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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldungen Nr.
10-2020-0168926 und Nr.
10-2021-0159235 , die am 18. November 2021 bzw. am 4. Dezember 2020 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum (KIPO) eingereicht wurden und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Hintergrund
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1. Technisches Gebiet
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf eine Technik zum Auslöschen von Interferenzsignalen und insbesondere auf eine Interferenzsignal-Auslöschungstechnik zum Auslöschen von Mehrweg-Interferenzsignalen in einem Sendeempfängersystem unter Verwendung orthogonaler Polarisation.
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2. Stand der Technik
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Das Kommunikationssystem (z. B. Neufunk-Kommunikationssystem (NR-Kommunikationssystem) oder 6G-Kommunikationssystem), das ein höheres Frequenzband (z. B. Frequenzband von 6 GHz oder mehr) verwendet als ein Frequenzband (z. B. Frequenzband von 6 GHz oder weniger) des Langzeitevolution-Kommunikationssystems (LTE-Kommunikationssystems, oder LTE-A-Kommunikationssystems) wird für die Verarbeitung von zunehmenden drahtlosen Daten in Betracht gezogen. Das NR-Kommunikationssystem und/oder 6G-Kommunikationssystem kann nicht nur ein Frequenzband von 6 GHz oder weniger unterstützen, sondern auch ein Frequenzband von 6 GHz oder mehr und kann im Vergleich zum LTE-System verschiedene Kommunikationsdienste und -szenarien unterstützen. Nutzungsszenarien des NR-Kommunikationssystems können beispielsweise verbessertes mobiles Breitband (eMBB), ultrazuverlässige Kommunikation mit niedriger Latenz (URLLC) und massive maschinenartige Kommunikation (mMTC) umfassen.
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Andererseits können einige Sendeempfängersysteme orthogonale Polarisationssignale verwenden, die den Vorteil haben, den Einfluss von Interferenzsignalen zu verringern oder eine Übertragungsrate in einer bestimmten Umgebung zu erhöhen. Solche orthogonalen Polarisationssignale können in einer Mehrweg-Umgebung in der Orthogonalität beeinträchtigt sein. Außerdem können Täuschungssignale, Störsignale und andere Systemsignale, die vom Boden gesendet werden und durch einen Mehrweg-Kanal laufen, als Interferenzsignale auf die orthogonalen Polarisationssignale wirken, wodurch die Orthogonalität der orthogonalen Polarisationssignale beeinträchtigt wird. Solche Interferenzsignale können eine Empfangsfehlerrate in dem Sendeempfängersystem erhöhen, die Übertragungsrate verringern und die Genauigkeit einer Navigationslösung verringern, wodurch das Gesamtleistungsvermögen des Systems verschlechtert wird.
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Zusammenfassung
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Dementsprechend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung geschaffen, um ein oder mehrere Probleme aufgrund von Beschränkungen und Nachteilen des Stands der Technik im Wesentlichen zu vermeiden. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung schaffen Verfahren und Vorrichtungen zum Auslöschen von Mehrweg-Interferenzsignalen in einem Sendeempfängersystem unter Verwendung orthogonaler Polarisation bereit.
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Gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Verfahren zum Auslöschen von Interferenzsignalen, das von einem Kommunikationsknoten durchgeführt wird, Folgendes umfassen: Empfangen eines ersten Polarisationssignals, das ein Interferenzsignal enthält, und eines zweiten Polarisationssignals, das orthogonal zu dem ersten Polarisationssignal ist und das Interferenzsignal enthält, aus einem sendenden Kommunikationsknoten; Erzeugen eines kombinierten Signals durch Kombinieren des ersten Polarisationssignals und des zweiten Polarisationssignals unter Verwendung anfänglicher Kombinationskoeffizienten; Berechnen einer Korrelation zwischen dem kombinierten Signal und entweder dem ersten Polarisationssignal oder dem zweiten Polarisationssignal; Auswählen von endgültigen Kombinationskoeffizienten basierend auf der Korrelation; und Erzeugen eines Ausgangssignals durch Kombinieren des ersten Polarisationssignals und des zweiten Polarisationssignals unter Verwendung der endgültigen Kombinationskoeffizienten.
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Das erste Polarisationssignal kann ein Signal mit rechtszirkularer Polarisation (RHCP-Signal) sein und das zweite Polarisationssignal kann ein Signal mit linkszirkularer Polarisation (LHCP-Signal) sein.
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Das erste Polarisationssignal kann ein Signal mit vertikaler Polarisation sein und das zweite Polarisationssignal kann ein Signal mit horizontaler Polarisation sein.
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Das Interferenzsignal kann mindestens eines von einem Störsignal, einem Täuschungssignal, einem Mehrweg-Signal, einem Interferenzsignal von einem anderen System und Kombinationen davon umfassen.
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Das Berechnen der Korrelation kann umfassen: Auswählen eines Polarisationssignals mit einem größeren Betrag durch Vergleichen der Beträge des ersten Polarisationssignals und des zweiten Polarisationssignals; und Berechnen der Korrelation zwischen dem ausgewählten Polarisationssignal und dem kombinierten Signal.
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Das Auswählen der endgültigen Kombinationskoeffizienten kann umfassen: Vergleichen der Korrelation mit einer Schwelle; und als Antwort darauf, dass die Korrelation kleiner als die Schwelle ist, Bestimmen der anfänglichen Kombinationskoeffizienten als die endgültigen Kombinationskoeffizienten.
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Das Auswählen der endgültigen Kombinationskoeffizienten kann ferner umfassen: als Antwort darauf, dass die Korrelation größer oder gleich der Schwelle ist, Berechnen erster aktualisierter Kombinationskoeffizienten durch Aktualisieren der anfänglichen Kombinationskoeffizienten; Erzeugen eines ersten aktualisierten kombinierten Signals durch Aktualisieren des kombinierten Signals unter Verwendung der ersten aktualisierten Kombinationskoeffizienten; Erzeugen einer ersten aktualisierten Korrelation durch Aktualisieren der Korrelation unter Verwendung des ersten aktualisierten kombinierten Signals; Vergleichen der ersten aktualisierten Korrelation mit der Schwelle; und als Antwort darauf, dass die erste aktualisierte Korrelation kleiner als die Schwelle ist, Bestimmen der ersten aktualisierten Kombinationskoeffizienten als die endgültigen Kombinationskoeffizienten.
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Das Auswählen der endgültigen Kombinationskoeffizienten kann ferner umfassen: als Antwort darauf, dass die erste aktualisierte Korrelation größer oder gleich der Schwelle ist, Berechnen zweiter aktualisierter Kombinationskoeffizienten durch Aktualisieren der ersten aktualisierten Kombinationskoeffizienten; Erzeugen eines zweiten aktualisierten kombinierten Signals durch Aktualisieren des ersten aktualisierten kombinierten Signals unter Verwendung der zweiten aktualisierten Kombinationskoeffizienten; Erzeugen einer zweiten aktualisierten Korrelation durch Aktualisieren der ersten aktualisierten Korrelation unter Verwendung des zweiten aktualisierten kombinierten Signals; Vergleichen der zweiten aktualisierten Korrelation mit der Schwelle; und als Antwort darauf, dass die zweite aktualisierte Korrelation kleiner als die Schwelle ist, Bestimmen der zweiten aktualisierten Kombinationskoeffizienten als die endgültigen Kombinationskoeffizienten.
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Gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Vorrichtung zur Interferenzsignalauslöschung in einem Kommunikationsknoten aufweisen: einen Prozessor; einen Speicher, der dazu ausgelegt ist, elektronisch mit dem Prozessor zu kommunizieren; und Befehle, die in dem Speicher gespeichert sind, wobei die Befehle bei Ausführung durch den Prozessor die Vorrichtung zu Folgendem veranlassen: Empfangen eines ersten Polarisationssignals, das ein Interferenzsignal enthält, und eines zweiten Polarisationssignals, das orthogonal zu dem ersten Polarisationssignal ist und das Interferenzsignal enthält, aus einem sendenden Kommunikationsknoten; Erzeugen eines kombinierten Signals durch Kombinieren des ersten Polarisationssignals und des zweiten Polarisationssignals unter Verwendung anfänglicher Kombinationskoeffizienten; Berechnen einer Korrelation zwischen dem kombinierten Signal und entweder dem ersten Polarisationssignal oder dem zweiten Polarisationssignal; Auswählen von endgültigen Kombinationskoeffizienten basierend auf der Korrelation; und Erzeugen eines Ausgangssignals durch Kombinieren des ersten Polarisationssignals und des zweiten Polarisationssignals unter Verwendung der endgültigen Kombinationskoeffizienten.
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Das erste Polarisationssignal kann ein Signal mit rechtszirkularer Polarisation (RHCP-Signal) sein und das zweite Polarisationssignal kann ein Signal mit linkszirkularer Polarisation (LHCP-Signal) sein.
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Das Interferenzsignal kann mindestens eines von einem Störsignal, einem Täuschungssignal, einem Mehrweg-Signal, einem Interferenzsignal aus einem anderen System und Kombinationen davon umfassen.
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Bei dem Berechnen der Korrelation veranlassen die Befehle die Vorrichtung ferner zu Folgendem: Auswählen eines Polarisationssignals mit einem größeren Betrag durch Vergleichen der Beträge des ersten Polarisationssignals und des zweiten Polarisationssignals; und Berechnen der Korrelation zwischen dem ausgewählten Polarisationssignal und dem kombinierten Signal.
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Bei dem Auswählen der endgültigen Kombinationskoeffizienten können die Befehle ferner die Vorrichtung zu Folgendem veranlassen: Vergleichen der Korrelation mit einer Schwelle; und als Antwort darauf, dass die Korrelation kleiner als die Schwelle ist, Bestimmen der anfänglichen Kombinationskoeffizienten als die endgültigen Kombinationskoeffizienten.
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Bei dem Auswählen der endgültigen Kombinationskoeffizienten können die Befehle die Vorrichtung ferner zu Folgendem veranlassen: als Antwort darauf, dass die Korrelation größer oder gleich der Schwelle ist, Berechnen erster aktualisierter Kombinationskoeffizienten durch Aktualisieren der anfänglichen Kombinationskoeffizienten; Erzeugen eines ersten aktualisierten kombinierten Signals durch Aktualisieren des kombinierten Signals unter Verwendung der ersten aktualisierten Kombinationskoeffizienten; Erzeugen einer ersten aktualisierten Korrelation durch Aktualisieren der Korrelation unter Verwendung des ersten aktualisierten kombinierten Signals; Vergleichen der ersten aktualisierten Korrelation mit der Schwelle; und als Antwort darauf, dass die erste aktualisierte Korrelation kleiner als die Schwelle ist, Bestimmen der ersten aktualisierten Kombinationskoeffizienten als die endgültigen Kombinationskoeffizienten.
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Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann ein Sendeempfangssystem, das eine orthogonale Polarisation verwendet, Interferenzsignale wie Täuschungssignale, Störsignale, andere Systemsignale und Mehrweg-Signale wirksame auslöschen. Zusätzlich kann gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das Sendeempfangssystem, das eine orthogonale Polarisation verwendet, Interferenzsignale, die größer als ein gewünschtes Signal, aber kleiner als Rauschen sind und die schwierig auszulöschen sind, wirksam löschen. Zusätzlich kann gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung das Sendeempfangssystem die Interferenzsignale in einer Umgebung, in der die Orthogonalität in den Interferenzsignalen mit orthogonaler Polarisation beeinträchtigt ist, wirksam auslöschen. Ferner kann das Sendeempfangssystem gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die Interferenzsignale, die keine orthogonale Polarisation verwenden, wirksam auslöschen. Zusätzlich kann das Sende-/Empfangssystem gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die Interferenzsignale in einer Umgebung, in der die Interferenzsignale über einen Mehrweg-Kanal empfangen werden, wirksam auslöschen. Ferner kann das Sendeempfangssystem gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ein Mehrweg-Signal in einer Umgebung, in der ein gewünschtes Signal über einen Mehrweg-Kanal empfangen wird und Interferenzen verursacht, wirksam auslöschen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine konzeptionelle Darstellung, die eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Satellitennavigationssystems zeigt.
- 2 ist eine konzeptionelle Darstellung, die eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Satellitenkommunikationssystems zeigt.
- 3 ist ein Blockdiagramm, das eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Kommunikationsknotens zeigt.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Interferenzsignal-Auslöschungsverfahrens zeigt.
- 5 ist ein Blockdiagramm, das eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Interferenzsignal-Auslöschungsverfahrens zeigt.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines Interferenzsignal-Auslöschungsverfahrens zeigt.
- 7 ist ein Graph, der das Interferenzauslöschungsvermögen einer Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung in Bezug auf ein Täuschungssignal zeigt.
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Genaue Beschreibung der Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin offenbart. Hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten sind jedoch lediglich repräsentativ zum Zwecke der Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Somit können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in vielen alternativen Formen verkörpert sein und sollten nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschränkt ausgelegt werden.
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Dementsprechend sind, obwohl die vorliegende Offenbarung für verschiedene Abwandlungen und alternative Formen geeignet ist, spezifische Ausführungsformen davon beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt werden hierin im Einzelnen beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass keine Absicht besteht, die vorliegende Offenbarung auf die bestimmten offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass die vorliegende Offenbarung im Gegenteil alle Abwandlungen, Äquivalente und Alternativen abdecken soll, die unter den Gedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen. Gleiche Zahlen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche Elemente.
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Es versteht sich, dass, obwohl die Begriffe erste/r/s, zweite/r/s usw. hier verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden sollen. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Beispielsweise könnte ein erstes Element als zweites Element bezeichnet werden und ebenso könnte ein zweites Element als erstes Element bezeichnet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Wie er hierin verwendet wird, umfasst der Begriff „und/oder“ jegliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Elemente.
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Es versteht sich, dass dann, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann oder dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn hingegen ein Element als „direkt verbunden“ oder „direkt gekoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Wörter, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten in ähnlicher Weise interpretiert werden (d. h. „zwischen“ im Vergleich zu „direkt zwischen“, „benachbart“ im Vergleich zu „direkt benachbart“ usw.).
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/e“, und „der/die/das“ auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt eindeutig etwas anderes an. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfassen“, „aufweisen“, „umfasst“ und/oder „aufweist“, wenn sie hierin verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
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Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) die gleiche Bedeutung, wie sie allgemein von Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet, zu dem diese vorliegende Offenbarung gehört, verstanden wird. Es versteht sich ferner, dass Begriffe, wie sie in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der relevanten Technik übereinstimmt, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinne interpretiert werden, es sei denn sie sind hierin ausdrücklich so definiert.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Um das allgemeine Verständnis beim Beschreiben der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern, werden die gleichen Komponenten in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Beschreibung davon wird weggelassen.
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In der gesamten vorliegenden Offenbarung kann ein „Netz“ beispielsweise ein drahtloses Internet wie etwa Wi-Fi, ein tragbares Internet wie etwa drahtloses Breitband-Internet (WiBro) oder weltweite Interoperabilität für Mikrowellenzugang (Wi-Max), eine Mobilkommunikationsnetz der dritten Generation (3G) wie globales System für Mobilkommunikation (GSM), Codemultiplexverfahrenszugriff (CDMA) oder CDMA2000, ein Mobilkommunikationsnetz der 3,5. Generation (3.5G) wie Hochgeschwindigkeits-Abwärtsstreckenpaketzugriff (HSDPA) oder Hochgeschwindigkeits-Aufwärtsstreckenpaketzugriff (HSUPA), ein Mobilkommunikationsnetz der 4. Generation (4G) wie Langzeitevolution (LTE) oder fortgeschrittene LTE, ein Mobilkommunikationsnetz der 5. Generation (5G) und/oder dergleichen.
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In der gesamten vorliegenden Offenbarung kann sich ein „Endgerät“ auf eine Mobilstation, ein mobiles Endgerät, eine Teilnehmerstation, eine tragbare Teilnehmerstation, eine Anwenderausrüstung, ein Zugangsendgerät und/oder dergleichen beziehen und kann alle oder einige Funktionen des Endgeräts Station, der Mobilstation, der Teilnehmerstation, der tragbaren Teilnehmerstation, der Anwenderausrüstung, des Zugangsendgeräts und/oder dergleichen umfassen.
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Das Endgerät kann sich auf einen Desktop-Computer, einen Laptop-Computer, einen Tablet-PC, ein drahtloses Telefon, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, eine intelligente Uhr, eine intelligentes Brille, ein Lesegerät für elektronische Bücher, einen tragbaren Multimedia-Spieler (PMP), eine tragbare Spielekonsole, eine Navigationsvorrichtung, eine Digitalkamera, einen Abspieler für digitale Multimedia-Übertragung (DMB-Abspieler), einen digitalen Audiorekorder, digitalen Audiospieler, digitalen Bildrekorder, digitalen Bildabspieler, digitalen Videospieler oder dergleichen mit Kommunikationsfähigkeit beziehen, der/die/das von einem Anwender eines mobilen Kommunikationsdienstes verwendet werden kann.
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In der gesamten vorliegenden Offenbarung kann sich eine „Basisstation“ auf einen Zugangspunkt, eine Funkzugangsstation, einen NodeB, einen entwickelten NodeB, eine Basis-Sendeempfängerstation, eine mobile Multi-Etappen-Relais-Basisstation (MMR-BS) und/oder dergleichen beziehen und kann alle oder einige Funktionen der Basisstation, des Zugangspunkts, der drahtlosen Zugangsstation, des NodeB, des entwickelten NodeB, der Basis-Sendeempfängerstation, der MMR-BS und/oder dergleichen aufweisen.
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1 ist eine konzeptionelle Darstellung, die eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Satellitennavigationssystems zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 1 kann ein Satellitennavigationssystem 100 Satelliten 110-1 und 110-2 und einen Kommunikationsknoten 120 aufweisen. Jeder der Satelliten 110-1 und 110-2 kann einen Satelliten des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS), einen Galileo-Satellit, einen Satelliten des Satellitensystems für globale Navigation (GLONASS), einen Satelliten der indischen Navigationskonstellation (NavIC), einen Satelliten des Beidou-Navigationssatellitensystems (BDS), einen Satelliten des Quasi-Zenit-Satellitensystems (QZSS) oder einen Satelliten eines indischen regionalen Navigationssatellitensystems (IRNSS) umfassen. Solche Satelliten 110-1 und 110-2 können Navigationssignale in Echtzeit an den am Boden befindlichen Kommunikationsknoten 120 aussenden. In diesem Fall können die Satelliten 110-1 und 110-2 orthogonale Polarisationssignale verwenden. Unterdessen kann der Kommunikationsknoten 120 einen terrestrischen Kommunikationsknoten (z. B. Anwenderausrüstung (UE), Endgerät usw.) und einen nichtterrestrischen Kommunikationsknoten (z. B. Flugzeug, Drohne usw.) aufweisen. Der Kommunikationsknoten 120 kann die Navigationssignale von den Satelliten 110-1 und 110-2 empfangen, um eine Position davon zu bestimmen.
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2 ist eine konzeptionelle Darstellung, die eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Satellitenkommunikationssystems zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 2 kann ein Satellitenkommunikationssystem einen Satelliten 210, einen Kommunikationsknoten 220, ein Gateway 230, ein Datennetz 240 und dergleichen aufweisen. Das in 2 gezeigte Satellitenkommunikationssystem kann ein transparentes nutzlastbasiertes nichtterrestrisches Netz (NTN) sein. Der Satellit 210 kann ein Satellit mit niedriger Erdumlaufbahn (LEO-Satellit), ein Satellit mit mittlerer Erdumlaufbahn (MEO-Satellit), ein Satellit mit geostationärer Erdumlaufbahn (GEO-Satellit), ein Satellit mit hoher elliptischer Umlaufbahn (HEO-Satellit) oder eine Plattform eines unbemannten Flugzeugsystems (UAS-Plattform) sein. Die UAS-Plattform kann eine Plattformstation für große Höhen (HAPS) umfassen.
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Der Kommunikationsknoten 220 kann einen terrestrischen Kommunikationsknoten (z. B. UE, Endgerät usw.) und einen nichtterrestrischen Kommunikationsknoten (z. B. Flugzeug, Drohne usw.) aufweisen. Zwischen dem Satelliten 210 und dem Kommunikationsknoten 220 kann eine Dienstverbindung aufgebaut sein und die Dienstverbindung kann eine Funkverbindung sein. Der Satellit 210 kann dem Kommunikationsknoten 220 Kommunikationsdienste bereitstellen, indem er einen oder mehrere Strahlen verwendet. Das Ausleuchtgebiet des Strahls des Satelliten 210 kann elliptisch sein. Der Satellit 210 kann das gesamte verfügbare Band in mehrere Teilbänder unterteilen. Außerdem kann der Satellit 210 Signale senden, indem er unterschiedliche Polarisationen wie etwa rechtszirkulare Polarisation (RHCP) und linkszirkulare Polarisation (LHCP), auf die mehreren geteilten Teilbänder anwendet.
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Der Kommunikationsknoten 220 kann Kommunikation (z. B. Abwärtsstreckenkommunikation und Aufwärtsstreckenkommunikation) mit dem Satelliten 210 unter Verwendung der LTE-Technologie und/oder NR-Technologie durchführen. Die Kommunikation zwischen dem Satelliten 210 und dem Kommunikationsknoten 220 kann unter Verwendung einer NR-Uu-Schnittstelle durchgeführt werden. Wenn duale Verbindungsfähigkeit (DC) unterstützt wird, kann der Kommunikationsknoten 220 mit dem Satelliten 210 sowie anderen Basisstationen (z. B. Basisstationen, die die LTE- und/oder NR-Funktionen unterstützen) verbunden sein und kann basierend auf den Techniken, die in den technischen Spezifikationen von LTE und/oder NR definiert sind, DC-Operationen durchführen.
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Ein Gateway 230 kann sich am Boden befinden und eine Speiseverbindung kann zwischen dem Satelliten 210 und dem Gateway 230 aufgebaut sein. Die Speiseverbindung kann eine Funkverbindung sein. Das Gateway 230 kann als „Gateway für nicht terrestrische Netze (NTN-Gateway)“ bezeichnet werden. Kommunikation zwischen dem Satelliten 210 und dem Gateway 230 kann basierend auf einer NR-Uu-Schnittstelle oder einer Satellitenfunkschnittstelle (SRI) durchgeführt werden. Das Gateway 230 kann mit einem Datennetz 240 verbunden sein. Zwischen dem Gateway 230 und dem Datennetz 240 kann ein „Kernnetz“ vorhanden sein. In diesem Fall kann das Gateway 230 mit dem Kernnetz verbunden sein und das Kernnetz kann mit dem Datennetz 240 verbunden sein. Das Kernnetz kann die NR-Technologie unterstützen. Beispielsweise kann das Kernnetz eine Zugangs- und Mobilitätsverwaltungsfunktion (AMF), eine Anwenderebenenfunktion (UPF), eine Sitzungsverwaltungsfunktion (SMF) und dergleichen aufweisen. Kommunikation zwischen dem Gateway 230 und dem Kernnetz kann basierend auf einer NG-C/U-Schnittstelle durchgeführt werden.
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Alternativ können eine Basisstation und das Kernnetz zwischen dem Gateway 230 und dem Datennetz 240 vorhanden sein. In diesem Fall kann das Gateway 230 mit der Basisstation verbunden sein, die Basisstation kann mit dem Kernnetz verbunden sein und das Kernnetz kann mit dem Datennetz 240 verbunden sein. Die Basisstation und das Kernnetz können die NR-Technologie unterstützen. Kommunikation zwischen dem Gateway 230 und der Basisstation kann basierend auf einer NR-Uu-Schnittstelle durchgeführt werden und Kommunikation zwischen der Basisstation und dem Kernnetz (z. B. AMF, UPF oder SMF) kann basierend auf einer NG-C/ U-Schnittstelle durchgeführt werden.
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3 ist ein Blockdiagramm, das eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Kommunikationsknotens zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 3 kann ein Kommunikationsknoten 300 mindestens einen Prozessor 310, einen Speicher 320 und einen Sendeempfänger 330, der mit dem Netz zum Durchführen von Kommunikation verbunden ist, aufweisen. Außerdem kann der Kommunikationsknoten 300 ferner eine Eingangsschnittstellenvorrichtung 340, eine Ausgangsschnittstellenvorrichtung 350, eine Speichervorrichtung 360 und dergleichen aufweisen. Die jeweiligen Komponenten, die in dem Kommunikationsknoten 300 enthalten sind, können miteinander kommunizieren, da sie durch einen Bus 370 verbunden sind.
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Jedoch kann jede in dem Kommunikationsknoten 300 enthaltene Komponente mit dem Prozessor 310 über eine einzelne Schnittstelle oder einen separaten Bus anstelle des gemeinsamen Busses 370 verbunden sein. Zum Beispiel kann der Prozessor 310 über eine dedizierte Schnittstelle mit dem Speicher 320, dem Sendeempfänger 330, der Eingangsschnittstellenvorrichtung 340, der Ausgangsschnittstellenvorrichtung 350 und/oder der Speichervorrichtung 360 verbunden sein.
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Der Prozessor 310 kann ein Programm ausführen, das in mindestens dem Speicher 320 und/oder der Speichervorrichtung 360 gespeichert ist. Der Prozessor 310 kann sich auf eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder einen dedizierten Prozessor beziehen, auf dem Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden. Der Speicher 320 und die Speichervorrichtung 360 können jeweils aus einem flüchtigen Speichermedium und/oder einem nichtflüchtigen Speichermedium bestehen. Beispielsweise kann der Speicher 320 einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und/oder einen Direktzugriffsspeicher (RAM) umfassen.
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Andererseits kann, wie es oben beschrieben ist, ein Sendeempfangssystem, das in dem Satellitennavigationssystem und dem Satellitenkommunikationssystem verwendet wird, den Vorteil haben, dass der Einfluss von Interferenzsignalen reduziert wird oder eine Übertragungsrate in einer spezifischen Umgebung erhöht wird, indem orthogonale Polarisationssignale verwendet werden. Beispielsweise kann das Satellitennavigationssystem ein Signal mit rechtszirkularer Polarisation (RHCP-Signal) als Sende-/Empfangssignal verwenden. Als weiteres Beispiel kann das Satellitenkommunikationssystem ein RHCP-Signal und ein Signal mit linkszirkularer Polarisation (LHCP-Signal) verwenden oder kann ein Signal mit vertikaler Polarisation und ein Signal mit horizontaler Polarisation verwenden. Natürlich können einige terrestrische Kommunikationssysteme auch die orthogonalen Polarisationssignale verwenden, um den Einfluss von Interferenzsignalen zu verringern oder eine Übertragungsrate zu erhöhen, und können orthogonale Polarisationssignale in einer Umgebung verwenden, in der Senden und Empfangen per Sichtlinie (LoS) garantiert sind.
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Solche orthogonalen Polarisationssignale können in einer Mehrweg-Umgebung in ihrer Orthogonalität beeinträchtigt sein. Wenn beispielsweise ein RHCP-Signal einen Mehrweg-Kanal durchläuft und an einem Empfänger ankommt, kann eine LHCP-Komponente groß erscheinen. Außerdem können Täuschungssignale, Störsignale und andere Systemsignale, die vom Boden übertragen werden und einen Mehrweg-Kanal durchlaufen, als Interferenzsignale für die orthogonalen Polarisationssignale wirken, wodurch die Orthogonalität der orthogonalen Polarisationssignale beeinträchtigt wird. Solche Interferenzsignale können eine Empfangsfehlerrate in dem Sendeempfangssystem einschließlich des Satellitenkommunikationssystems und des Satellitennavigationssystems erhöhen, eine Übertragungsrate verringern und die Genauigkeit einer Navigationslösung verringern, wodurch das Gesamtsystemleistungsvermögen verschlechtert wird.
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Zum Beispiel sind in dem Satellitennavigationssystem ein Täuschungssignal und ein Störsignal Interferenzsignale mit böswilliger Intention, die die Genauigkeit einer Navigationslösung stark verringern können oder es unmöglich machen können, eine Navigationslösung abzuleiten. In dem Satellitennavigationssystem können das Mehrweg-Signal und die unbeabsichtigten Interferenzsignale anderer Systemsignale die Genauigkeit der Navigationslösung stark reduzieren oder es unmöglich machen, die Navigationslösung abzuleiten. Als ein weiteres Beispiel kann ein absichtliches oder unbeabsichtigtes Interferenzsignal, das von einem anderen Sendeempfangssystem in dem Kommunikationssystem empfangen wird, eine Fehlerrate erhöhen und eine Übertragungsrate verringern, wodurch eine Verschlechterung des Leistungsvermögens verursacht wird oder Kommunikation unmöglich gemacht wird. Dementsprechend müssen die Kommunikationssysteme (einschließlich Satellitenkommunikationssystemen und terrestrischer Kommunikationssysteme) und das Satellitennavigationssystem die Störsignale, Täuschungssignale, Mehrweg-Signale und Interferenzsignale anderer Systemsignale auslöschen.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Interferenzsignal-Auslöschungsverfahrens zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 4 kann in einem Interferenzsignal-Auslöschungsverfahren ein Satellit ein Navigationssignal, das ein RHCP-Navigationssignal und ein LHCP-Navigationssignal umfasst, an einen Kommunikationsknoten (z. B. ein Endgerät) senden. Außerdem kann ein einzelner Interferenzgenerator, der separat von dem Satelliten existiert, ein Interferenzsignal, das ein RHCP-Interferenzsignal und ein LHCP-Interferenzsignal umfasst, an den Kommunikationsknoten (z. B. das Endgerät) übertragen. Hier können, obwohl zur Vereinfachung der Beschreibung ein einzelner Interferenzgenerator ausgebildet ist, mehrere Interferenzgeneratoren verwendet werden. In diesem Fall können mehrere RHCP-Interferenzsignale und mehrere LHCP-Interferenzsignale von dem Kommunikationsknoten empfangen werden. Dann kann eine in dem Kommunikationsknoten (z. B. Endgerät) enthaltene Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ein Empfangssignal empfangen, in dem das Navigationssignal von dem Satelliten und das Interferenzsignal von dem einzelnen Interferenzgenerator kombiniert sind (S410).
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Hier kann das Interferenzsignal ein bösartiges Signal sein, das von dem einzelnen Interferenzgenerator als Störsignal oder Täuschungssignal gesendet wird. Alternativ kann das Interferenzsignal ein Signal sein, das unbeabsichtigt von einem anderen Sendesystem erzeugt wird. Außerdem kann das Interferenzsignal aufgrund einer Verzögerung durch einen Mehrweg-Kanal in einem einzelnen Sendeempfangssystem ein teilweise verzerrtes Mehrweg-Signal sein. Außerdem können die Interferenzsignale teilweise verzerrte Mehrweg-Signale sein, die eine Dämpfung aufgrund eines Mehrweg-Kanals in einem einzelnen Sendeempfangssystem aufweisen. Außerdem kann das Interferenzsignal unter Verwendung einer orthogonalen Polarisation gesendet werden. Alternativ kann das Interferenzsignal keine orthogonale Polarisation verwenden. Außerdem kann das Interferenzsignal durch einen Mehrweg-Kanal beeinflusst werden und kann von der Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung empfangen werden. Alternativ kann das Interferenzsignal ohne Beeinflussung durch einen Mehrweg-Kanal empfangen werden.
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Die Interferenz-Auslöschungsvorrichtung kann Kombinationskoeffizienten zum Kombinieren eines RHCP-Empfangssignals und eines LHCP-Empfangssignals eines von dem Satelliten und dem einzelnen Interferenzgenerator empfangenen Empfangssignals initialisieren, indem sie die Kombinationskoeffizienten auf Anfangswerte setzt (S420). Hier können die Anfangswerte von einem Administrator basierend auf verschiedenen Versuchsergebnissen festgelegt sein. Dementsprechend kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ein kombiniertes Signal durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der Kombinationskoeffizienten erzeugen (S430). Dann kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung eine Korrelation zwischen dem kombinierten Signal und mindestens einem der empfangenen Polarisationssignale berechnen (S440). Dann kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung Kombinationskoeffizienten auswählen, die die Korrelation minimieren (S450). Danach kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ein Ausgangssignal durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der ausgewählten Kombinationskoeffizienten erzeugen (S460).
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5 ist ein Blockdiagramm, das eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 5 kann eine Interferenz-Auslöschungsvorrichtung einen Empfänger für orthogonale Polarisation 510, einen Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 und einen Kombinierer 530 aufweisen. Hier kann der Empfänger für orthogonale Polarisation 510 orthogonale Polarisationssignale von dem Satelliten und dem einzelnen Interferenzgenerator unter Verwendung einer Doppelpolarisationsantenne empfangen. In diesem Fall können die durch den Empfänger für orthogonale Polarisation 510 empfangenen orthogonalen Polarisationssignale ein von dem Satelliten gesendetes Navigationssignal und ein von dem einzelnen Interferenzgenerator gesendetes Interferenzsignal umfassen. Hier kann zur Vereinfachung der Beschreibung angenommen werden, dass das Interferenzsignal ein Täuschungssignal ist. Außerdem kann angenommen werden, dass der Interferenzsignalgenerator das Interferenzsignal unter Verwendung der gleichen orthogonalen Polarisationssignale wie der von dem Satelliten verwendeten orthogonalen Polarisationssignale sendet. Außerdem kann davon ausgegangen werden, dass die Orthogonalität der orthogonalen Polarisationssignale teilweise durch Einflüsse einer Mehrweg-Ausbreitung der Interferenzsignale beeinträchtigt sein kann.
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Zusätzlich kann der Empfänger für orthogonale Polarisation 510 ein RHCP-Empfangssignal und ein LHCP-Empfangssignal aus den empfangenen orthogonalen Polarisationssignalen trennen. Der Empfänger für orthogonale Polarisation 510 kann das getrennte RHCP-Empfangssignal und LHCP-Empfangssignal an den Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 und den Kombinierer 530 liefern. Der Empfänger für orthogonale Polarisation 510 kann mindestens eine Antenne und ein Hochfrequenz-Frontend (HF-Frontend) aufweisen. Hier kann die Antenne eine Doppelpolarisationsantenne sein. Alternativ kann die Antenne aus mehreren orthogonal polarisierten Antennen bestehen. Der Empfänger mit orthogonaler Polarisation 510 kann je nach Anwendung in einem analogen Schema, einem digitalen Schema oder einem gemischten analogen und digitalen Schema ausgebildet sein.
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Indes kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 das RHCP-Empfangssignal und das LHCP-Empfangssignal aus dem Empfänger für orthogonale Polarisation 510 empfangen. Außerdem kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 den Kombinierer 530 über die als die Anfangswerte festgelegten Kombinationskoeffizienten informieren. Danach kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 aus dem Kombinierer 530 ein kombiniertes Signal empfangen, das durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der als Anfangswerte festgelegten Kombinationskoeffizienten erhalten wird.
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Dann kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 eine Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des RHCP-Empfangssignals und/oder des LHCP-Empfangssignals berechnen. Außerdem kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 Kombinationskoeffizienten auswählen, die die berechnete Korrelation minimieren. Danach kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die ausgewählten Kombinationskoeffizienten an den Kombinierer 530 liefern. Der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 kann je nach Anwendung in einem analogen Schema, einem digitalen Schema oder einem gemischten analogen und digitalen Schema ausgebildet sein. Außerdem können die Kombinationskoeffizienten lineare Kombinationskoeffizienten oder nichtlineare Kombinationskoeffizienten sein.
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Dann kann der Kombinierer 530 das RHCP-Empfangssignal und das LHCP-Empfangssignal aus dem Empfänger für orthogonale Polarisation 510 empfangen und kann die Kombinationskoeffizienten, die als die Anfangswerte festgelegt sind, (d. h. anfängliche Kombinationskoeffizienten) aus dem Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 empfangen. Dementsprechend kann der Kombinierer 530 ein kombiniertes Signal durch lineares oder nichtlineares Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der anfänglichen Kombinationskoeffizienten erzeugen und das kombinierte Signal an den Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 ausgeben. Danach kann der Kombinierer 530 das Kombinationskoeffizienten, die von dem Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 ausgewählt sind, um die Korrelation zwischen dem kombinierten Signal und dem RHCP-Empfangssignal und/oder dem LHCP-Empfangssignal zu minimieren, empfangen. Dementsprechend kann der Kombinierer 530 ein Ausgangssignal durch lineares oder nichtlineares Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der ausgewählten Kombinationskoeffizienten (d. h. endgültigen Kombinationskoeffizienten) erzeugen und ausgeben. Der Kombinierer 530 kann gemäß einer Anwendung in einem analogen Schema, einem digitalen Schema oder einem gemischten analogen und digitalen Schema ausgebildet sein.
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Der Betrieb der Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ist im Folgenden im Einzelnen beschrieben.
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Zuerst kann der Empfänger für orthogonale Polarisation 510 ein Empfangssignal, das ein RHCP-Empfangssignal und ein LHCP-Empfangssignal umfasst, zu einer Zeit t von dem Satelliten und dem einzelnen Interferenzgenerator empfangen. In diesem Fall können das RHCP-Empfangssignal und das LHCP-Empfangssignal, die durch den Empfänger für orthogonale Polarisation 510 von dem Satelliten und dem einzelnen Interferenzgenerator zu der Zeit t empfangen werden, x
R(t) bzw. x
L(t) sein. Das Empfangssignal, das das RHCP-Empfangssignal und das LHCP-Empfangssignal umfasst, kann das von dem Satelliten gesendete Navigationssignal und das von dem einzelnen Interferenzgenerator gesendete Interferenzsignal umfassen. Hier kann ein Signal (kombiniertes Signal oder Ausgangssignal), das von dem Kombinierer 530 ausgegeben wird, um das Interferenzsignal auszulöschen, und das durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung von Kombinationskoeffizienten erzeugt wird, als x
M(t) bezeichnet werden. In diesem Fall kann das Ausgangssignal das RHCP-Empfangssignal und das LHCP-Empfangssignal umfassen und kann als nachstehende Gleichung 1 oder 2 ausgedrückt werden.
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Hier kann w
L ein LHCP-Kombinationskoeffizient sein und kann als w
L = Ce
-jφ ausgedrückt werden. Hier kann C ein Betrag des LHCP-Kombinationskoeffizienten sein und φ kann eine Phase des LHCP-Kombinationskoeffizienten sein.
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Hier kann wR ein RHCP-Kombinationskoeffizient sein und kann als wR = Ce-jφR ausgedrückt werden. Hier kann CR ein Betrag des RHCP-Kombinationskoeffizienten sein und φR kann eine Phase des RHCP-Kombinationskoeffizienten sein.
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Hier kann wL ein LHCP-Kombinationskoeffizient sein und kann als wL = Ce-jφL ausgedrückt werden. Hier kann CL ein Betrag des LHCP-Kombinationskoeffizienten sein und φL kann eine Phase des LHCP-Kombinationskoeffizienten sein.
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Andererseits können N Satelliten vorhanden sein und es kann angenommen werden, dass der einzelne Interferenzgenerator ein Täuschungssignal sendet, um M Navigationssignale aus den N Satelliten zu täuschen. N und M können jeweils eine natürliche Zahl sein. Dann kann ein von der Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung empfangenes RHCP-Signal als nachstehende Gleichung 3 ausgedrückt werden und ein von der Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung empfangenes LHCP-Signal kann als nachstehende Gleichung 4 ausgedrückt werden.
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Hier kann Sn(t) ein Navigationssignal sein, das von einem Satelliten n gesendet wird, und n kann aus 1 bis N gewählt sein. Jm(t) = SM(t - τ) kann ein von dem Interferenzgenerator gesendetes Täuschungssignal sein, um ein Navigationssignal eines Satelliten m zu täuschen, und m kann aus 1 bis M gewählt sein. Zudem kann AR,n ein Betrag eines RHCP-Navigationssignals sein, das durch die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung von dem Satelliten n empfangen wird, und θR,n kann eine Phase davon sein. kann AL,n ein Betrag eines LHCP-Navigationssignals sein, das durch die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung von dem Satelliten n empfangen wird, und θL,n kann eine Phase davon sein. In diesem Fall können AR,n, θR,n, AL,n und θL,n von einem Sender des Satelliten, einem Funkkanalzustand und dem Empfänger für orthogonale Polarisation 510 beeinflusst werden. Zudem kann BR ein Betrag eines RHCP-Interferenzsignals sein, das durch die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung aus dem einzelnen Interferenzgenerator empfangen wird, und φR kann eine Phase davon sein. Außerdem Zudem kann BL ein Betrag eines LHCP-Interferenzsignals sein, das durch die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung aus dem einzelnen Interferenzgenerator empfangen wird, und φL kann eine Phase davon sein. In diesem Fall können BR, φR, BL und φL durch den einzelnen Interferenzgenerator, den Funkkanalzustand und den Empfänger für orthogonale Polarisation 510 beeinflusst werden. In einer solchen Situation kann der Empfänger für orthogonale Polarisation 510 das Navigationssignal Sn(t) von dem Satelliten in einem Zustand, in dem die Orthogonalität beeinträchtigt ist, empfangen. Außerdem kann der einzelne Interferenzgenerator das Täuschungssignal unter Verwendung orthogonaler Polarisation senden. Alternativ kann der einzelne Interferenzgenerator das Täuschungssignal unter Verwendung einer nichtorthogonalen Polarisation senden. Der Empfänger für orthogonale Polarisation 510 kann das Täuschungssignal JM(t) = SM(t - τ) von dem einzelnen Interferenzgenerator in einem Zustand empfangen, in dem die Orthogonalität beeinträchtigt ist. nR und nL können weißes Rauschen sein.
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Andererseits kann der Empfänger für orthogonale Polarisation 510 das RHCP-Empfangssignal und das LHCP-Empfangssignal, die von dem Satelliten und dem einzelnen Interferenzgenerator empfangen werden, trennen und sie an den Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 liefern. Dann kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 den Kombinierer 530 über die Anfangswerte der Kombinationskoeffizienten informieren, um die Kombinationskoeffizienten zu initialisieren. Danach kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 aus dem Kombinierer 530 ein kombiniertes Signal empfangen, das durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der als Anfangswerte festgelegten Kombinationskoeffizienten erhalten wird. Dann kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 Kombinationskoeffizienten auswählen, die die Korrelation mit dem kombinierten Signal minimieren, indem er die Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des RHCP-Empfangssignals wie in Gleichung 5 berechnet.
so dass x
M(t) = x
R(t) + Ce
-jx
L(t)
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Hier kann
ein konjugiertes Signal des kann RHCP-Empfangssignals sein. Zudem kann „min“ ein Operator sein, der Kombinationskoeffizienten auswählt, die die Korrelation minimieren. Wenn Zufallsvariablen von weißem Rauschen n
R und n
L eines Empfangskanals des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals voneinander unabhängig sind, kann der Wert sehr klein gemacht werden. Dementsprechend kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ein Signal wie etwa ein schwer auszulöschendes Täuschungssignal mit einer Leistung, die größer als ein gewünschtes Signal, aber kleiner als Rauschen ist, wirksam auslöschen.
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Obwohl der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Beträge der Kombinationskoeffizienten anpasst, wenn er die Kombinationskoeffizienten in Gleichung 5 auswählt, passt er andererseits möglicherweise nur die Phasen der Kombinationskoeffizienten an, wie es in Gleichung 6 gezeigt ist.
so dass x
M(t) = x
R(t) + e
-jφx
L(t)
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Das heißt, der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 kann aus dem Kombinierer 530 ein kombiniertes Signal empfangen, das durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der als Anfangswerte festgelegten Kombinationskoeffizienten erhalten wird. Außerdem kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 Phasen der Kombinationskoeffizienten auswählen, die die Korrelation mit dem kombinierten Signal minimieren, indem er die Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des RHCP-Empfangssignals berechnet.
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Indes berechnet der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 in Gleichung 5 und Gleichung 6 die Korrelation mit dem kombinierten Signal oder dem Ausgangssignal unter Verwendung des RHCP-Empfangssignals. Der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 kann jedoch die Korrelation berechnen, indem er eine Summe der RHCP-Empfangssignale während einer vorbestimmten Zeitspanne und eine Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne vergleicht und ein Polarisationssignal mit einer größeren Summe verwendet.
so dass x
M(t) = x
R(t) + Ce
-jφx
L(t)
-
Wenn hier die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne und die Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne verglichen werden, kann
das Polarisations-Empfangssignal mit der größeren Summe darstellen. Wie es oben beschrieben ist, kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 aus dem Kombinierer 530 das kombinierte Signal empfangen, das durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der als Anfangswerte festgelegten Kombinationskoeffizienten erhalten wird. Außerdem kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne mit der Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne vergleichen. Wenn als Ergebnis des Vergleichs die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne größer oder gleich der Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne ist, kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 eine Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des RHCP-Empfangssignals berechnen und Kombinationskoeffizienten auswählen, die die Korrelation minimieren. Wenn hingegen als Ergebnis des Vergleichs die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne kleiner als die Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne ist, kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 eine Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des LHCP-Empfangssignals berechnen und Kombinationskoeffizienten auswählen, die die Korrelation minimieren.
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Wie es oben beschrieben ist, können optimale Kombinationskoeffizienten wirksam abgeleitet werden, wenn der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 das RHCP-Empfangssignal mit dem LHCP-Empfangssignal vergleicht und ein Signal zum Berechnen der Korrelation mit dem kombinierten Signal auswählt, wenn eine orthogonale Polarisationskomponente des Interferenzsignals in entweder dem RHCP-Empfangssignal oder dem LHCP-Empfangssignal dominant empfangen wird.
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Obwohl der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Beträge der Kombinationskoeffizienten anpasst, wenn er die Kombinationskoeffizienten in Gleichung 7 auswählt, passt er andererseits möglicherweise nur die Phasen der Kombinationskoeffizienten an, wie es in Gleichung 8 gezeigt ist.
so dass x
M(t) = x
R(t) + e
-jφx
L(t)
-
Das heißt, der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 kann aus dem Kombinierer 530 das kombinierte Signal empfangen, das durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der als Anfangswerte festgelegten Kombinationskoeffizienten erhalten wird. Außerdem kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne mit der Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne vergleichen. Wenn als Ergebnis des Vergleichs die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne größer oder gleich der Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne ist, kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 eine Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des RHCP-Empfangssignals berechnen, um Phasen der Kombinationskoeffizienten auszuwählen, die die Korrelation minimieren. Wenn hingegen als Ergebnis des Vergleichs die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne kleiner als die Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne ist, kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 eine Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des LHCP-Empfangssignals berechnen, um Phasen der Kombinationskoeffizienten auszuwählen, die die Korrelation minimieren.
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Als ein Verfahren für den Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 zum Auswählen der Kombinationskoeffizienten, die die Korrelation in den Gleichungen 5 bis 8 minimieren, können das Newton-Verfahren oder daraus abgeleitete Verfahren, konvexe Optimierung oder Verfahren zu deren Anwendung oder dergleichen verwendet werden. Da die Anzahl von Korrelationswerten und ein Wertebereich in den Gleichungen 5 bis 8 nicht groß sind, kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 außerdem die Kombinationskoeffizienten unter Verwendung eines erschöpfenden Schemas auswählen. Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in den Gleichungen 5 bis 8 hauptsächlich für einen Fall beschrieben wurden, in dem zu empfangende Signale unter Verwendung der RHCP-Signale gesendet/empfangen werden, soll dies die vorliegende Offenbarung nicht einschränken und die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können einen Fall umfassen, in dem das Senden/Empfangen unter Verwendung von anderen Polarisationssignalen als den RHCP-Signalen durchgeführt wird. In diesem Fall kann das kombinierte Signal oder das Ausgangssignal x
M(t) wie in der nachstehenden Gleichung 9 gezeigt ausgedrückt werden.
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Obwohl der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Kombinationskoeffizienten, die die Korrelation in Gleichung 5 bis 8 minimieren, auswählt, wählt er möglicherweise andererseits Kombinationskoeffizienten aus, die eine Korrelation von weniger als eine Schwelle (d. h. y
th) aufweisen, wie es in Gleichung 10 gezeigt ist.
so dass x
M(t) = x
R(t) + Ce
-jφx
L(t)
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Das heißt, der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 kann aus dem Kombinierer 530 das kombinierte Signal empfangen, das durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der als Anfangswerte festgelegten Kombinationskoeffizienten erhalten wird. Außerdem kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne mit der Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne vergleichen. Wenn als Ergebnis des Vergleichs die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne größer oder gleich der Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne ist, kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 eine Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des RHCP-Empfangssignals berechnen und Kombinationskoeffizienten auswählen, die die Korrelation kleiner oder gleich der Schwelle machen.
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Wenn hingegen als Ergebnis des Vergleichs die Summe der RHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne kleiner als die Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne ist, kann der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 eine Korrelation mit dem kombinierten Signal unter Verwendung des LHCP-Empfangssignals berechnen und Kombinationskoeffizienten auswählen, die die Korrelation kleiner oder gleich der Schwelle machen. Wenn der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Kombinationskoeffizienten auswählt, die die Korrelation kleiner als die Schwelle machen, kann ein Vorteil darin bestehen, dass die Kombinationskoeffizienten schnell ausgewählt werden können. Hier kann die Schwelle durch den Administrator basierend auf verschiedenen Versuchsergebnissen geeignet festgelegt sein.
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Indes kann ein weiteres Beispiel eines Verfahrens für die Kombinationskoeffizienten-Einstellvorrichtung 520 zum Auswählen der Kombinationskoeffizienten eine Kombination der Gleichungen 5 bis 10 sein. Obwohl wenn Gleichung 1 zum Berechnen des kombinierten Signals oder des Ausgangssignals verwendet wird, wenn der Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Kombinationskoeffizienten auswählt, können aber auch Gleichung 2 oder Gleichung 9 verwendet werden.
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Indes kann der Kombinierer 530 aus dem Kombinationskoeffizienten-Anpasser 520 die Kombinationskoeffizienten, die die Korrelation zwischen dem kombinierten Signal und dem RHCP-Empfangssignal und/oder dem LHCP-Empfangssignal minimieren, empfangen. Dementsprechend kann der Kombinierer 530 ein Ausgangssignal durch lineares oder nichtlineares Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der ausgewählten Kombinationskoeffizienten erzeugen und ausgeben.
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Hier kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung eine Vorverarbeitungsvorrichtung des Sendeempfangssystems sein. In diesem Fall kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung je nach Anwendung als eine analoge, digitale oder gemischte analog-digitale Vorrichtung ausgebildet sein. Außerdem kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung innerhalb des bestehenden Sendeempfangssystems implementiert sein. In diesem Fall kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung je nach Anwendung als eine analoge, digitale oder gemischte analog-digitale Vorrichtung ausgebildet sein.
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6 ist ein Ablaufdiagramm, das eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines Interferenzsignal-Auslöschungsverfahrens zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 6 kann der Satellit in einem Interferenzsignal-Auslöschungsverfahren ein Navigationssignal, das ein RHCP-Navigationssignal und ein LHCP-Navigationssignal umfasst, an das Endgerät senden. Außerdem kann der einzelne Interferenzgenerator ein Interferenzsignal, das ein RHCP-Interferenzsignal und ein LHCP-Interferenzsignal umfasst, an das Endgerät 26 senden. Dann kann eine in dem Endgerät enthaltene Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung von dem Satelliten und dem einzelnen Interferenzgenerator ein Empfangssignal empfangen, das eine Summe aus einem RHCP-Empfangssignal xR(t), in dem das RHCP-Navigationssignal und das RHCP-Interferenzsignal kombiniert sind, und einem LHCP-Empfangssignal xL(t), in dem das LHCP-Navigationssignal und das LHCP-Interferenzsignal kombiniert sind, ist (S610). Hier kann das Interferenzsignal ein bösartiges Signal sein, das von dem einzelnen Interferenzgenerator als ein Störsignal oder ein Täuschungssignal gesendet wird. Alternativ kann das Interferenzsignal ein Signal sein, das unbeabsichtigt von einem anderen Sendesystem erzeugt wird. Außerdem kann das Interferenzsignal aufgrund einer Verzögerung durch einen Mehrweg-Kanal in einem einzelnen Sendeempfangssystem ein teilweise verzerrtes Mehrweg-Signal sein. Zudem kann das Interferenzsignal ein teilweise verzerrtes Mehrweg-Signal sein, das eine Dämpfung durch einen Mehrweg-Kanal in einem einzelnen Sendeempfangssystem aufweist. Auch kann das Interferenzsignal unter Verwendung einer orthogonalen Polarisation gesendet werden. Alternativ kann das Interferenzsignal keine orthogonale Polarisation verwenden. Zusätzlich kann das Interferenzsignal durch einen Mehrweg-Kanal beeinflusst werden und kann von der Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung empfangen werden. Alternativ kann das Interferenzsignal ohne Beeinflussung durch den Mehrweg-Kanal empfangen werden.
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Indes kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung das Empfangssignal mit größerer Polarisation auswählen, indem sie Beträge des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals vergleicht, die von dem Satelliten und dem einzelnen Interferenzgenerator empfangen werden (S620). In diesem Fall kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ein Empfangssignal mit größerer Polarisation auswählen, indem sie eine Summe der RHCP-Empfangssignale während einer vorbestimmten Zeitspanne und eine Summe der LHCP-Empfangssignale während der vorbestimmten Zeitspanne vergleicht.
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Danach kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung einen Betrag C von Kombinationskoeffizienten zum Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals als einen Anfangsbetrag C0 festlegen und eine Phase φ der Kombinationskoeffizienten als einen Anfangsphasenwert φ0 festlegen, um die Kombinationskoeffizienten mit Anfangswerten (anfänglichen Kombinationskoeffizienten) einzustellen (S630). Hier können die anfänglichen Kombinationskoeffizienten von dem Administrator basierend auf verschiedenen Versuchsergebnissen festgelegt sein. Danach kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ein kombiniertes Signal durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der anfänglichen Kombinationskoeffizienten erzeugen (S640). Dann kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung eine Korrelation zwischen dem ausgewählten Empfangssignal und dem kombinierten Signal berechnen (S650). Dann kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung bestimmen, ob die Korrelation kleiner als eine Schwelle (d. h. yth) ist (S660).
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Wenn die Korrelation nicht kleiner als die Schwelle ist, kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung als Ergebnis der Bestimmung die Größe der Kombinationskoeffizienten durch Addieren einer kleinen positiven reellen Zahl Δc zu dem Betrag C der Kombinationskoeffizienten aktualisieren und kann die Phase der Kombinationskoeffizienten durch Addieren einer kleinen positiven reellen Zahl Δ zu der Phase φ der Kombinationskoeffizienten aktualisieren (S670). Danach kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ab Schritt S640 wiederholen. Wenn hingegen als Ergebnis der Bestimmung die Korrelation kleiner als der Schwellenwert ist, kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung Kombinationskoeffizienten (d. h. endgültige Kombinationskoeffizienten) entsprechend dazu auswählen (S660). Danach kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung ein Ausgangssignal durch Kombinieren des RHCP-Empfangssignals und des LHCP-Empfangssignals unter Verwendung der ausgewählten Kombinationskoeffizienten (d. h. endgültigen Kombinationskoeffizienten) erzeugen (S690).
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7 ist ein Graph, der das Interferenzauslöschungsvermögen einer Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung in Bezug auf ein Täuschungssignal darstellt.
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Unter Bezugnahme auf 7 kann die horizontale Achse eine Zeit darstellen und die vertikale Achse kann einen Autokorrelationswert eines Pseudozufallsrauschcodes (PRN) eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) darstellen. Ein Täuschungssignal kann um eine Chip-Verschiebung von 0,8 Chip verzögert sein. In 7 kann eine gestrichelte Linie einen Autokorrelationswert des GNSS-PRN-Codes angeben, bevor die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung das Interferenzsignal auslöscht, und eine durchgezogene Linie 28 kann einen Autokorrelationswert des GNSS-PRN-Codes angeben, nachdem die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung das Interferenzsignal ausgelöscht hat. Zudem kann x einen Spitzenwert eines Navigationssignals angeben, das von dem Satelliten an die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung gesendet wird.
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In 7 kann, bevor die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung das Täuschungssignal auslöscht, der Spitzenwert der Autokorrelation auf der rechten Seite um 0,8 Chip von einer tatsächlichen Spitzenposition verschoben ausgebildet sein. Daher kann die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung eine fehlerhafte Navigationslösung aufgrund von Täuschung basierend auf dem Täuschungssignal ableiten. Wenn hingegen die Interferenzsignal-Auslöschungsvorrichtung das Täuschungssignal in 7 auslöscht, kann der Spitzenwert der Autokorrelation an der tatsächlichen Spitzenposition ausgebildet sein. Außerdem kann das Täuschungs-Interferenzsignal gut ausgelöscht werden, da das Täuschungssignal zu einem Zeitpunkt, bei dem sich die Spitze der Autokorrelation befindet, eine sehr kleine Autokorrelation aufweist.
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Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können als Programmbefehle implementiert werden, die durch eine Vielzahl von Computern ausführbar sind und auf einem computerlesbaren Medium aufgezeichnet sind. Das computerlesbare Medium kann einen Programmbefehl, eine Datendatei, eine Datenstruktur oder eine Kombination davon enthalten. Die auf dem computerlesbaren Medium aufgezeichneten Programmbefehle können speziell für die vorliegende Offenbarung entworfen und ausgelegt sein oder können öffentlich bekannt und für Fachleute auf dem Gebiet der Computer-Software verfügbar sein.
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Beispiele des computerlesbaren Mediums können eine Hardware-Vorrichtung wie etwa ROM, RAM und Flash-Speicher umfassen, die speziell ausgelegt ist, die Programmbefehle zu speichern und auszuführen. Beispiele der Programmbefehle umfassen Maschinencodes, die beispielsweise von einem Kompilierer erstellt werden, sowie Codes in einer höheren Sprache, die von einem Computer unter Verwendung eines Interpreters ausführbar sind. Die obige beispielhafte Hardware-Vorrichtung kann dazu ausgelegt sein, als mindestens ein Software-Modul zu arbeiten, um die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auszuführen, und umgekehrt.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und ihre Vorteile im Einzelnen beschrieben wurden, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen hieran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 1020200168926 [0001]
- KR 1020210159235 [0001]