の方法を実施するためのコンピュータプログラム。
8. 請求項７記載のコンピュータプログラムを格納した記録媒体。
9. 信号のノイズ分布を整形する装置（１８）であって、
   受信信号を少なくとも１つのブランキング閾値と比較してブランキング制御信号を生成する手段（２２）と、
   前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて前記少なくとも１つのブランキング閾値または前記受信信号に適応化処理を施す手段（２４）と、
   前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正する手段（２０）と
   を備えることを特徴とするノイズ分布整形装置（１８）。
10. 前記適応化処理を施す前記手段は更に、前記受信信号の推定電力値Ｐ_ｅｓｔに基づいて前記受信信号の振幅値を算出し、該算出した前記受信信号の振幅値に基づいて、特に推定電力値Ｐ_ｅｓｔの平方根に所定の縮倍係数αを乗じることによって、前記オフセット値を算出するように構成されており、前記所定の縮倍係数αは正値または負値とすることができ、該所定の縮倍係数αは定数値または時間の関数とすることもでき、該所定係数αはその正負符号が前記受信信号の関数として時間と共に変化するものとすることもできることを特徴とする請求項９記載の装置。
11. ブランキング制御信号を生成する前記手段は、信号サンプルを受信する第１入力部と、前記少なくとも１つのブランキング閾値を受信する少なくとも１つの第２入力部とを有する比較回路（２２）を備えることを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の装置。
12. 前記受信信号の振幅値に応じたオフセット値を用いて前記少なくとも１つのブランキング閾値または前記受信信号に適応化処理を施す前記手段は、少なくとも１つの所定ブランキング閾値または前記受信信号を、前記受信信号の推定振幅値に係数を乗じた値だけオフセットさせる手段を備えることを特徴とする請求項９〜請求項１１の何れか１項記載の装置。
13. 前記ブランキング制御信号の制御下において前記受信信号にブランキング処理を施すことにより前記受信信号のノイズ分布を修正する前記手段は、前記ブランキング制御信号に応じて前記受信信号のサンプルを所定値に設定し、特に前記ブランキング閾値を超えるサンプルは０に設定する手段を備えることを特徴とする請求項９〜請求項１１の何れか１項記載の装置。
14. 複数の受信信号の各々に対応した少なくとも１つのブランキング閾値を複数含んで成るブランキング閾値集合を用いるように構成されていることを特徴とする請求項９〜請求項１２の何れか１項記載の装置。
15. 前記受信信号はＣＤＭＡ信号であり、前記適応化処理を施す前記手段は、前記ＣＤＭＡ信号のチップ値に応じて＋１または−１のいずれかの値を取る係数を前記推定電力値Ｐ_ｅｓｔの平方根に乗じることによって前記オフセット値を算出するように構成されていることを特徴とする請求項９〜請求項１３の何れか１項記載の装置。
16. ＧＮＳＳ受信回路（１０）であって、
    受信したＣＤＭＡ信号のサンプルを生成するＡ／Ｄコンバータ（１６）と、
    前記ＣＤＭＡ信号のサンプルのノイズ分布を修正するための、複数の、請求項１５記載のノイズ分布整形装置（１８）と、
    前記複数のノイズ分布整形装置から出力される前記ＣＤＭＡ信号のサンプルに処理を施し、該処理を施したＣＤＭＡ信号のチップ値を出力するＧＮＳＳ信号処理部（２６）と、
    を備えることを特徴とするＧＮＳＳ受信回路（１０）。

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