WO2012157142A1

WO2012157142A1 - 妨害波信号除去装置、ｇｎｓｓ受信装置、移動端末、妨害波信号除去プログラム、および妨害波信号除去方法

Info

Publication number: WO2012157142A1
Application number: PCT/JP2011/079298
Authority: WO
Inventors: 盾王; 仁志近藤; 佳太朗遠藤
Original assignee: Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2013-11-16

Abstract

【課題】妨害波信号を確実に除去できる簡素な構成の妨害波信号除去装置を提供する。【解決手段】制御部５１は、周波数走査部５３からの各周波数の信号強度に基づいて、妨害波信号周波数を検出する。制御部５１は、妨害波信号周波数からなる減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮをノッチフィルタ５２へ出力する。ノッチフィルタ５２は、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮに基づいて、入力信号から妨害波信号を除去し、出力信号Ｓ_ｏを出力する。ノッチフィルタ５２は、入力信号に対して減算処理を行うための妨害波信号に相当するベースバンド信号Ｓ_ＢＬを制御部５１へ出力する。制御部５１は、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度から、妨害波信号の継続もしくは消失を検出し、妨害波信号の消失を検出すると、ノッチフィルタ５２への妨害波信号除去処理の解除設定を行う。

Description

妨害波信号除去装置、ＧＮＳＳ受信装置、移動端末、妨害波信号除去プログラム、および妨害波信号除去方法

　本発明は、主たる目的として受信すべき信号等は異なる妨害波を除去する妨害波信号除去装置、および当該妨害波信号除去装置を備えるＧＮＳＳ受信装置と移動端末に関する。

　ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）では、測位衛星から放送されるＧＮＳＳ信号を受信して、測位等に利用している。ＧＮＳＳ信号は、擬似雑音符号でコード変調されたスペクトラム拡散信号からなる。

　このようなＧＮＳＳ信号を受信する際、当該ＧＮＳＳ信号以外の信号（以下、妨害波信号と称する。）を受信すると、ＧＮＳＳ信号の受信感度が低下する等の問題が生じる。

　このため、特許文献１および特許文献２には、ＧＮＳＳ信号とは異なる周波数帯域の狭い（狭帯域の）妨害波信号を検出して除去する妨害波信号除去装置が記載されている。図１は特許文献１に示す従来の妨害波信号除去装置１００Ｐの主要回路ブロック図である。図２は特許文献２に示す従来の妨害波信号除去装置１１０Ｐの主要回路ブロック図である。

　特許文献１に記載の妨害波信号除去装置１００Ｐは、制御部１０１Ｐ、ノッチフィルタ１０２Ｐ、周波数解析部１０３Ｐ、周波数走査部１０４Ｐを備える。制御部１０１Ｐは、周波数解析部１０３Ｐから得られた入力信号Ｓ_ｉの周波数スペクトルと、周波数走査部１０４Ｐで得られた出力信号Ｓ_ｏｐ１の周波数スペクトルから、妨害波信号の周波数を特定する。制御部１０１Ｐは、特定した妨害波信号周波数の情報から、当該妨害波信号成分を減衰させるように、ノッチフィルタ１０２Ｐの減衰特性を調整する。

　特許文献２に記載の妨害波信号除去装置１１０Ｐは、制御部１１１Ｐ、ノッチフィルタ１１２Ｐ、および周波数推定部１１３Ｐを備える。制御部１１１Ｐは、周波数推定部１１３Ｐからの妨害波信号周波数の推定情報に基づいて、ノッチフィルタ１１２Ｐの減衰特性を調整する。この際、周波数推定部１１３Ｐは、入力信号Ｓ_ｉと出力信号Ｓ_ｏｐ２の周波数スペクトルから、妨害波信号の周波数を特定する。

米国特許出願公開第２００８／２４０３１５号明細書米国特許第６２１９３７６号明細書

　しかしながら、特許文献１，２に記載の妨害波信号除去装置は、ノッチフィルタへ入力される信号とノッチフィルタから出力される信号の両方を用いて、妨害波信号の検出と周波数推定を行っているため、回路規模が増大し、制御アルゴリズムが複雑化し、さらに制御部の制御処理負荷が増加してしまう。

　また、特許文献２に記載の妨害波信号除去装置は、入力信号による妨害波信号の検出と出力信号による妨害波信号の検出を時分割で行っているため、妨害波信号の発生や消失を検出するための時間が長くなってしまう。

　また、信号強度の強い妨害波信号の周波数と信号強度の弱い妨害波信号の周波数が近接する場合、周波数分解能を向上させなければ、信号強度の弱い妨害波信号を検出することが難しい。ここで、周波数分解能を向上させれば、その分回路規模および処理負荷が増大してしまう。

　したがって、本発明の目的は、簡素な構造でありながら、妨害波信号を確実に除去できる妨害波信号除去装置を提供することにある。

　この発明における所望信号とは異なる妨害波信号を除去する妨害波信号除去装置は、ノッチフィルタと、周波数走査部と、制御部とを備える。ノッチフィルタは、減衰極の周波数を調整可能な構成からなる。周波数走査部は、ノッチフィルタの出力信号を所定帯域幅で走査し、信号強度の周波数スペクトルを検出する。制御部は、周波数走査部が検出した信号強度の周波数スペクトルとノッチフィルタから出力される妨害波除去処理前の信号とに基づいて減衰極周波数の設定を行う制御部と、を備えた妨害波信号除去装置。

　この構成では、制御部は、周波数走査部による周波数走査結果から妨害波信号の周波数を検出する。制御部は、当該妨害波信号の周波数を、ノッチフィルタの減衰極周波数に設定し、ノッチフィルタの減衰極の周波数位置を調整する。このように減衰極周波数が調整されたノッチフィルタに、妨害波信号を含む入力信号が入力されると、妨害波信号のみが除去される。ここで、妨害波信号が消失すると、ノッチフィルタによる妨害波除去処理前の信号に当該妨害波信号の周波数成分は存在しない。したがって、制御部は、ノッチフィルタから出力される妨害波除去処理前の信号に当該妨害波信号の周波数成分が存在しないことを検出すると、ノッチフィルタの減衰極周波数に対する解除設定を行う。これにより、入力信号に含まれる妨害波信号の状態に応じて、適切なノッチフィルタの設定が可能になる。

　また、この発明の妨害波信号除去装置では、ノッチフィルタは複数備えられて、直列に接続されている。制御部は、各ノッチフィルタから出力される妨害波除去処理前の信号に基づいて、それぞれのノッチフィルタの減衰極周波数の設定を行う。

　この構成では、複数のノッチフィルタを妨害波信号毎に個別に設定できるので、入力信号に複数の妨害波信号が含まれていても、それぞれを適切に除去することができる。さらに、妨害波信号毎に消失の判断を行うことができるので、入力信号に含まれる複数の妨害波信号の状態に応じて、適切なノッチフィルタの設定が可能になる。

　また、この発明の妨害波信号除去装置では、ノッチフィルタは、ダウンコンバータ、ベースバンド信号生成部、減算素子、アップコンバータを備える。ダウンコンバータは、入力信号に対して制御部から出力される減衰極設定用信号を乗算する。ベースバンド信号生成部は、ダウンコンバートされた信号のベースバンド成分を抽出してベースバンド信号を生成する。減算素子はダウンコンバートされた信号からベースバンド信号を減算する。アップコンバータは、減算後の信号に、減衰極設定用信号を乗算する。そして、ノッチフィルタは、妨害波除去処理前の信号として、ベースバンド信号を制御部へ出力する。

　この構成では、ノッチフィルタの具体的構成を示している。そして、この構成では、入力信号に減衰極設定用信号を乗算して得られるダウンコンバート信号のベースバンド成分が、妨害波信号の周波数成分に相当する。したがって、ベースバンド信号を制御部に出力することで、制御部が妨害波信号の継続、消失を正確に検出することができる。また、この構成では、入力信号から妨害波信号の周波数成分抽出するためだけの回路構成を必要としないので、より簡素な構成で妨害波信号除去装置を実現できる。そして、この構成は、ノッチフィルタが複数段存在し、複数の妨害波信号の継続、消去を個別に監視する場合に、より有効となる。

　また、この発明は、ＧＮＳＳ信号を受信して復調するＧＮＳＳ受信装置に関する。ＧＮＳＳ受信装置は、上述の妨害波信号除去装置と、受信部と、捕捉追尾部と、測位演算部と、を備える。受信部は、妨害波信号除去装置の前段に接続され、所望信号としてＧＮＳＳ信号を受信して、ＧＮＳＳ受信信号を生成し、妨害波信号除去装置へ出力する。捕捉追尾部は、妨害波信号除去後のＧＮＳＳ受信信号を捕捉、追尾する。ここでは、妨害波信号が除去されているので、捕捉、追尾の速度および精度が向上する。測位演算部は、追尾中のＧＮＳＳ信号を用いて測位を行う。ここでは、捕捉、追尾の速度および精度が向上することで、測位演算の収束速度や測位結果の精度が向上する。

　また、この発明は、移動端末に関するものであり、当該移動端末は、上述のＧＮＳＳ受信装置と、測位演算部の測位演算結果を用いて所定のアプリケーションを実行するアプリケーション処理部を、備える。この構成では、上述のＧＮＳＳ受信装置を備え、その高精度な測位結果を利用できる。したがって、当該測位結果を用いたアプリケーションの性能が向上する。

　この発明によれば、妨害波を確実に除去する妨害波除去装置を簡素な構成で実現できる。

特許文献１に示す従来の妨害波信号除去装置１００Ｐの主要回路ブロック図である。特許文献２に示す従来の妨害波信号除去装置１１０Ｐの主要回路ブロック図である。第１の実施形態に係るＧＮＳＳ受信装置１０のブロック図である。第１の実施形態に係る妨害波信号除去部５０のブロック図である。第１の実施形態に係るノッチフィルタ５２の回路ブロック図である。ノッチフィルタを多段化した妨害波信号除去部５０Ａのブロック図である。妨害波信号除去部５０Ａを用いた場合の処理説明図である。第２の実施形態に係る妨害波信号除去部５０Ｂのブロック図である。本発明に係る妨害波信号除去方法を示すフローチャートである。ＧＮＳＳ信号受信装置１０を含む移動端末１の主要構成ブロック図である。

　本発明の第１の実施形態に係る妨害波信号除去装置について、図を参照して説明する。本実施形態の妨害波信号除去装置は、ＧＮＳＳ受信装置１０の妨害波信号除去部５０として機能する。

　図３は第１の実施形態に係るＧＮＳＳ受信装置１０のブロック図である。ＧＮＳＳ受信装置１０は、ＧＮＳＳアンテナ２０、ＲＦフロントエンド部３０、アナログ－デジタル変換部（ＡＤＣ）４０、妨害波信号除去部５０、捕捉追尾部６０、測位演算部７０を備える。ＧＮＳＳアンテナ２０は、ＧＮＳＳ信号を含む無線信号を受信し、ＲＦフロントエンド部３０へ出力する。

　ＧＮＳＳ信号は、搬送波信号を擬似拡散符号でコード変調した信号であり、広帯域に亘って周波数成分が拡がり各周波数成分のスペクトル強度が低いスペクトル拡散信号である。さらに、例えば、ＧＰＳ信号のＬ１波信号等であれば、航法メッセージが重畳されている。

　ここで、妨害波信号が存在し、当該妨害波信号の周波数がアンテナの受信周波数帯域内にある場合、無線信号には、ＧＮＳＳ信号とともに、妨害波信号が含まれている。

　ＲＦフロントエンド部３０は、無線信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）に変換して、ＡＤＣ４０へ出力する。ＡＤＣ４０は、アナログのＩＦ信号を所定のサンプリングタイミング間隔でサンプリングすることで、デジタルのＩＦ信号を生成し、妨害波信号除去部５０へ出力する。

　妨害波信号除去部５０は、具体的な構成及び処理は後述するが、無線信号（ＩＦ信号）に含まれる妨害波信号を除去し、ＧＮＳＳ信号のみを含む出力信号を、捕捉追尾部６０へ出力する。捕捉追尾部６０は、妨害波信号除去部５０からの出力信号、すなわち、ＧＮＳＳ信号と基準信号とを相関処理することで、キャリア位相およびコード位相を捕捉、追尾し、追尾結果（相関処理結果）を測位演算部７０へ出力する。測位演算部７０は、相関処理結果に基づいて、擬似距離等を算出し、測位演算を行う。この際、航法メッセージが重畳されて入れば、航法メッセージの復調を行い、測位演算に利用する。

　このような構成のＧＮＳＳ受信装置１０を用いれば、妨害波信号が除去された状態でＧＮＳＳ信号が捕捉追尾部６０へ入力されるので、捕捉追尾が容易になり、高精度な測位演算結果を得られる。

　次に、妨害波信号除去部５０の構成及び処理について、より具体的に説明する。まず、説明を分かりやすくするために、妨害波信号除去部５０にノッチフィルタを一段だけ備えた場合について説明する。図４は第１の実施形態に係る妨害波信号除去部５０のブロック図である。図５は第１の実施形態に係るノッチフィルタ５２の回路ブロック図である。

　妨害波信号除去部５０は、制御部５１、ノッチフィルタ５２、および周波数走査部５３を備える。

　制御部５１は、周波数走査部５３に対して走査周波数範囲を設定する。走査周波数範囲は、例えば、上述のＧＮＳＳアンテナ２０の受信帯域や、ＧＮＳＳ信号の搬送波周波数を中心周波数として、捕捉追尾に影響を与える可能性のある周波数範囲を設定すればよい。

　周波数走査部５３には、ノッチフィルタ５２の出力信号Ｓ_ｏが入力される。周波数走査部５３は、前記走査周波数範囲に亘り、所定の周波数毎に信号強度を検出する。周波数走査部５３は、検出した各周波数の信号強度を、制御部５１へ出力する。

　制御部５１は、周波数走査部５３からの各周波数の信号強度に基づいて、妨害波信号を検出する。例えば、制御部５１は、妨害波信号検出用閾値を設定し、当該妨害波信号検出用閾値以上の信号強度からなる周波数には、妨害波信号が存在すると判断する。なお、この閾値は、例えば、出力信号Ｓ_ｏにおけるＧＮＳＳ信号の信号強度に対して、所定の信号強度の嵩上げを行った値に設定するとよい。さらには、ＧＮＳＳ信号の受信状況（例えばＣ／Ｎｏ等）が判断できれば、当該受信状況に応じて、閾値を設定してもよい。

　制御部５１は、検出した周波数を妨害波信号周波数に設定する。この際、制御部５１は、複数の周波数を検出した場合、例えば、最も信号強度の高い周波数を妨害波信号周波数に設定する。もしくは、経時的に検出結果を得られていれば、最も検出時間の長い周波数を妨害波信号周波数に設定してもよい。なお、このような妨害波信号周波数の検出は、信号強度に限るものではなく、信号電力等を用いてもよい。

　制御部５１は、検出した周波数からなる減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮをノッチフィルタ５２へ出力する。

　ノッチフィルタ５２は、ダウンコンバータ５０１、本発明の「ベースバンド信号抽出部」に相当するローパスフィルタ５０２、本発明の「減算素子」に相当する加算器５０３、アップコンバータ５０４を備える。

　ダウンコンバータ５０１には、ＡＤＣ４０からのＩＦ信号である入力信号Ｓ_ｉと、制御部５１からの減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮとが入力される。ダウンコンバータ５０１は、入力信号Ｓ_ｉと減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮとをミキシングして、ダウンコンバート信号Ｓ_Ｄを出力する。ダウンコンバート信号Ｓ_Ｄは、ローパスフィルタ５０２と加算器５０３へ入力される。

　ローパスフィルタ５０２は、ダウンコンバート信号Ｓ_Ｄを低域通過フィルタ処理することで、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬを出力する。このベースバンド信号Ｓ_ＢＬは、妨害波信号を含む入力信号Ｓ_ｉに、妨害波信号周波数からなる減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮをミキシングした信号のベースバンド成分に相当する。したがって、このベースバンド信号Ｓ_ＢＬが、妨害波信号の信号状態を表す信号となる。すなわち、妨害波信号の信号強度が高ければ、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度が高くなり、妨害波信号が消失すれば、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度は０（零）になる。このベースバンド信号Ｓ_ＢＬは、加算器５０３および制御部５１へ入力される。

　加算器５０３は、ダウンコンバート信号Ｓ_Ｄからベースバンド信号Ｓ_ＢＬを減算する。このような処理を行うことで、ダウンコンバート信号Ｓ_Ｄに含まれる妨害波信号の成分が除去される。加算器５０３は、減算信号Ｓ_Ｓをアップコンバータ５０４へ出力する。

　アップコンバータ５０４は、減算信号Ｓ_Ｓと減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮとをミキシングしてなる出力信号Ｓ_ｏを、捕捉追尾部６０へ出力する。

　これにより、ＧＮＳＳアンテナ２０の受信信号に妨害波信号が含まれている場合、捕捉追尾部６０へ入力される出力信号Ｓ_ｏは、受信信号に含まれる妨害波信号が除去された信号からなる。すなわち、ＧＮＳＳ信号のみからなる出力信号Ｓ_ｏが捕捉追尾部６０へ出力される。

　制御部５１は、ノッチフィルタ５２から出力されたベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度に基づいて、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮの出力継続もしくは出力停止を判断する。具体的には、制御部５１は、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度に対する判断用閾値を設定し、信号強度が判断閾値以上であれば、引き続き減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮをノッチフィルタ５２へ出力する。これにより、妨害波信号除去処理が継続される。制御部５１は、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度が判断閾値未満であれば、ノッチフィルタ５２への減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮの出力を停止する。これにより、妨害波信号が消失すれば、素早く対応し、ノッチフィルタ５２の妨害波信号減衰機能を停止させることができる。この際、例えば、ノッチフィルタ５２の伝搬特性を、ＧＮＳＳ信号に適するように調整すれば、ノッチフィルタ５２による損失も低減できる。

　以上のように、本実施形態の構成を用いれば、受信信号に妨害波信号が含まれていれば、当該妨害波信号を除去して捕捉追尾部６０へ出力でき、受信信号に妨害波信号が含まれていなければ、受信信号をそのまま捕捉追尾部６０へ出力することができる。

　そして、本実施形態の構成を用いれば、ノッチフィルタ５２から出力される信号で妨害波信号の消失判断を行うことができるので、従来よりも簡素な構成で、妨害波信号の有無に応じて、ノッチフィルタの機能を適用させることができる。さらに、図５の構成を用いれば、受信信号から妨害波信号を減算するために生成した信号を用いて、妨害波信号の消失を検出できるので、従来のように、妨害波信号の消失検出を行うためだけの回路構成を、別途必要とせず、より簡素な妨害波除去部を構成することができる。

　ところで、ここまでの説明では、受信信号から一つの妨害波信号だけを除去する構成および処理を示したが、現実に、受信信号に対して複数の妨害波信号が含まれることがある。このような場合には、次に示す構成の妨害波信号除去部５０Ａを用いればよい。

　図６はノッチフィルタを多段化した妨害波信号除去部５０Ａのブロック図である。なお、図６では、ノッチフィルタを三個用いた場合を示しているが、二個や四個以上であってもよい。

　妨害波信号除去部５０Ａは、ノッチフィルタ５２１，５２２，５２３を備える。ノッチフィルタ５２１，５２２，５２３は、同じ構造からなり、上述の図５に示した構造からなる。ノッチフィルタ５２１は、ダウンコンバータ側がＡＤＣ４０（図示せず）に接続し、アップコンバータ側が、ノッチフィルタ５２２のダウンコンバータ側に接続している。ノッチフィルタ５２２のアップコンバータ側はノッチフィルタ５２３のダウンコンバータ側に接続し、ノッチフィルタ５２３のアップコンバータ側は、捕捉追尾部６０（図示せず）へ接続している。

　このような構成からなる妨害波信号除去部５０Ａは、次に示すように動作する。

　まず、ＩＦ信号が入力されると、周波数走査部５３は最終段のノッチフィルタ５２３の出力信号Ｓｏを、前記走査周波数範囲に亘り、所定の周波数毎に信号強度を検出する。周波数走査部５３は、検出した各周波数の信号強度を、制御部５１Ａへ出力する。

　制御部５１Ａは、周波数走査部５３からの各周波数の信号強度に基づいて、上述のように、妨害波信号周波数を検出する。この際、制御部５１Ａは、妨害波信号除去部５０Ａが備えるノッチフィルタ数分までの妨害波信号を検出する。検出した妨害波信号数がノッチフィルタ数よりも多ければ、上述のように、信号強度が高いものや閾値以上の信号強度を継続する時間の長いものを優先的に検出する。

　制御部５１は、検出した妨害波信号周波数毎に、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮ１，Ｓ_ＣＮ２，Ｓ_ＣＮ３を生成し、各ノッチフィルタ５２１，５２２，５２３へ出力する。制御部５１は、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮ１を各ノッチフィルタ５２１へ出力し、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮ２を各ノッチフィルタ５２２へ出力し、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮ３を各ノッチフィルタ５２３へ出力する。なお、検出した妨害波信号周波数の数がノッチフィルタ数よりも少なければ、妨害波信号周波数分だけ減衰極設定用信号を生成すればよい。

　ノッチフィルタ５２１は、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮ１を用いて、入力信号から第１の妨害波信号を除去し、第１除去処理後信号Ｓ_ｍ１をノッチフィルタ５２２へ出力する。この際、ノッチフィルタ５２１は、入力信号に対して減算処理を行うための第１の妨害波信号に相当する第１ベースバンド信号Ｓ_ＢＬ１を制御部５１Ａへ出力する。制御部５１Ａは、この第１ベースバンド信号Ｓ_ＢＬ１の信号強度から、第１の妨害波信号の継続もしくは消失を検出することができる。そして、制御部５１Ａは、第１の妨害波信号の消失を検出すると、ノッチフィルタ５２１への解除設定を行う。

　ノッチフィルタ５２２は、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮ２を用いて、第１除去後信号Ｓ_ｍ１から第２の妨害波信号を除去し、第２除去処理後信号Ｓ_ｍ２をノッチフィルタ５２３へ出力する。この際、ノッチフィルタ５２２は、第１除去後信号Ｓ_ｍ１に対して減算処理を行うための第２の妨害波信号に相当する第２ベースバンド信号Ｓ_ＢＬ２を制御部５１Ａへ出力する。制御部５１Ａは、この第２ベースバンド信号Ｓ_ＢＬ２の信号強度から、第２の妨害波信号の継続もしくは消失を検出することができる。そして、制御部５１Ａは、第２の妨害波信号の消失を検出すると、ノッチフィルタ５２２への解除設定を行う。

　ノッチフィルタ５２３は、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮ３を用いて、第２除去後信号Ｓ_ｍ２から第３の妨害波信号を除去し、第３除去処理後信号Ｓ_ｍ３を出力信号Ｓ_ｏとして、捕捉追尾部６０へ出力する。この際、ノッチフィルタ５２３は、第２除去後信号Ｓ_ｍ２に対して減算処理を行うための第３の妨害波信号に相当する第３ベースバンド信号Ｓ_ＢＬ３を制御部５１Ａへ出力する。制御部５１Ａは、この第３ベースバンド信号Ｓ_ＢＬ３の信号強度から、第３の妨害波信号の継続もしくは消失を検出することができる。そして、制御部５１Ａは、第３の妨害波信号の消失を検出すると、ノッチフィルタ５２３への解除設定を行う。

　このような構成とすることで、妨害波信号毎に、除去処理の設定、および除去処理の解除設定を行うことができ、より実用性の高い妨害波信号除去部を実現することができる。

　そして、このような構成からなる妨害波信号除去部５０Ａを用いれば、次に示すような場合に、妨害波信号除去機能が、より有効に作用する。

　図７は妨害波信号除去部５０Ａを用いた場合の処理説明図である。図７は、妨害波信号ＣＷ１，ＣＷ２，ＣＷ３が受信信号内に存在し、妨害波信号ＣＷ１の周波数と妨害波信号ＣＷ３の周波数とが近接し、妨害波信号ＣＷ１の信号強度が妨害波信号ＣＷ３の信号強度よりも高い場合を示している。そして、図７（Ａ）は最初のスキャン（走査）時の出力信号の周波数スペクトルであり、図７（Ｂ）は妨害波信号ＣＷ１，ＣＷ２を除去処理後の出力信号の周波数スペクトルであり、図７（Ｃ）は妨害波信号ＣＷ１，ＣＷ２，ＣＷ３を除去処理後の出力信号の周波数スペクトルである。図７（Ｄ）は従来構成を用いた場合の除去処理のための概念図である。

　このような状況において、周波数走査部５３の周波数分解能が低いと、図７（Ａ）に示すように、妨害波信号ＣＷ１の周波数スペクトル中に妨害波信号ＣＷ３のスペクトルが内包され、周波数走査部５３では、妨害波信号ＣＷ１，ＣＷ２のみが検出される。制御部５１Ａは、ノッチフィルタ５２１，５２２に対して、妨害波信号ＣＷ１，ＣＷ２を除去するように設定する。これにより、妨害波信号ＣＷ１，ＣＷ２を除去処理後の出力信号には、妨害波信号ＣＷ３のスペクトルピークが現れる。周波数走査部５３は、この妨害波信号ＣＷ３信号強度を検出し、制御部５１Ａに出力する。制御部５１Ａは、ノッチフィルタ５２１，５２２のベースバンド信号Ｓ_ＢＬ１，Ｓ_ＢＬ２を検出し、妨害波信号ＣＷ１，ＣＷ２が消失していなければ、ノッチフィルタ５２３に対して、妨害波信号ＣＷ３を除去するように設定する。この処理により、受信信号に含まれる妨害波信号は全て除去され、図７（Ｃ）に示すように、捕捉追尾部６０への出力信号は、ＧＮＳＳ信号のみから構成される。

　このように、本実施形態の構成および処理を用いれば、周波数走査部５３が低分解能であっても、近接する複数の妨害波信号を確実に検出して、除去することができる。

　一方、従来の構成では、図７（Ｄ）に示すように、妨害波信号ＣＷ１のスペクトルピークと、妨害波信号ＣＷ３のスペクトルピークとを個別に検出しなければならず、周波数走査における周波数分解能を高くしなければならない。したがって、妨害波信号除去部の回路規模が大きくなってしまう。

　なお、上述の説明において、制御部５１Ａは、ノッチフィルタ５２１，５２２のベースバンド信号Ｓ_ＢＬ１，Ｓ_ＢＬ２を検出し、妨害波信号ＣＷ１，ＣＷ２のいずれかが消失していれば、消失した妨害波信号に対するノッチフィルタ５２に対して、妨害波信号ＣＷ３を除去するように設定してもよい。

　そして、以上のような構成からなる妨害波信号除去部を用いることで、捕捉追尾部６０には、ＧＮＳＳ信号のみからなる信号が入力されるので、捕捉追尾性能を向上させることができる。例えば、捕捉速度や追尾速度が向上し、追尾精度を向上させることができる。さらに、追尾精度が向上することで、擬似距離等の精度が向上するとともに、航法メッセージをより確実に復調でき、高精度な測位結果を得ることができる。

　次に、第２の実施形態に係る妨害波信号除去部について、図を参照して説明する。図８は第２の実施形態に係る妨害波信号除去部５０Ｂのブロック図である。

　妨害波信号除去部５０Ｂは、制御部５１Ｂ、ノッチフィルタ５２Ｂ、周波数走査部５３、エンベロープ計算部５４Ｂを備える。周波数走査部５３の処理は、上述の実施形態に示したものと同じであるので、説明は省略する。

　制御部５１Ｂは、周波数走査部５３からの各周波数の信号強度に基づいて、妨害波信号を検出する。この妨害波信号の検出方法は、上述の実施形態と同じである。

　制御部５１Ｂは、検出した周波数からなる減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮをノッチフィルタ５２Ｂとエンベロープ計算部５４Ｂへ出力する。

　ノッチフィルタ５２Ｂは、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮに基づいて減衰極を設定し、ＡＤＣ４０からの入力信号（受信信号に対応）から妨害波信号を除去し、出力信号Ｓ_ｏを捕捉追尾部６０へ出力する。

　エンベロープ計算部５４Ｂには、ノッチフィルタ５２Ｂの妨害波信号除去処理前の信号Ｓ_ｉ’が入力される。エンベロープ計算部５４Ｂは、妨害波信号除去処理前の信号Ｓ_ｉ’に減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮを乗算して、ベースバンドに変化することで、エンベロープ検出し、ベースバンド信号の信号強度を算出して、制御部５１Ｂへ出力する。なお、本実施形態においても、ベースバンド信号の電力を用いてもよい。

　制御部５１Ｂは、ベースバンド信号の信号強度から妨害波信号の継続もしくは消失を検出する。そして、制御部５１Ｂは、妨害波信号の消失を検出すると、ノッチフィルタ５２Ｂへの解除設定を行う。また、制御部５１Ｂは、エンベロープ計算部５４Ｂへの演算停止設定を行う。

　このような構成であっても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、本実施形態の妨害波信号除去部の構成を、第１の実施形態に示したように、複数のノッチフィルタを直列に接続した妨害波信号除去部の構成に適用することもでき、同様の作用効果を得ることができる。

　なお、上述の各実施形態に示した制御部および周波数走査部の処理は、プログラム化してハードディスクやＲＯＭ等に保存しておき、コンピュータによって実行する態様にすることもできる。

　この場合、例えば、図９に示すフローチャートに示す方法を、実現するようにすればよい。図９は本発明に係る妨害波信号除去方法を示すフローチャートである。なお、図９では、ノッチフィルタが一つの場合を示しているが、上述のようにノッチフィルタが複数の場合には、図９に示す方法をノッチフィルタ毎に適用すればよい。

　まず、前記走査周波数範囲に亘り、所定の周波数毎に信号強度を検出する（Ｓ１０１）。周波数毎の信号強度に基づいて、妨害波信号周波数を検出し、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮを生成する（Ｓ１０２）。入力信号Ｓ_ｉ（受信信号）に減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮを乗算して、妨害波信号成分に相当するベースバンド信号Ｓ_ＢＬを生成する（Ｓ１０３）。入力信号Ｓ_ｉ（受信信号）からベースバンド信号Ｓ_ＢＬを減算し、減算信号Ｓ_ｓに減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮを乗算する（Ｓ１０４）。このような処理により、入力信号Ｓ_ｉから妨害波信号成分が除去されるノッチフィルタが実現される。

　このようなノッチフィルタ処理とともに、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度を観測し続けることで、妨害波信号の消失検出を行う（Ｓ１０５）。ここで、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度が所定閾値以上であれば、妨害波信号が消失していないものと判断して、そのまま減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮを用いたノッチフィルタ処理を継続する（Ｓ１０６：ＮＯ）。一方、ベースバンド信号Ｓ_ＢＬの信号強度が前記所定閾値未満となり略０等まで大幅に低下したら、減衰極設定用信号Ｓ_ＣＮの生成を停止する（Ｓ１０７）。

　また、以上のような構成からなるＧＮＳＳ受信装置１０は、図１０に示すような移動端末１に利用することができる。図１０はＧＮＳＳ信号受信装置１０を含む移動端末１の主要構成ブロック図である。

　図１０に示すような移動端末１は、例えば携帯電話機等のモバイル通信機であり、ＧＮＳＳアンテナ２０、ＧＮＳＳ受信装置１０、アプリケーション処理部２、モバイル通信用アンテナ２０Ｍ、モバイル通信処理部３を備える。

　アプリケーション処理部１３０は、得られたＧＮＳＳ受信装置１０から出力される測位結果に基づいて、自装置位置や自装置速度を表示したり、ナビゲーションに利用したり、自装置位置を用いた各種アプリケーションを実行する。

　モバイル通信用アンテナ２０Ｍは、モバイル通信用信号（送信信号及び受信信号）を送受信する。モバイル通信処理部３は、モバイル通信用の送信信号を生成したり、モバイル通信用の受信信号を復調する。

　このような構成において、上述の妨害波信号除去部を備えたＧＮＳＳ受信装置１０を用いれば、モバイル通信用信号が、ＧＮＳＳ信号の周波数に近く、信号強度が高くても、妨害波信号除去部で確実に除去され、ＧＮＳＳ信号の受信感度が低下しない。これにより、高精度な測位結果を得られ、高精度な位置表示やナビゲーション等を実現することができる。また、モバイル通信用信号の周波数帯域をＧＮＳＳ信号の周波数帯域に近接させることが可能になるので、使用可能なモバイル通信用信号の周波数帯域が広がり、より利用しやすい移動端末１を構成することができる。

　なお、上述の説明では、モバイル機能を実現する機能部と、ＧＮＳＳ信号を用いた測位結果を利用するアプリケーション機能とを、一つの筐体に備えた場合を示したが、モバイル機能を実現する機能部を備えない移動端末であって、外部からのモバイル用通信信号を受信してしまうような場合であっても、同様の作用効果を得ることができる。

１００Ｐ，１１０Ｐ：妨害波除去装置、１０１Ｐ，１１１Ｐ：制御部、１０２Ｐ，１１２Ｐ：ノッチフィルタ、１０３Ｐ：周波数解析部、１０４Ｐ：周波数走査部、１１３Ｐ：周波数推定部、
１０：ＧＮＳＳ受信装置、２０：ＧＮＳＳアンテナ、３０：ＲＦフロントエンド部、４０：アナログ－デジタル変換部（ＡＤＣ）、５０，５０Ａ：妨害波信号除去部、６０：捕捉追尾部、７０：測位演算部、
５１，５１Ａ：制御部、５２，５２１，５２２，５２３：ノッチフィルタ、５３：周波数走査部、５０１：ダウンコンバータ、５０２：ローパスフィルタ、５０３：加算器、５０４：アップコンバータ、
１：移動端末、２：アプリケーション処理部、３：モバイル通信処理部、３０Ｍ：モバイル通信用アンテナ

Claims

　所望信号とは異なる妨害波信号を除去する妨害波信号除去装置であって、
　減衰極の周波数を調整可能なノッチフィルタと、
　該ノッチフィルタの出力信号を所定帯域幅で走査し、信号強度の周波数スペクトルを検出する周波数走査部と、
　前記周波数走査部が検出した前記信号強度の周波数スペクトルと前記ノッチフィルタから出力される妨害波除去処理前の信号とに基づいて前記減衰極周波数の設定を行う制御部と、を備えた妨害波信号除去装置。
　請求項１に記載の妨害波信号除去装置であって、
　前記ノッチフィルタは複数備えられて、直列に接続されており、
　前記制御部は、各ノッチフィルタから出力される前記妨害波除去処理前の信号に基づいて、それぞれのノッチフィルタの前記減衰極周波数の設定を行う、妨害波信号除去装置。
　請求項１または請求項２に記載の妨害波信号除去装置であって、
　前記ノッチフィルタは、
　入力信号に対して前記制御部から出力される減衰極設定用信号を乗算するダウンコンバータと、
　ダウンコンバートされた信号のベースバンド成分を抽出してベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部と、
　前記ダウンコンバートされた信号から前記ベースバンド信号を減算する減算素子と、
　減算後の信号に前記減衰極設定用信号を乗算するアップコンバータと、を備え、
　前記ベースバンド信号を前記制御部へ出力する、妨害波信号除去装置。
　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の妨害波信号除去装置と、
　前記所望信号としてＧＮＳＳ信号を受信して、ＧＮＳＳ受信信号を生成し、前記妨害波信号除去装置へ出力する受信部と、
　妨害波信号除去後のＧＮＳＳ受信信号を捕捉、追尾する捕捉追尾部と、
　追尾中のＧＮＳＳ信号を用いて測位を行う測位演算部と、を備えたＧＮＳＳ受信装置。
　請求項４に記載のＧＮＳＳ受信装置と、
　前記測位演算部の測位演算結果を用いて所定のアプリケーションを実行するアプリケーション処理部を、備える移動端末。
　所望信号とは異なる妨害波信号を除去する処理をコンピュータに実行させるための妨害波信号除去プログラムであって、
　減衰極の周波数を調整可能なノッチフィルタの出力信号を所定帯域幅で走査し、信号強度の周波数スペクトルを検出する周波数走査処理と、
　前記周波数走査処理により検出された前記信号強度の周波数スペクトルに基づいて、前記減衰極周波数を設定するとともに、前記ノッチフィルタから出力される妨害波除去処理前の信号に基づいて前記減衰極周波数の設定を行う処理と、を有する妨害波信号除去プログラム。
　請求項６に記載の妨害波信号除去プログラムであって、
　直列接続された複数のノッチフィルタから出力される前記妨害波除去処理前の信号に基づいて、それぞれのノッチフィルタの前記減衰極周波数の設定を行う処理を、有する妨害波信号除去プログラム。
　所望信号とは異なる妨害波信号を除去する妨害波信号除去方法であって、
　減衰極の周波数を調整可能なノッチフィルタ処理による出力信号を所定帯域幅で走査し、信号強度の周波数スペクトルを検出する周波数走査工程と、
　前記周波数走査工程により検出された前記信号強度の周波数スペクトルと、前記ノッチフィルタ処理過程に生じる妨害波除去処理前の信号とに基づいて前記減衰極周波数の設定を行う工程と、を有する妨害波信号除去方法。
　請求項８に記載の妨害波信号除去方法であって、
　入力信号に対して連続的に行われる複数のノッチフィルタ処理毎に出力される前記妨害波除去処理前の信号に基づいて、それぞれのノッチフィルタ処理の前記減衰極周波数の設定を行う工程を、有する妨害波信号除去方法。