JPH06342056A - シリアル信号の時間遅延装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】シリアル信号の時間遅延量を変化させた際に、
出力信号に不連続点が生じることを防止する。 【構成】任意のクロック周波数を設定可能なクロック周
波数設定手段と、クロック周波数設定手段によって設定
されたクロック周波数のクロックを発生するクロック発
生手段と、クロック発生手段によって発生されるクロッ
クに基づいて周期的なシリアル信号を発生するととも
に、所定時間後にリセットされてシリアル信号の発生を
先頭から開始するシリアル信号発生手段と、シリアル信
号発生手段がシリアル信号の発生を先頭から開始すると
きの任意の遅延時間を設定する遅延時間設定手段とを有
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリアル信号の時間遅
延装置に関し、さらに詳細には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ
Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送
信されるＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳ受信機を試験す
るために、ＧＰＳ信号を模擬的に発生することのできる
ＧＰＳ受信機の試験装置に用いて好適なシリアル信号の
時間遅延装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来より、複数のＧＰＳ衛星から送信さ
れる、Ｃ／Ａ（Ｃｌｅａｒ ａｎｄＡｃｑｕｉｓｉｔｉ
ｏｎ）コードおよび航法メッセージを含むＧＰＳ信号を
受信して、航行する運動体と各ＧＰＳ衛星との相対的距
離および相対的速度を測定するＧＰＳ受信機が知られて
いる。

【０００３】こうしたＧＰＳ受信機にあっては、その製
作過程において機能ならびに性能を正確に評価する必要
があるため、従来においては、実際にＧＰＳ衛星から送
信されるＧＰＳ信号を受信することにより、航行する運
動体の位置および速度を測定し、ＧＰＳ受信機の機能な
らびに性能を評価していた。

【０００４】しかしながら、上記したようにＧＰＳ衛星
から送信されるＧＰＳ信号を使用する評価方法では、評
価結果が運動体の正確な位置および速度を測定している
か否かを客観的に評価できないため、信頼性に乏しいと
いう問題点があるとともに、測定時に受信したＧＰＳ信
号を再現することができないため、同一の条件で反復測
定を行うことができないという問題点があった。

【０００５】このため、上記したような問題点を解決す
るためのものとして、例えば、特開平３−２５１７７８
号公報に開示されているように、ＧＰＳ受信機に対して
ＧＰＳ信号を模擬した信号（以下、単に「模擬ＧＰＳ信
号」と称す。）を送信することのできるようにした、Ｇ
ＰＳ受信機の試験装置（以下、単に「試験装置」と称
す。）が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したようなＧＰＳ
受信機がＧＰＳ信号を受信する際には、ＧＰＳ衛星とＧ
ＰＳ受信機との間の距離に対応して、ＧＰＳ衛星がＧＰ
Ｓ信号を出力してから、当該出力されたＧＰＳ信号をＧ
ＰＳ受信機が受信するまでに、時間遅延が生じることに
なる。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ信号に含まれているＧＰ
Ｓ衛星からの出力タイミングを示す時間情報とＧＰＳ信
号の受信時間との差から、上記した時間遅延を測定し
て、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離を計算する
ことになる。

【０００７】ところで、こうした時間遅延は、ＧＰＳ衛
星とＧＰＳ受信機との相対的移動による両者の間の距離
の変化にともない、時々刻々と変化することになる。

【０００８】従って、上記した試験装置においても、Ｇ
ＰＳ受信機へ模擬ＧＰＳ信号を送信する際に、こうした
時々刻々と変化する時間遅延を発生させることにより、
ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との相対的移動にともなう、
ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離の変化を模擬す
る必要があった。

【０００９】従来、このような時間遅延を発生させるた
めの方法としては、例えば、プリセッタブル・カウンタ
に時間遅延量をプリセットし、プリセッタブル・カウン
タの動作により、入力信号の出力信号に対する遅延量を
制御する方法が知られており、レーダー受信機の試験装
置などにおいて実用化されている。

【００１０】しかしながら、上記した従来の方法におい
ては、入出力信号がパルス状の信号を扱う場合には、何
等の問題も生ずるものではないが、ＧＰＳ信号における
Ｃ／Ａコードおよび航法メッセージのような連続したシ
リアル信号を扱う場合には、遅延量を変化させるために
プリセッタブル・カウンタの設定値を再設定した際に、
出力信号に不連続点が生じるという問題点があった。

【００１１】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、シリアル信号の時間遅延量を変化させた際に、
出力信号に不連続点が生じることを防止したシリアル信
号の時間遅延装置を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるシリアル信号の時間遅延装置は、任
意のクロック周波数を設定可能なクロック周波数設定手
段と、上記クロック周波数設定手段によって設定された
クロック周波数のクロックを発生するクロック発生手段
と、上記クロック発生手段によって発生されるクロック
に基づいて周期的なシリアル信号を発生するとともに、
所定時間後にリセットされて上記シリアル信号の発生を
先頭から開始するシリアル信号発生手段と、上記シリア
ル信号発生手段が上記シリアル信号の発生を先頭から開
始するときの任意の遅延時間を設定する遅延時間設定手
段とを有するようにしたものである。

【００１３】

【作用】クロック周波数設定手段によりクロック周波数
の設定値を変化すると、当該変化された設定値のクロッ
ク周波数となるように、クロック発生手段がクロックの
発生を変化させる。そうすると、この変化されたクロッ
クに基づいて、シリアル信号発生手段がシリアル信号を
発生することになる。

【００１４】従って、クロック周波数を高くすれば、シ
リアル信号発生手段により発生されるシリアル信号の発
生速度が速くなり、例えば、従前と同量のシリアル信号
を受信側に送信する場合には、従前より短い時間で送信
を完了することができることになる。その結果、シリア
ル信号を受信する側においては、シリアル信号の送信か
ら受信までの時間遅延が短縮化されたと同様な効果を生
じることになる。

【００１５】また、クロック周波数を低くすれば、シリ
アル信号発生手段により発生されるシリアル信号の発生
速度が遅くなり、例えば、従前と同量のシリアル信号を
受信側に送信する場合には、送信を完了するまでに従前
より長い時間が必要になる。その結果、シリアル信号を
受信する側においては、シリアル信号の送信から受信ま
での時間遅延が長大化されたと同様な効果を生じること
になる。

【００１６】このように、シリアル信号の発生の基準と
なるクロックのクロック周波数を変化させることによ
り、送信側と受信側との間の距離の変化に基づく送信か
ら受信までの時間遅延の変化を模擬することができる。

【００１７】また、こうした送信側と受信側との間の距
離の変化に基づく送信から受信までの時間遅延の変化の
模擬は、シリアル信号発生手段によるシリアル信号発生
の基準となるクロックのクロック周波数を変化させるこ
とにより達成されるため、時間遅延を連続的に変化させ
ることができるとともに、シリアル信号に不連続点が生
じることを防止できる。

【００１８】さらに、シリアル信号発生手段は、所定時
間後にリセットされて、シリアル信号の発生を先頭から
開始するようになされている。しかも、シリアル信号発
生手段がシリアル信号の発生を先頭から開始するときの
遅延時間は、遅延時間設定手段により設定できる。従っ
て、クロック周波数の変化に基づいて模擬した送信側と
受信側との間の距離の変化による時間遅延と実際の距離
の変化による時間遅延との累積誤差が生じた場合には、
シリアル信号発生手段をリセットするときに、遅延時間
設定手段によって実際の距離の変化による時間遅延を示
す遅延時間を設定することにより、シリアル信号発生手
段がリセットされる所定時間毎に解消できる。

【００１９】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明によるシリア
ル信号の時間遅延装置の一実施例を詳細に説明するもの
とする。

【００２０】図１には、本発明の一実施例によるシリア
ル信号の時間遅延装置のブロック構成図が示されてい
る。

【００２１】このシリアル信号の時間遅延装置は、その
全体の動作が制御部１０により制御されるように構成さ
れており、この制御部１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）
と、ＣＰＵのプログラムを格納したリード・オンリ・メ
モリ（ＲＯＭ）と、ＣＰＵによる上記プログラムの実行
時に必要な各種レジスタなどが設定されたワーキング・
エリアとしてのランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
とを有して構成されている。

【００２２】制御部１０には、制御部１０から出力され
るスタート・トリガを受信するとカウントを開始し、１
２．５分周期でリセットされてカウントを繰り返すフリ
ーラン・カウンタ１２と、フリーラン・カウンタ１２か
らのカウンタ出力を入力されるとともに制御部１０から
初期状態における時間遅延を示す遅延時間（初期遅延
量）を入力されて、カウンタ出力と初期遅延量とが一致
したときにディレイ・トリガを出力するデジタル・コン
パレータ１４と、制御部１０からクロック周波数の設定
値を入力力されて、当該設定値に基づくクロック周波数
のクロックを発生するクロック発生回路としてのＤＤＳ
（Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚ
ｅｒ）部１６とが接続されている。

【００２３】デジタル・コンパレータ１４から出力され
たディレイ・トリガおよびＤＤＳ部１６から出力された
クロックは、シリアル信号発生回路１８に入力されてい
て、ディレイ・トリガを入力されたシリアル信号発生回
路１８は、ＤＤＳ部１６から出力されたクロックに基づ
いて、周期性のあるシリアル信号たるＣ／Ａコードおよ
び航法メッセージ（以下、単にシリアル信号と称す。）
を発生し、ＧＰＳ受信機（図示せず）へ送信することに
なる。

【００２４】シリアル信号発生回路１８は、基準クロッ
ク周波数ｆのときに、１２．５分周期で繰り返して信号
を発生するように構成されている。なお、上記したフリ
ーラン・カウンタ１２ならびにシリアル信号発生回路１
８における周期の「１２．５分」とは、航法メッセージ
の周期である。なお周期は、「１２．５分」に限られる
ことなく、航法メッセージの１ワード分に相当する「６
００ｍｓｅｃ」などの時間間隔に適宜設定することがで
きる。

【００２５】以上の構成において、まず静止した状態の
ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機とを仮定して、これらの間の
距離に対応して計算により求めた時間遅延を示す初期遅
延量を、制御部１０からデジタル・コンパレータ１４に
出力して、デジタル・コンパレータ１４に設定する。ま
た、制御部１０において、上記において仮定したＧＰＳ
衛星が移動した場合におけるＧＰＳ受信機との間の距離
の変化に対応して、基準クロック周波数ｆからの変動分
△ｆを計算し、基準クロック周波数ｆと変動分△ｆを加
算したクロック周波数（ｆ＋△ｆ）を、ＤＤＳ部１６に
出力して設定する。

【００２６】なお、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の
距離が短くなるように変化した場合には、基準クロック
周波数ｆより高い周波数になるように変動するものであ
るので、変動分△ｆは正の値となる。

【００２７】一方、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の
距離が長くなるように変化した場合には、基準クロック
周波数ｆより低い周波数になるように変動するものであ
るので、変動分△ｆは負の値となる。

【００２８】上記した設定を終了した後に、フリーラン
・カウンタ１２のカウントを開始させるスタート・トリ
ガを、制御部１０からフリーラン・カウンタ１２へ出力
し、フリーラン・カウンタ１２のカウントを開始させ
る。

【００２９】フリーラン・カウンタ１２からのカウント
出力は、デジタル・コンパレータ１４へ入力され、デジ
タル・コンパレータ１４は、カウント出力と制御部１０
により設定された初期遅延量とが一致したときに、ディ
レイ・トリガをシリアル信号発生回路１８へ出力する
（図２）。

【００３０】そして、シリアル信号発生回路１８は、デ
ィレイ・トリガを入力されるとリセットされて、周期的
なシリアル信号の発生を開始する。

【００３１】このシリアル信号の周期は、ＤＤＳ部１６
からシリアル信号発生回路１８へ出力されるクロックの
クロック周波数（ｆ＋△ｆ）によって定められるもので
あり、クロック周波数（ｆ＋△ｆ）が、基準クロック周
波数ｆより高くなれば、シリアル信号の周期が１２．５
分より短くなり、時間遅延が短縮された状態を模擬でき
る。

【００３２】例えば、図３（ａ）乃至（ｄ）に示すよう
に、図３（ａ）に示す基準クロック周波数ｆのクロック
周波数のときに、図３（ｂ）に示すシリアル信号が発生
されている場合において、図３（ｃ）に示すように変動
分△ｆだけ高いクロック周波数（ｆ＋△ｆ）にクロック
周波数が変化されると、図３（ｄ）に示すように、シリ
アル信号の発生速度を速くすることができる。

【００３３】即ち、クロック周波数を高くすれば、シリ
アル信号発生回路１８により発生されるシリアル信号の
発生速度が速くなり、従前と同量のシリアル信号をＧＰ
Ｓ受信機に送信する場合には、従前より短い時間で送信
を完了することができることになるので、ＧＰＳ受信機
がシリアル信号を受信する場合には、シリアル信号の送
信から受信までの遅延時間が短くなることに相当する。

【００３４】一方、クロック周波数（ｆ＋△ｆ）が、基
準クロック周波数ｆより低くなれば、シリアル信号の周
期が１２．５分より長くなり、時間遅延が延長された状
態を模擬できる。

【００３５】即ち、クロック周波数を低くすれば、シリ
アル信号発生回路１８により発生されるシリアル信号の
発生速度が遅くなり、従前と同量のシリアル信号をＧＰ
Ｓ受信機に送信する場合には、送信を完了するまでに従
前より長い時間が必要になるので、ＧＰＳ受信機がシリ
アル信号を受信する場合には、シリアル信号の送信から
受信までの遅延時間が長くなることに相当する。

【００３６】このように、シリアル信号発生回路１８に
よるシリアル信号発生の基準となるクロックのクロック
周波数を変化させることにより、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受
信機との間の距離の変化に基づく送信から受信までの時
間遅延の変化の模擬が達成されるため、時間遅延を連続
的に変化させることができるとともに、シリアル信号に
不連続点が発生することを防止できる。

【００３７】さらに、フリーラン・カウンタ１２は、１
２．５分周期でリセットされるものであり、フリーラン
・カウンタ１２がリセットされたときに、デジタル・コ
ンパレータ１４は再度ディレイ・トリガを出力し（図
２）、シリアル信号発生回路１８をリセットして周期的
なシリアル信号の発生を再度先頭から開始させる。

【００３８】この際に、制御部１０からデジタル・コン
パレータ１４には、フリーラン・カウンタ１２のリセッ
ト時におけるＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離に
対応して計算により求めた時間遅延を示す初期遅延量が
設定されることになり、１２．５分周期の間でクロック
周波数の変動により模擬した時間遅延とＧＰＳ衛星とＧ
ＰＳ受信機との間の距離に対応して計算した時間遅延と
の間で誤差が生じている場合には、当該１２．５分周期
の間に累積された誤差（累積誤差）が、フリーラン・カ
ウンタ１２のリセット時に解消される。

【００３９】即ち、フリーラン・カウンタ１２のリセッ
ト時において、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離
に対応して計算した時間遅延が新たに設定されることに
なるので、上記累積誤差を解消することができることに
なる。

【００４０】以降、シリアル信号の時間遅延装置は、１
２．５分周期で上記した各動作を繰り返すことになる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４２】任意のクロック周波数を設定可能なクロッ
ク周波数設定手段と、クロック周波数設定手段によって
設定されたクロック周波数のクロックを発生するクロッ
ク発生手段と、クロック発生手段によって発生されるク
ロックに基づいて周期的なシリアル信号を発生するとと
もに、所定時間後にリセットされてシリアル信号の発生
を先頭から開始するシリアル信号発生手段と、シリアル
信号発生手段がシリアル信号の発生を先頭から開始する
ときの任意の遅延時間を設定する遅延時間設定手段とを
有するようにしたため、シリアル信号の発生の基準とな
るクロックのクロック周波数を変化させることにより、
送信側と受信側との間の距離の変化に基づく送信から受
信までの時間遅延の変化を模擬することができるように
なり、しこもこの時間遅延を連続的に変化させることが
できるとともに、シリアル信号に不連続点が生じること
を防止することができる。

【００４３】さらに、シリアル信号発生手段は所定時間
後にリセットされて、シリアル信号の発生を先頭から開
始するようになされているとともに、シリアル信号発生
手段がシリアル信号の発生を先頭から開始するときの遅
延時間が、遅延時間設定手段により設定されるため、ク
ロック周波数の変化に基づいて模擬した送信側と受信側
との間の距離の変化による時間遅延と実際の距離の変化
による時間遅延との累積誤差が生じた場合には、シリア
ル信号発生手段をリセットするときに、遅延時間設定手
段によって実際の距離の変化による時間遅延を設定する
ことにより、所定時間毎に解消できる。

【００４４】従って、本発明のシリアル信号の時間遅延
装置によれば、シリアル信号の時間遅延を変化させた際
に、出力信号に不連続点が発生することを防止すること
ができるので、ＧＰＳ受信機の試験装置に用いることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるシリアル信号の時間遅
延装置のブロック構成図である。

【図２】シリアル信号発生装置におけるスタート・トリ
ガとディレイ・トリガとの関係を示すタイミング・チャ
ートである。

【図３】シリアル信号発生装置の動作を示すタイミング
・チャートであり、（ａ）は基準クロック周波数ｆを示
し、（ｂ）は基準クロック周波数ｆのときのシリアル信
号を示し、（ｃ）はクロック周波数（ｆ＋△ｆ）を示
し、（ｄ）はクロック周波数（ｆ＋△ｆ）のときのシリ
アル信号を示す。

【符号の説明】

１０ 制御部 １２ フリーラン・カウンタ １４ デジタル・コンパレータ １６ ＤＤＳ部 １８ シリアル信号発生回路

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】追加

【補正内容】

【図３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意のクロック周波数を設定可能なクロ
   ック周波数設定手段と、 前記クロック周波数設定手段によって設定されたクロッ
   ク周波数のクロックを発生するクロック発生手段と、 前記クロック発生手段によって発生されるクロックに基
   づいて周期的なシリアル信号を発生するとともに、所定
   時間後にリセットされて前記シリアル信号の発生を先頭
   から開始するシリアル信号発生手段と、 前記シリアル信号発生手段が前記シリアル信号の発生を
   先頭から開始するときの任意の遅延時間を設定する遅延
   時間設定手段とを有することを特徴とするシリアル信号
   の時間遅延装置。