FI111664B - Vastaanotin paikannuksen toteuttamiseksi tehokkaalla rotaattorilla - Google Patents
Vastaanotin paikannuksen toteuttamiseksi tehokkaalla rotaattorilla Download PDFInfo
- Publication number
- FI111664B FI111664B FI20010417A FI20010417A FI111664B FI 111664 B FI111664 B FI 111664B FI 20010417 A FI20010417 A FI 20010417A FI 20010417 A FI20010417 A FI 20010417A FI 111664 B FI111664 B FI 111664B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- frequency
- coherent integration
- search
- data
- doppler
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 69
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 54
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/04—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
- G01S5/0018—Transmission from mobile station to base station
- G01S5/0036—Transmission from mobile station to base station of measured values, i.e. measurement on mobile and position calculation on base station
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
- G01S19/254—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS relating to Doppler shift of satellite signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
- G01S19/258—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS relating to the satellite constellation, e.g. almanac, ephemeris data, lists of satellites in view
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
- G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
- G01S19/235—Calibration of receiver components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Soil Working Implements (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Cephalosporin Compounds (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Description
111664
VASTAANOTIN PAIKANNUKSEN TOTEUTTAMISEKSI TEHOKKAALLA ROTAATTORILLA
' Esillä oleva keksintö liittyy paikannukseen.
Erityisesti esillä oleva keksintö liittyy uuteen ja * 5 parannettuun menetelmään ja laitteeseen paikannuksen toteuttamiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä.
Sekä valtiovallan asettamat säädökset että kuluttajien kysyntä on ohjannut paikannustoimintojen 10 tarvetta matkapuhelimissa. Maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä (GPS) on nykyään saatavilla paikannuksen toteuttamiseksi käyttäen GPS-vastaanotinta yhdessä maata kiertävän satelliittijoukon kanssa. Näin ollen on toivottavaa toteuttaa GPS-toiminnallisuus matkapu-15 helimissa.
Matkapuhelimet, kuitenkin, ovat äärimmäisen herkkiä kustannuksille, painolle ja tehon kulutukselle. Näin ollen yksinkertaisesti ylimääräisen GPS-paikannuksen toteuttavan piiristön lisääminen ei ole 20 tyydyttävä ratkaisu paikannustoiminnallisuuden järjestämiseksi matkapuhelimeen. Näin ollen esillä oleva keksintö on tarkoitettu GPS-toiminnallisuuden järjestämiseksi siten, että käytetään mahdollisimman vähän ylimääräisiä komponentteja, aiheutetaan mahdollisimman 25 vähän kustannuksia ja tehon kulutusta.
• ·
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Esillä oleva keksintö on uusi ja parannettu menetelmä ja laite paikannuksen toteuttamiseksi lan-30 gattomassa tietoliikennejärjestelmässä. Keksinnön • · * eräässä sovelluksessa esitetään menetelmä paikannuksen toteuttamiseksi, jossa menetelmässä on seuraavat vaiheet: vastaanotetaan signaalinäytteitä, generoidaan karkea keräyssekvenssi, kierretään karkeaa keräyssek-35 venssiä kierretyn karkean keräyssekvenssin saamiseksi ja sovelletaan kierrettyä karkeaa keräyssekvenssiä 111664 2 signaalinäytteisiin aikaoffseteillä korreloidun lähtö-datan saamiseksi.
Esillä olevan keksinnön muodot, tavoitteet ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtai-5 sesta kuvauksesta, joka esitetään yhdessä oheisten piirustusten kanssa, joissa piirustuksissa viitenumerot ovat kauttaaltaan samat ja joissa:
Kuvio 1 on maailmanlaajuisen paikannusjärjestelmän (GPS) aaltogeneraattorin lohkokaavio; 10 Kuvio 2 on äärimmäisen yksinkertaistettu loh- kokaaviokuvio esillä olevan keksinnön mukaisesti kon-figuroidusta matkapuhelinjärj estelmästä;
Kuvio 3 on lohkokaavio vastaanottimesta esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; 15 Kuvio 4 on toinen lohkokaavio kuviossa 3 esi tetystä lohkokaavioista;
Kuvio 5 on vastaanotin, joka on konfiguroitu keksinnön erään sovelluksen mukaisesti;
Kuvio 6 on vuokaavio vaiheista, jotka toteu-20 tetaan paikannustoimenpiteen aikana;
Kuvio 7 on lohkokaavio GSP:stä, joka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti;
Kuvio 8 on vuokaavio, joka esittää vaiheita, 25 jotka toteutetaan esillä olevan keksinnön erään sovel-·"' luksen mukaisen haun yhteydessä;
Kuvio 9 on aikaviiva, joka esittää vaiheita, joiden aikana hienohaku ja karkeahaku toteutetaan esillä olevan erään sovelluksen mukaisesti; 30 Kuvio 10 on aikaviiva hakuprosessista, joka on toteutettu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti;
Kuvio 11 on kaaviokuva hakuavaruudesta;
Kuvio 12 on lohkokaavio vastaanottimesta 35 esillä olevan keksinnön erään toisen sovelluksen mukaisesti .
3 111664
Uusi ja parannettu menetelmä ja laite paikannuksen toteuttamiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä kuvataan seuraavassa. Esimerkkisovellus kuvataan digitaalisen matkapuhelinjärjestelmän yhtey-5 dessä. Vaikka käyttö tässä yhteydessä on edullista, keksinnön eri sovelluksia voidaan yhdistää eri ympäristöihin tai kokoonpanoihin. Yleisesti eri järjestelmiä, joita kuvataan tässä, voidaan toteuttaa käyttäen ohjelmilla ohjattuja prosessoreita, integroituja piilo rejä tai diskreettejä logiikkapiirejä, vaikkakin toteutus integroidussa piirissä on edullinen. Data, ohjeet, komennot, informaatio, signaalit, merkit ja alibit it, joihin saatetaan viitata hakemuksessa, esitetään edullisesti jännitteinä, virtoina, elektromag-15 neettisina aaltoina, magneettikenttinä tai partikkeleina, optisina kenttinä tai partikkeleina tai niiden yhdistelmänä. Lisäksi kussakin lohkokaaviossa esitetyt lohkot voivat edustaa laitteistoa tai menetelmävaihei-ta.
20 Kuvio 1 on maailmanlaajuisen paikannusjärjes telmän (GPS) aaltogeneraattorin lohkokaavio. Ympyrä, jossa on plus-merkki tarkoittaa modulo-2 lisäystä. Yleisesti GPS-asetelma sisältää 24 satelliittia: 21 avaruuskulkuneuvoa (SV), joita käytetään navigoinnis-25 sa, ja kolme varalla. Jokainen SV sisältää kellon, jo-·*' ka on synkronoitu GPS-aikaan tarkkailemalla maa- asemia. Paikan ja ajan määrittämiseksi GPS-vastaanotin käsittelee signaaleita, jotka vastaanotetaan usealta satelliitilta. Ainakin neljää satelliittia on käytet-30 tävä neljän tuntemattoman (x, y, z, aika) ratkaisemiseksi.
• «
Jokainen SV lähettää kaksi mikroaaltokanto-aaltoa: Kantoaallon LI 1575,42 MHz , joka kuljettaa signaaleita, joita käytetään standardin mukaisessa 35 paikannuspalvelussa, (SPS), ja L2 kantoaallon taajuudella 1227,60 MHz , joka kuljettaa signaaleita, joita tarvitaan tarkassa paikannuspalvelussa (PPS). PPS:ää 111664 4 käyttävät hallinnolliset instanssit ja se mahdollistaa tarkemman paikannuksen.
LI-kantoaalto moduloidaan karkealla keräys-koodilla (C/A), joka on 1023-alibittinen näennäis-5 satunnainen koodi, jota lähetetään 1.023 Mcps:llä, ja jota käytetään siviilipaikannuspalveluissa. (Karkeaa keräyskoodia ei pitäisi sekoittaa tässä kuvattuihin karkeaan ja hienoon keräykseen, jotka molemmat sisältävät C/A-koodien käytön.) Jokaisella satelliitilla on 10 oma C/A-koodi, joka toistuu yhden millisekunnin välein. P-koodi, jota käytetään PPS:ssä, on 10.23 MHz: n koodi, joka on 267 päivää pitkä. P-koodi esiintyy molemmilla kantoaalloilla, mutta on 90 asteen vaihesiir-rossa C/A-koodiin nähden Ll-kantoaallolla. 50 Hz:n na-15 vigointisanoma, joka XOR-portitetaan sekä C/A-koodin ja P-koodin kanssa ennen kantoaaltomodulaatiota, tarjoaa järjestelmäinformaatiota, kuten satelliitin rata-ja kellokorjauksia.
Jokaisella satelliitilla on C/A-koodi, joka 20 kuuluu koodiperheeseen, jota kutsutaan kulta-koodeik si. Kulta-koodeja käytetään, koska ristitulo niiden välillä on pieni. C/A-koodi generoidaan käyttäen kahta 10-asteista siirtorekisteriä, kuten esitetään alla kuviossa 1. G1-generaattori käyttää polynomia 1+X3+X10, 25 kun taas G2-generaattori käyttää polynomia ·*' 1+X2+X3+X6+X8+X9+X10. C/A-koodi generoidaan XOR-portit- tamalla Gl-siirtorekisterin lähtö G2-siirtorekisterin kahdella bitillä.
Kuvio 2 on äärimmäisen yksinkertaistettu loh-30 kokaavio matkapuhelinjärjestelmästä, joka on konfigu- roitu esillä olevan keksinnön mukaan. Matkapuhelimet 10 sijaitsevat tukiasemien 12 joukossa, jotka tukiasemat on kytketty tukiasemaohjaimeen (BSC) 14. Matkapuhelinkeskus MSC 16 yhdistää BSC:n 14 yleiseen kytken-35 täiseen puhelinverkkoon (PSTN). Toiminnan aikana jot kin matkapuhelimet välittävät puheluja liittymällä tu- 5 111664 kiasemiin 12, sillä aikaa, kun toiset ovat valmiustilassa .
Kuten kuvataan patenttihakemuksessa US 09/040,051 "System and Method for Determing the Posi-, 5 tion of a Wireless CDMA Transceiver", jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella, paikannus toteutetaan lähettämällä paikannuspyyntösanoma, joka sisältää "avustavaa informaatiota", joka antaa matkapuhelimelle mahdollisuuden 10 nopeasti lukkiutua GPS-signaaliin. Tämä informaatio sisältää SV-.n ID-numeron (SV ID) , estimoidun koodivai-heen, hakuikkunan koon estimoidun koodivaiheen ympärillä ja estimoidun taajuus-Dopplerin. Käyttäen tätä informaatiota matkaviestin voi lukkiutua GPS-signaa-15 leihin ja määrittää paikkansa nopeammin.
Vasteena avustavaan sanomaan matkaviestin säätyy GPS-taajuudelle ja aloittaa vastaanotetun signaalin korreloimisen paikallisesti SVreille generoituihin C/A-sekvensseihin tukiaseman osoittamana. Se 20 käyttää avustavaa informaatiota kaventaakseen hakuavaruutta ja kompensoidakseen Doppler-vaikutukset ja pseudoalueet kullekin satelliitille käyttäen aikakor-relaatiota. Huomaa, että nämä pseudoalueet perustuvat matkaviestimen aikaan (saadaan CDMA-vastaanottimen yh-25 distäjäjärjestelmän aikalaskurista), jota viivästetään ·“ GPS-ajan versiolla.
Kun tämä informaatio on laskettu, matkaviestin lähettää pseudoalueet kullekin satelliitille (edullisesti 1/8 alibitin resoluutiolle) ja ajan, jol-30 loin mittaukset vastaanotettiin tukiasemaan. Sen jälkeen matkaviestin palautuu CDMA:han jatkaakseen puhelua .
Vastaanotettuaan informaation BSC käyttää yksisuuntaista viive-estimaattia muuttaakseen pseudoalu-35 eet matkaviestimen ajasta tukiaseman aikaan ja laskee matkaviestimen estimoidun paikan ratkaisemalla usean kuvaajan leikkauspisteen.
111664 6
Toinen parametri, joka saadaan avustavassa sanomassa, on taajuus-Doppler tai Doppler-siirtymä. Doppler-ilmiö todistaa olemassa olevan muutoksen vastaanotetun signaalin taajuudessa johtuen suhteellises-5 ta nopeudesta lähettimen ja vastaanottimen välillä. Doppler-vaikutusta kantoaallolle kuvataan taajuus-Doppleriksi, kun taas vaikutusta peruskaistasignaaliin kutsutaan koodi-Doppleriksi.
GPS-tapauksessa taajuus-Doppler muuttaa vas-10 taanotettua kantotaajuutta siten, että vaikutus on sama kuin demodulointi kantoaaltosiirtymällä. Koska tukiaseman GPS-vastaanotin aktiivisesti seuraa haluttua satelliittia, se tuntee taajuus-Dopplerin, joka johtuu satelliitin liikkeestä. Edelleen satelliitti on niin 15 kaukana tukiasemasta ja matkaviestimestä, että matkaviestimen näkemä Doppler on tehollisesti sama kuin tukiaseman näkemä Doppler. Keksinnön eräässä sovelluksessa taajuus-Doppler-arvon korjaamiseksi matkaviestin käyttää rotaattoria vastaanottimessa. Taajuus-Doppler 20 vaihtelee välillä -4500 Hz - +4500 Hz ja muutosnopeus on luokkaa 1 Hz/s.
Koodi-Dopplerin vaikutuksesta 1.023 MHz:n alibittinopeus muuttuu, mikä tehollisesti supistaa tai laajentaa vastaanotetun C/A-koodialibittien leveyttä. 25 Keksinnön eräässä sovelluksessa matkaviestin korjaa koodi-Dopplerin kertomalla taajuus-Dopplerin suhteella 1.023/1575.42. Sen jälkeen matkaviestin voi korjata koodi-Dopplerin ajan suhteen hidastamalla (tuomalla viiveen) vastaanotettujen IQ-näytteiden vaihetta 1/16 30 alibitin lisäyksin tarpeen mukaan.
Kuvio 3 on lohkokaavio matkapuhelimen (lan-·· gattoman tilaajapäätelaitteen) vastaanotto-osasta, jo ka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. Vastaanotettua aaltomuotoa 100 35 mallinnetaan C/A-signaalina c(n), joka on moduloitu kantoaallolle taajuudella wc+ wd, jossa wc on ominais-kantotaajuus 1575.42 MHz ja wd on Doppler-taajuus, joka 111664 7 muodostuu satelliitin liikkeestä. Doppler-taajuus vaihtelee 0:sta satelliitin ollessa juuri yläpuolella suunnilleen 4.5 kHz:iin pahimmassa tapauksessa. Vastaanottimen analogiosaa voidaan mallintaa demoduloi-5 maila kantoaaltotaajuutta wr ja satunnaisvaiheella Θ, jota seuraa alipäästösuodatus.
Saatu peruskaistasignaali siirretään A/D-muuntimen (ei esitetty) läpi digitaalisten I- ja Q-näytteiden muodostamiseksi, jotka näytteet tallenne-10 taan siten, että niitä voidaan toistuvasti etsiä. Näytteet generoidaan kaksi kertaa C/A-koodialibitti-nopeudella (alibittix2), joka on pienempi resoluutio kuin tarvitaan hienohakualgoritmien toteuttamiseksi, mutta joka mahdollistaa 18 ms:n näytedatan tallentami-15 sen järkevään muistikokoon. Yleisesti on toivottavaa toteuttaa haku suunnilleen suuremmalla kuin 10 ms :11a vastaanoton mahdollistamiseksi kaikissa olosuhteissa, 18 ms ollen kuitenkin integrointiaikana. Nämä olosuhteet sisältävät myös sisätilat tai paikat, joissa ei 20 ole suoraan näkymää satelliittiin.
Toiminnan aikana näytteitä ensin kierretään kiertimellä 102 Doppler-taajuussiirtymän korjaamiseksi. Kierretyt I- ja Q-näytteet korreloidaan eri offseteilla satelliittien C/A-sekvensseistä ja saadut tulot 25 integroidaan koherentisti Nc-alibittien yli integraat-·” torilla 104. Koherentit integraatiosummat neliöitetään ja lisätään yhteen tuntemattoman vaihesiirtymän Θ vaikutuksen poistamiseksi. Hypoteesitestin lisäämiseksi tietylle siirtymälle yhdistetään useita koherentteja 30 aikajaksoja ei-koherentisti. Tämä yhdistäminen toteutetaan toistuvasti eri aikaoffseteillä satelliittisig- • « naalin aikaoffsetin löytämiseksi. Kierrin 102 poistaa taajuus-Dopplerin, joka syntyy satelliitin liikkeistä. Se käyttää Doppler-taajuutta, joka määritetään tu-35 kiasemalla (edullisesti kvantisoitu 10 Hz:n aikajaksoihin) ja kiertää I- ja Q-näytteet poistaakseen taa-juusoffsetin.
111664 8
Keksinnön eräässä sovelluksessa kiertyminen on jatkuvaa vain koherentin integrointi-ikkunan yli.
Tällöin kierto pysähtyy koherenttien integrointijakso-jen, esimerkiksi 1 ms:n välein. Syntyvä vaihe-ero eli- 5 minoidaan neliöimällä ja summaamalla.
* )
Kuvio 4 on toinen lohkokaavio vastaanottimesta, joka on konfiguroitu keksinnön erään sovelluksen mukaisesti, jossa vastaanottimen rotaattori-osaa kuvataan yksityiskohtaisemmin.
10 Kuvio 5 esittää vastaanotinta, joka on konfi guroitu keksinnön vaihtoehtoisen sovelluksen mukaisesti. Tämä keksinnön sisäinen sovellus hyödyntää mahdollisuutta rotaattorin pysäyttämiseen koherenttien integrointi jaksojen välillä kiertämällä paikallisesti 15 generoitua C/A-sekvenssiä tulonäytteiden sijaan.
Kuten esitetään, C/A-sekvenssi c (n) on kierretty käyttämällä siniaaltoja sin(WdnTc) ja cos (WdnTc) ja sen jälkeen se on tallennettu. C/A-sekvenssin kiertäminen on tehtävä vain kerran kullekin satelliitille.
20 Täten C/A-sekvenssin kiertäminen vähentää tarvittavaa laskentaa. Se myös säästää muistia käytetyssä DSPissä laskennan toteuttamiseksi keksinnön eräässä sovelluksessa .
Toinen merkittävä haitta, joka heikentää pai-25 kannusalgoritmin suorituskykyä on taajuusvirhe matka-viestimen sisäisessä kellossa. Tämä taajuusvirhe ohjaa lyhyiden 1 ms:n koherenttien integrointijaksojen käyttöön. On edullista toteuttaa koherentti integrointi pidempien aikajaksojen yli.
30 Esimerkkikokoonpanoissa matkaviestimen va paasti käyvä (sisäinen) paikallinen oskillaattorikello • * .. on 19.68 MHz:n kristallivärähtelijä, jonka taajuusto- leranssi on +/-5 ppm. Tämä voi aiheuttaa suuria virheitä luokkaa +/-7500 Hz. Tätä kelloa käytetään gene-35 roimaan GPS-signaalien demoduloimiseen käytettyjä kantoaaltoja, joten kellovirhe voi kasvattaa signaalin keräysaikaa. Koska hakuun käytettävä aika on hyvin ly- 9 111664 hyt, tämän suuruusluokan virhe johtuen taajuustole-ranssista ei ole hyväksyttävä ja sitä on merkittävästi p i enenne 11 ävä.
Pidempien koherenttien integrointiaikojen 5 mahdollistamiseksi keksinnön eräässä sovelluksessa CDMA-vastaanotin korjaa paikallista oskillaattorivir-hettään käyttämällä ajoitusta, joka saadaan CDMA-alustuksesta tai muusta ajoituslähteestä, joka on saatavilla. Tämä muodostaa ohjaussignaalin, jota käyte-10 tään paikallisen oskillaattorikellon säätämiseen niin lähelle kuin mahdollista 19.68 MHz:iä. Paikalliseen oskillaattorikelloon liitetty ohjaussignaali kiinnitetään, kun RF-yksikkö vaihtaa CDMArsta GPS:ään.
Joka korjauksen jälkeen tukiasemalta (tai 15 muusta lähteestä) saatu ajoitusinformaatio kuitenkin sisältää edelleen jonkin verran kellovirhettä. Keksinnön eräässä sovelluksessa saatu taajuusepävarmuus korjauksen jälkeen on +/- 100 Hz. Tämä jäljellä oleva virhe edelleen pienentää vastaanottimen suorituskykyä 20 ja yleisesti ottaen estää pidemmän koherentin integ-rointiaikajakson käytön. Keksinnön eräässä sovelluksessa jäljelle jäävä virhe yksinkertaisesti vältetään toteuttamalla ei-koherentti integrointi yli 1 ms:n kestolla, mikä vähentää suorituskykyä.
25 Kuten kuviossa 1 myös esitetään, 50 Hz:n NAV/järjestelmädataa myös moduloidaan LI-kantoaallolle. Jos datasiirtymä (0:sta l:een tai l:stä 0:aan) esiintyy koherentin integrointi-ikkunan kahden puolikkaan välillä, saatu koherentti integrointisumma on 0, 30 koska puolikkaat poistavat toisensa. Tämä vähentää merkittävästi ei-koherenttien keräysten määrää, yhdel- ♦ · .. lä pahimmassa tapauksessa. Vaikka kaikkien satelliit tien datarajat synkronoidaan, ne eivät saavu matkaviestimeen samanaikaisesti johtuen reittiviive-35 eroista. Tämä reittiviive satunnaistaa tehokkaasti vastaanotettua datavaihetta.
111664 10
Keksinnön eräässä sovelluksessa eri datavaiheiden ongelma eri signaaleilla on sisällyttää data-vaihe tukiasemalta matkaviestimeen lähetettyyn avustus informaatioon. Koska tukiasema demoduloi 50 Hz:n 5 dataa, se tietää milloin datasiirtymä esiintyy kullakin satelliitilla. Käyttämällä tietoa yksisuuntaisesta viiveestä tukiasema voi koodata datavaiheen, esimerkiksi 5 bittiin (satelliittia kohden) osoittamalla, millä yhden millisekunnin (20:stä) aikajaksolla data-10 siirtymä esiintyy.
Jos koherentti integrointi-ikkuna on 50 Hz:n datarajalla, koherentti integrointi jaetaan kahteen (2) osaan. Ensimmäinen osa edeltää datarajaa ja toinen osa seuraa datarajaa. Esimerkiksi, jos Enl on kohe-15 rentti integrointisumma datarajaa edeltävän ikkunan yli ja En2 on koherentti integrointisumma datarajaa seuraavaan ikkunan yli, matkaviestin valitsee suurimman (voimakkuudeltaan) (Enl + En2) (jos data pysyy samana) ja (Enl - En2) (tilanteessa, jossa data muuttui) 20 ottaakseen huomioon vaihesiirtymän. Matkaviestimellä on myös mahdollisuus suorittaa kahden puolikkaan ei-koherentti yhdistäminen dataikkunan yli tai jättää tämä dataikkuna kokonaan huomiotta.
Keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa mat-25 kaviestin yrittää löytää datasiirtymiä ilman avus- ·*' tusinf ormaatiota tukiasemalta vertaamalla neliöidyn summan voimakkuutta ja eroa yhden millisekunnin kohe-rentissa integroinnissa.
Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään 30 laitevalmistajaperustaista DSP-(Digital Signal Proces sor) sovellusta GPS-käsittelyyn. DSP vastaanottaa I-ja Q-näytteet alibittix2- (2.046 MHz) tai alibitti x8-(8.184 MHz) nopeudella ja tallentaa neljäbittisen vä-läyksen I- ja Q-näytteistä sisäiseen RAMiin.
35 Esimerkkisovelluksessa DSP generoi C/A-sek- venssin, toteuttaa kierron eliminoidakseen taajuus-Dopplerin ja korreloi hakuikkunan, joka annetaan tu- 11 111664 kiasemalla, yli kullekin satelliitille. DSP toteuttaa koherentin integroinnin ei-koherentin yhdistämisen ja kallistaa IQ-näytedesimaattoria tarpeen mukaan kompen-soidakseen koodi-Dopplerin.
5 Laskennan ja muistin säästämiseksi alkuperäi nen haku toteutetaan käyttäen alibittiresoluutiota ja hienompi haku 1/8-alibitti (suurempi) -resoluution saamiseksi toteutetaan parhaan indeksin (tai indeksien) ympärillä. Järjestelmän aikaa ylläpidetään laske-10 maila laitteiston generoimia 1 ms:n keskeytyksiä (saadaan paikalliselta oskillaattorilta).
Lisäksi keksinnön eräässä sovelluksessa hie-nohaku toteutetaan keräämällä alibittix8 näytteitä (korkeampi resoluutio) yhden alibitin yli eri alibit-15 tix8 siirtymin. Korrelaatiokoodeja lisätään kerättyihin arvoihin, jolloin saadaan korrelaatioarvoja, jotka vaihtelevat tietyn alibittixS siirtymän mukaan. Tämä mahdollistaa koodioffsetin määrittämisen alibittix8 resoluutiolla.
20 Kuvio 6 on vuokaavio, joka osoittaa vaiheita, jotka suoritetaan paikallisen oskillaattorivirheen korjaamiseksi paikannusproseduurin aikana esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. Vaiheessa 500 määritetään, onko paikallista oskillaattoria kor-25 jattu hiljattain. Jos ei ole, alustussignaali vastaan- • · < .· .. otetaan tukiasemalta ja paikallisen oskillaattorin virhe määritetään vertaamalla alustusajoitusta vaiheessa 502 ja korjaussignaalia, joka generoidaan perustuen kyseiseen virheeseen.
30 Sen jälkeen edetään, vaiheeseen 504, jossa korjaussignaali kiinnitetään sen hetkiseen arvoonsa.
•« Λ. Vaiheessa 506 siirrytään GPS-moodiin ja suoritetaan paikannus käyttäen korjattua kelloa. Kun paikannus on suoritettu, matkaviestin jättää GPS-moodin vaiheessa 35 508.
Kuvio 7 esittää DSP-vastaanotinjärjestelmää, joka on konfiguroitu keksinnön erään sovelluksen mu- 111664 12 kaisesti. DSP toteuttaa koko hakuoperaation minimaalisella ylimääräisellä laitteistolla. DSP-ydin 308, modeemi 306, liitäntäyksikkö 300, ROM 302 ja muisti (RAM) 304 yhdistetään väylällä 310. Liitäntäyksikkö 5 300 vastaanottaa RF-näytteet RF-yksiköltä (ei esitet ty) ja antaa näytteet RAMiin 304. RF-näytteet voidaan tallentaa karkealla resoluutiolla tai hienolla resoluutiolla. DSP-ydin 308 käsittelee näytteet, jotka on tallennettu muistiin käyttäen komentoja, jotka on tallo lennettu ROMiin 302 samoin kuin muistiin 304. Muistissa voi olla useita "pankkeja", joista osa tallentaa näytteitä ja osa komentoja. Modeemi 306 toteuttaa CDMA-käsit-telyn normaalimoodin aikana.
15 Kuvio 8 on vuokaavio vaiheista, jotka suori tetaan paikannuksen aikana. Paikannus alkaa, kun avus-tussanoma on vastaanotettu ja RF-järjestelmä on kytketty GPS-taajuuksille vaiheessa 600. Kun RF on kytketty vastaanottamaan GPS:ää, taajuuden seurantasi1-20 mukka kiinnitetään. DSP vastaanottaa avustusinformaa-tiota puhelimen mikroprosessorilta ja lajittelee satelliitit Doppler-voimakkuuksien mukaan.
Vaiheessa 602 karkea hakudata tallennetaan DSP RAMiin. DSP vastaanottaa muutamia satoja mikrose-25 kunteja tulodataa asettaakseen Rx AGC:n. DSP tallentaa I · · järjestelmääjän ja aloittaa 18 ms:n ikkunan (DSP-muis-tirajoitus) tallentamisen alibittix2 IQ-datasta sen sisäiseen RAMiin. Jatkuvaa dataikkunaa käytetään koodi -Dopplerin vaikutusten välttämiseksi.
30 Kun dataa on tallennettu, karkea haku toteu tetaan vaiheessa 604. DSP aloittaa karkean (alibittix2 • · ... resoluutiolla) haun. Kullekin satelliitille DSP gene roi C/A-koodin, kiertää koodia perustuen taajuus-Doppleriin ja korreloi tukiaseman määrittämän hakuik-35 kunan yli C/A-koodin toistuvalla soveltamisella tallentaakseen karkeaa hakudataa. Satelliitteja käsitellään saman 18 ms:n dataikkunan ajan ja paras alibit- 111664 13 tix2 olettama, joka ylittää kynnyksen, saadaan kullekin satelliitille. Vaikka 2 ms: n koherenttia integ-, rointiaikaa (9 ei-koherentilla integroinnilla) käyte tään keksinnön eräässä sovelluksessa, pidempi kohe-5 rentti integrointiaika voi olla käytössä (esim. 18 ms) , vaikka edullisesti tehtäessä ylimääräisiä säätöjä, kuten alla kuvataan.
Kun karkeahaku on toteutettu, toteutetaan hienohaku vaiheessa 606. Ennen hienohaun aloittamista 10 DSP laskee kierretyn C/A-koodin kullekin satelliitille. Tämä antaa DSP:lie mahdollisuuden käsitellä hieno-hakua reaaliajassa. Suoritettaessa hienoa (alibittix8 resoluutiolla) hakua satelliitteja käsitellään yksi kerrallaan eri datalle.
15 DSP ensin kallistaa desimaattoria kompen- soidakseen koodi-Dopplerin annetulle satelliitille tai satelliiteille. Se myös nollaa Rx AGC -arvon odottaessaan seuraavaa 1 ms:n rajaa ennen 1 ms:n koherentin integrointi-ikkunan alibittix8 näytteistä tallentamis-20 ta.
DSP käsittelee 5 jatkuvaa alibittix8 resoluution olettamaa tällä 1 ms:n koherentilla integrointi-ikkunalla, jossa keskiolettama on paras olettama, joka saadaan karkeassa haussa. Seuraavan 1 ms.-n ikkunan kä-25 sittelyn jälkeen tulokset yhdistetään koherentisti ja • i • tämä 2 ms:n summa yhdistetään ei-koherentisti kaikille N:lie iteraatiolle.
Tämä vaihe (alkaen desimaattorin kallistuksesta) toistetaan samalle datalle seuraavassa satel-30 liitissa kunnes kaikki satelliitit on käsitelty. Jos . . koodi-Doppler kahdelle satelliitille on voimakkuudel- • taan samanlainen, voi olla mahdollista käsitellä molemmat satelliitit samalle datalle vaadittujen data-joukkojen määrän vähentämiseksi. Pahimmassa tapaukses- 35 sa 8 2*N:n 1 ms:n dataikkunajoukkoa käytetään hienossa haussa.
« 111664 14
Lopulta vaiheessa 608 tulokset raportoidaan mikroprosessorille ja vokooderikäsittely uudelleen-käynnistetään DSP:llä siten, että puhelu voi jatkua. DSP raportoi pseudoetäisyydet mikroprosessorille, joka 5 välittää ne edelleen tukiasemalle. Kun mikroprosessori uudelleenlataa vokooderiohjelman DSP-muistiin, DSP tyhjentää sen datamuististaan ja uudelleenkäynnistää vokooderin.
Kuvio 9 on kaavio, joka kuvaa hienoa hakua, 10 joka suoritetaan karkean haun jälkeen. Parhaan alibit-tix2 vaiheen eristämisen jälkeen karkeassa haussa DSP suorittaa hienon haun tämän vaiheen ympärillä saadakseen alibittix8 resoluution.
Verrattavat 5 vaihetta hienossa haussa esite-15 tään suljettuna laatikolla. Paras alibittix2 vaihe arvioidaan uudelleen siten, että vertailut voidaan tehdä samalle datajoukolle. Tämä myös mahdollistaa karkean haun ja hienon haun käyttämisen eri integrointiajoilla. Hienohaku toteutetaan erikseen kullekin satellii-20 tille, koska kullakin satelliitilla voi olla erilainen arvo koodi-Dopplerille.
Kuvio 10 esittää aikajonon hakuprosessille suoritettuna keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. Kokonaisprosessointiaika (karkea- + hienohaku) on 25 suunnilleen 1.324 sekuntia keksinnön eräässä sovelluksessa, mikä ei keskeytä puhelua, vaan yhä mahdollistaa puhelun jatkamisen haun suorittamisen jälkeen. Koko-naishakuaika 1.324 sekuntia on ylärajalla, koska silloin oletetaan, että DSP:n on etsittävä kaikki 8 sa-30 telliittia ja kullakin satelliitilla on hakuikkuna 68 alibittiä. Todennäköisyys, että koko 1.324 sekuntia on ... tarpeen, on pieni kuitenkin johtuen satelliittien kiertoratojen geometriasta.
Ensimmäisen 18 ms:n 80 aikana IQ-näytedataa 35 kerätään GPS-taajuudella. Jakson 82 aikana karkeahaku suoritetaan sisäisesti, mikä voisi kestää 1.13 sekuntia, mutta mikä todennäköisesti keskeytyy aikaisemmin, 111664 15 kun satelliittien signaalit on identifioitu. Kun kar-keahaku on suoritettu, C/A-koodit lasketaan aikajakson 84 aikana, mikä kestää 24 ms. Aikajaksojen 86 aikana kallistusarvo säädetään koodi-Dopplerille ja Rx AGC:tä 5 säädetään edelleen. Aikajaksojen 88 aikana hienohaku suoritetaan IQ-datanäytteille, jatkaen säätöä aikajaksojen 86 aikana. 18 ms:n integrointiajän käyttö mahdollistaa koodi-Dopplerin poistamisen, koska vastaanotettua C/A-koodivaihetta siirretään alle 1/16 alibit-10 tiä. Säätöjen kahdeksan sekvenssiä ja hienohaut tehdään kahdeksalle satelliitille, minkä jälkeen paikan-nusproseduuri on suoritettu.
Lisäksi keksinnön joissakin sovelluksissa puhelin jatkaa paluukanavakehysten lähettämistä tukiase-15 maan, vaikka paikannusproseduuria suoritetaan. Nämä kehykset voivat sisältää nollainformaatiota yksinkertaisesti siksi, että tukiasemalle annetaan mahdollisuus pysyä synkronoituna tilaajalaitteeseen tai kehykset voivat sisältää ylimääräistä informaatiota, kuten 20 tehonohjauskomentoja tai informaatiopyynnön. Näiden kehysten lähettäminen toteutetaan edullisesti, kun GPS-näytteitä ei kerätä, kun RF-piiri on saatavilla tai kun GPS-näytteitä kerätään, jos riittävästi RF-piiristä on vapaana.
25 Vaikka 18 ms: n integrointiajalla vältetään ·"' koodi-Doppler, datan siirtyminen GPS-signaaleissa 50
Hz:n nopeudella voi aiheuttaa ongelmia, jos datamuu-toksia esiintyy 18 ms:n käsittelyjaksossa (kuten yllä kuvattiin). Datamuutos aiheuttaa signaalin vaiheen 30 siirtymisen. 50 Hz:n dataraja esiintyy eri paikoissa kullakin satelliitilla. 50 Hz:n siirtymien vaihe kul- • · lekin satelliitille on tehokkaasti satunnaistettu muuttamalla reittipituuksia kultakin satelliitilta puhelimeen.
35 Pahimmassa tapauksessa, jos databitti kääntyy koherentin integrointiaikajakson keskellä, koherentti integrointi saattaa täydellisesti pyyhkiytyä pois.
111664 16 Tästä syytä keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa tukiaseman on kommunikoitava datan siirtymärajoilla kullakin satelliitilla puhelimeen (myös kuvattiin yllä) . Edullisesti datan lähetysraja sisältyy avustussa-5 nomaan, joka lähetetään tukiasemalta (kuten 5-bittinen sanomajoukko, joka osoittaa millisekunnin aikajaksoa, jonka aikana siirtymä esiintyy kullakin satelliitilla) . Puhelin käyttää tätä rajaa jakaakseen koherentin integrointiaikajakson kullekin satelliitille kahteen 10 osaan ja päättääkseen, lisääkö vai vähentääkö koheren-tit integraatiosummat näissä kahdessa aikajaksossa. Täten myös sisällyttämällä datarajan kuhunkin GPS-signaaliin paikannusproseduurin luotettavuutta parannetaan.
15 Keksinnön eräässä sovelluksessa mikä tahansa taajuuden epävarmuus luo heikentymää Ec/Nt:hen, mikä kasvattaa koherenttia integrointiaikaa. Esimerkiksi +/-100 Hz:n epävarmuus aiheuttaa menetyksen Ec/Nt:ssä nopeasti, koska koherentti integrointiaika kasvaa, ku-20 ten esitetään taulukossa I.
_Ne__Menetys Ec/Nt:ssä 1023 (1 ms)__0.14 dB_ 2046 (2 ms)__0.58 dB_ 4092 (4 ms)__2.42 dB_ 6138 (6 ms)__5.94 dB_ 8184 (8 ms) _12.6 dB_
Taulukko I.
Kuten myös yllä huomattiin, matkaviestimet 25 paikallisessa oskillaattorissa tuovat aina jonkin verran tuntematonta taajuussiirtymää. Tämä tuntematon taajuussiirtymä estää pidemmän koherentin yhdistämisen ja integroinnin toteuttamisen. Pidempi koherentti parantaisi käsittelyä, jos tuntemattoman taajuussiirty-30 män vaikutuksia voitaisiin vähentää.
111664 17
Keksinnön eräässä sovelluksessa tämä tuntematon taajuussiirtymä otetaan huomioon laajentamalla hakutilaa kahteen dimensioon sisältämään taajuushaut. Kullekin olettamalle suoritetaan useita taajuushakuja, 5 jossa jokainen taajuushaku olettaa taajuusoffsetin olevan tunnettu arvo. Sijoittamalla taajuusoffsetit voidaan vähentää taajuuden epävarmuutta äärimmäisen pieneen arvoon ylimääräisen laskennan ja muistin kustannuksella. Esimerkiksi, jos käytetään viittä taa-10 juusolettamaa, saatu hakutila esitetään kuviossa 10.
+/-100 Hz:n taajuusepävarmuudella, joka on tyypillisesti matkaviestimen toimintamäärittelyissä, tämä kokoonpano vähentää maksimitaajuussiirtymää 20 Hz:iin (yhden olettaman on oltava 20 Hz:n sisällä to-15 dellisella taajuusoffsetilla). 20 ms:n koherentilla integrointiajalla menetys Ec/Nt:ssä 20 Hz:n taajuusof fsetilla on 2.42 dB:ä. Tuplaamalla taajuusolet-tamien määrän lOmeen taajuuden epävarmuutta voidaan vähentää 10 Hz:iin, mikä aiheuttaa menetyksen .58 20 dB:tä Ec/Nt:ssä. Kuitenkin ylimääräisten olettamien lisääminen laajentaa hakutilaa, mikä kasvattaa sekä laskenta- että muistivaatimuksia.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lasketaan taajuusolettama sisällyttämällä taajuusoffset taajuus-25 Doppleriin ja laskemalla uusi kierretty PN-koodi kul-.·' lekin taajuusolettamalle. Kuitenkin tämä kasvattaa taajuusolettamien määrää monikertaisesti kokonaislas-kennassa: 5 taajuusolettamaa tarkoittaisi viisinker taista laskentaa.
30 Vaihtoehtoisesti, koska taajuusepävarmuus on pieni verrattuna taajuus-Doppleriin, kiertovaiheen • « voidaan ajatella olevan vakio 1 ms:n aikajakson yli (8 % jaksosta 80 Hz:n olettamalla) keksinnön eräässä toisessa sovelluksessa. Siksi jakamalla koherentti integ-35 rointiaika 1 ms:n aliaikajaksoihin aliaikajaksojen integrointi summia kierretään ylimääräisen tarvittavan laskennan vähentämiseksi taajuushakujen laskennassa 111664 18 voimakkuudeltaan kolminkertaisesti. Tämän seurauksena on, että pidempi koherentti yhdistäminen voidaan toteuttaa ja tehokkuutta parantaa.
Kuvio 12 on lohkokaavio vastaanottimesta, jo-5 ka on konfiguroitu käyttämällä pidempää koherenttia yhdistämissovellusta. Ensimmäinen kertojajoukko 50 kompensoi taajuus-Dopplerin korreloimalla IQ-näytteet kierrettyyn C/A-koodiin. Tämä vastaa IQ-näytteiden kiertämistä ennen korrelaatiota modiflomattomalla C/A-10 koodilla. Koska taajuus-Doppler voi olla 4500 Hz, kiertoa sovelletaan jokaiseen alibittiin. Koherentin integroinnin 1 ms:n aikajakson yli jälkeen (1023 ali-bittiä) käyttäen keräimiä 52 toinen kertojajoukko 54 kiertää 1 ms:n integrointisummat (Σι ja Σ0) toteuttaak-15 seen taajuusolettamat. Kierretyt summat sen jälkeen lisätään koko koherenttiin integrointiaikajaksoon.
Muistutamme, että taajuus-Doppler-kierto laskettiin ainoastaan 1023 alibitille muistin ja laskennan säästämiseksi. Pidemmälle kuin 1 ms:n koherentille 20 integrointiajoille jokainen koherentti integrointisumma kerrotaan vaihesiirtymällä kiertovaiheen saamiseksi ajan suhteen jatkuvaksi. Tämän osoittamiseksi matemaattisesti 1 ms:n koherentti integrointiaika taajuus-Doppler-kiertoineen voidaan esittää seuraavasti: 25 1023 5, = Σ [/(«) + jQ(n)lp(n)e ηηΤ' , jossa Σχ = Re{Si} ja Σ0 = Im{Si} n=l jossa I (n) ja Q(n) ovat tulonäytteitä, jotka on vastaanotettu I- ja Q-kanavilla vastaavasti, c (n) 30 on kiertämätön C/A-koodi, wd on taajuus-Doppler ja Tc ;** on alibitin kesto (.9775 μ3) . 2 ms:n koherentti integ- rointisumma voidaan esittää seuraavasti: S(2ms)= Σ [/(«) + jQ(ri)^p(ή)e~i*''nT,
n=I
35 111664 19 1023 r T 1023 = Σ [/(«) + jQ(n)}:(n)e~Jw^T' + e~JW'l(W2Wc Σ [/(n+ 1023) + jQ(n + 1023}:(η)β~Μ 71=1 71 = 1 = 5,+ e~jWdll023)T'S2 5 Tässä Si on ensimmäinen 1 ms:n integrointisum- ma ja S2 on toinen 1 ms: n integrointi summa, jotka on laskettu käyttäen samoja kierrettyjä C/A-arvoja, joita käytettiin Si:n laskemiseen. Termi e-1wd<1023)Tc on vaihe_ siirtymä, joka kompensoi samojen kierrettyjen arvojen 10 käytön. Vastaavasti 3 ms:n koherentti integrointisumma voidaan esittää seuraavasti 5(3m$) = 5, + e~M023Wt S2 + e~M7mT' S3 15 Niinpä integrointiajan kasvattamiseksi käyt täen samaa 1023-elementtistä kierrettyä C/A-sekvenssiä (n+1) 1 ms:n integrointisumma on kerrottava arvolla e-jwdn(ims) ennen sen lisäämistä kokonaissummaan. Johtuen tästä yhden millisekunnin integrointisummien kierrosta 20 voimme yhdistää tämän toiminnan taajuushakuun kahden kiertämisen välttämiseksi. Tällöin, koska 25 voimme kertoa (n+1):nnen 1 ms:n integroin- tisumman arvolla ed (wd+wh)n(ims) taajuusolettamien hakemiseksi ja taajuus-Dopplerin huomioimiseksi vaiheoffsetiin.
Huomaa, että taajuushakua voidaan pienentää 30 yhden satelliitin keräämisen jälkeen, koska taa-: juusepävarmuus ei riipu satelliitista. Paljon hienompi taajuushaku voidaan toteuttaa, jos pidempää koherent-tia integrointiaikaa toivotaan.
Keksinnön esimerkkisovelluksessa hienohaku 35 toteutetaan samalla tavalla kuin karkeahaku kahdella erolla. Ensiksikin integrointiaikajaksot aina lisätään 111664 20 koherentisti ei-koherentin neliöinnin ja lisäämisen sijaan. Toiseksi kiertoa taajuusepävarmuuden poistamiseksi (joka pitäisi olla tiedossa karkean haun jälkeen) yhdistetään taajuus-Doppler-vaihesiirtymään ja 5 sitä käytetään 1 ms:n koherentin integrointiaikajakso-jen kiertämiseen ennen niiden laskemista yhteen.
Keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa ko-herenttia integrointi-ikkunaa alibittix2:n datalla integroidaan integrointiajoilla, jotka ovat pidempiä 10 kuin 18 ms. Tämä sovellus on käyttökelpoinen, kun ylimääräistä muistia on käytettävissä. Pidemmille kuin 18 ms:n koherenteille integroinneille 50 Hz:n datarajat käsitellään samalla tavalla kuin lyhyemmiHäkin integrointi j aksoilla . Tukiasema osoittaa, missä rajat ovat 15 kullekin satelliitille ja DSP päättää, lisääkö vai vähentääkö 20 1 ms:n koherentin integrointiaikajakson summaa sen juoksevaan summaan tai juoksevasta summasta .
Kuitenkin, koska taajuusepävarmuuden tulo ja 20 integrointiaikavakio vaikuttaa Ec/Nt häviöön, taa-juusepävarmuutta on vähennettävä erittäin pieniin tasoihin pitkillä koherenteilla integrointiaikajaksoilla. Koska 20 ms:n integrointi 2 0 Hz:n taajuusepävar-muudella johtaa 2.42 dB:n häviöön Ec/Nt:ssä, saman hä-25 viön ylläpitäminen 400 ms:n aikajaksolla edellyttää, että taajuusepävarmuus vähennetään 1 Hz: iin. Tämän ongelman korjaamiseksi taajuusepävarmuutta vähennetään 1 Hz:iin hierarkkisesti. Esimerkiksi ensimmäinen taa-juushaku vähentää epävarmuutta 100 Hz:stä 20 Hz:iin, 30 toinen haku vähentää epävarmuutta 4 Hz:iin ja kolmas haku vähentää epävarmuutta 1 Hz-.iin. Taajuushaku myös -· kompensoi virheet taajuus-Dopplerissa, joka tulee tu kiasemalta .
Lisäksi pidempien integrointien suorittami-35 seksi vain satelliitteja, joilla on samanlainen Doppler, haetaan samalla datalla pidemmille integroin-tiajoille, koska koodi-Doppler on erilainen kullekin 111664 21 satelliitille. DSP laskee, kuinka kauan kestää jakaa 1/16 alibitistä ja kallistaa desimaattoria kerätessään koherenttia integrointidataikkunaa. Lisäksi useita da-taikkunoita otetaan mukaan tässä sovelluksessa.
5 Näin ollen menetelmä ja laite paikannuksen toteuttamiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä on kuvattu. Edellä oleva edullisten sovellusten kuvaus on annettu, jotta ammattimies voisi valmistaa tai käyttää edellä olevaa keksintöä. Näiden sovellus-10 ten eri modifikaatiot ovat ammattimiehelle ilmeisiä ja tässä esitettyjä yleisiä periaatteita voidaan soveltaa muihin sovelluksiin keksimättä mitään uutta. Näin ollen keksintöä ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi tässä esitettyihin sovelluksiin vaan tässä esitettyjen peri-15 aatteiden ja uusien ominaisuuksien laajimpaan piiriin.
* <
Claims (8)
1. Menetelmä paikannuksen suorittamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: 5 (a) vastaanotetaan signaalinäytteitä; (b) generoidaan karkea keräyssekvenssi; (c) kierretään karkeaa keräyssekvenssiä kierretyn karkean keräys sekvenssin saamiseksi ,- (d) yhdistetään kierretty karkea keräyssekvenssi 10 digitaalisiin signaalinäytteisiin aikaoffseteillä korreloidun lähtödatan saamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kerätään korreloitua lähtö-dataa .
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe (d) käsittää edelleen seuraavat vaiheet: toteutetaan koherentti integraatio; toteutetaan ei-koherentti integraatio.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkeaa hakua on järjestetty seuraamaan hieno haku.
5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koherentti integraatio to- 25 teutetaan ensimmäisen keston yli ja ei-koherentti in- • · tegraatio toteutetaan toisen keston yli.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen kesto on suunnilleen yksi millisekunti.
7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ei-koherentti integraatio * ’* toteutetaan tuloksille, jotka saadaan koherentista in tegraatiosta .
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että tallennetaan kierretty karkea keräyssekvenssi. 111664
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15007498 | 1998-09-09 | ||
| US09/150,074 US6324227B1 (en) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | Receiver for performing position location with efficient rotator |
| US9920280 | 1999-09-03 | ||
| PCT/US1999/020280 WO2000014567A1 (en) | 1998-09-09 | 1999-09-03 | Receiver for performing position location with efficient rotator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20010417L FI20010417L (fi) | 2001-03-02 |
| FI111664B true FI111664B (fi) | 2003-08-29 |
Family
ID=22533022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20010417A FI111664B (fi) | 1998-09-09 | 2001-03-02 | Vastaanotin paikannuksen toteuttamiseksi tehokkaalla rotaattorilla |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6324227B1 (fi) |
| EP (1) | EP1112510B1 (fi) |
| JP (1) | JP4489955B2 (fi) |
| KR (1) | KR100742145B1 (fi) |
| CN (1) | CN1319190A (fi) |
| AT (1) | ATE274706T1 (fi) |
| AU (1) | AU759886B2 (fi) |
| BR (1) | BR9913548A (fi) |
| CA (1) | CA2341853C (fi) |
| DE (1) | DE69919729T2 (fi) |
| DK (1) | DK1112510T3 (fi) |
| ES (1) | ES2230888T3 (fi) |
| FI (1) | FI111664B (fi) |
| HK (1) | HK1038402A1 (fi) |
| ID (1) | ID29846A (fi) |
| IL (1) | IL141788A0 (fi) |
| MX (1) | MXPA01002491A (fi) |
| PT (1) | PT1112510E (fi) |
| WO (1) | WO2000014567A1 (fi) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6549564B1 (en) * | 1999-04-08 | 2003-04-15 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Random access in a mobile telecommunications system |
| US6704348B2 (en) * | 2001-05-18 | 2004-03-09 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for computing signal correlation at multiple resolutions |
| US6301545B1 (en) * | 1999-04-30 | 2001-10-09 | Sirf Technology, Inc. | Global positioning system tag system |
| KR100416990B1 (ko) * | 2000-11-03 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | 네트워크 에이디드 글로벌 포지셔닝 시스템 수신기의수신성능 향상 방법 |
| US6714526B2 (en) * | 2000-12-15 | 2004-03-30 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for code assignment in a spread spectrum wireless communication system |
| US7190712B2 (en) | 2001-05-18 | 2007-03-13 | Global Locate, Inc | Method and apparatus for performing signal correlation |
| US6819707B2 (en) * | 2001-05-18 | 2004-11-16 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for performing signal correlation using historical correlation data |
| US7769076B2 (en) | 2001-05-18 | 2010-08-03 | Broadcom Corporation | Method and apparatus for performing frequency synchronization |
| US7567636B2 (en) * | 2001-05-18 | 2009-07-28 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for performing signal correlation using historical correlation data |
| US7995682B2 (en) | 2001-05-18 | 2011-08-09 | Broadcom Corporation | Method and apparatus for performing signal processing using historical correlation data |
| US7006556B2 (en) * | 2001-05-18 | 2006-02-28 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for performing signal correlation at multiple resolutions to mitigate multipath interference |
| US6891880B2 (en) * | 2001-05-18 | 2005-05-10 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for performing signal correlation |
| US7027534B2 (en) * | 2001-06-22 | 2006-04-11 | Sirf Technology, Inc. | Extracting fine-tuned estimates from correlation functions evaluated at a limited number of values |
| US7075948B2 (en) * | 2002-05-22 | 2006-07-11 | Stmicroelectronics, Inc. | Frequency offset estimator |
| US7002514B2 (en) * | 2003-01-17 | 2006-02-21 | Sirf Technology, Inc. | Using multiple detection algorithms in positioning signal processing |
| US7453956B2 (en) * | 2004-08-16 | 2008-11-18 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Apparatus, methods and computer program products for signal acquisition using common demodulation templates |
| US7061425B2 (en) * | 2004-11-12 | 2006-06-13 | Motorola Inc. | Frequency error tracking in satellite positioning system receivers |
| US7903719B2 (en) * | 2005-12-21 | 2011-03-08 | Qualcomm Incorporated | Optimal use of resources for signal processors |
| US7633995B1 (en) | 2006-02-10 | 2009-12-15 | L-3 Communications, Corp. | System and method for receiving spread spectrum encoded bursts using a common spreading code |
| US7634033B1 (en) | 2006-02-10 | 2009-12-15 | L-3 Communications, Corp. | Spread spectrum detection system and method |
| US7664164B1 (en) | 2006-02-10 | 2010-02-16 | L-3 Communications, Corp. | Correlation apparatus and method for accomodating spreading code frequency offset |
| KR20070095583A (ko) * | 2006-03-21 | 2007-10-01 | 삼성전자주식회사 | 이동통신 시스템에서 메시지 전송 장치 및 방법 |
| RU2504790C1 (ru) * | 2012-05-24 | 2014-01-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Способ и устройство поиска и обнаружения сигналов |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5117232A (en) | 1990-06-04 | 1992-05-26 | Raytheon Company | Global system positioning receiver |
| AU643272B2 (en) * | 1990-06-04 | 1993-11-11 | Raytheon Company | Global positioning system receiver |
| US5101416A (en) * | 1990-11-28 | 1992-03-31 | Novatel Comunications Ltd. | Multi-channel digital receiver for global positioning system |
| US5390207A (en) | 1990-11-28 | 1995-02-14 | Novatel Communications Ltd. | Pseudorandom noise ranging receiver which compensates for multipath distortion by dynamically adjusting the time delay spacing between early and late correlators |
| US5225842A (en) * | 1991-05-09 | 1993-07-06 | Navsys Corporation | Vehicle tracking system employing global positioning system (gps) satellites |
| US5420592A (en) | 1993-04-05 | 1995-05-30 | Radix Technologies, Inc. | Separated GPS sensor and processing system for remote GPS sensing and centralized ground station processing for remote mobile position and velocity determinations |
| US6133871A (en) | 1995-10-09 | 2000-10-17 | Snaptrack, Inc. | GPS receiver having power management |
| US5897605A (en) * | 1996-03-15 | 1999-04-27 | Sirf Technology, Inc. | Spread spectrum receiver with fast signal reacquisition |
| US6041280A (en) * | 1996-03-15 | 2000-03-21 | Sirf Technology, Inc. | GPS car navigation system |
| US5901171A (en) * | 1996-03-15 | 1999-05-04 | Sirf Technology, Inc. | Triple multiplexing spread spectrum receiver |
| US6067045A (en) * | 1998-09-01 | 2000-05-23 | Hughes Electronics Corporation | Communication network initialization apparatus and method for fast GPS-based positioning |
| US6181911B1 (en) * | 1998-09-09 | 2001-01-30 | Qualcomm Incorporated | Simplified receiver with rotator for performing position location |
| US6127970A (en) * | 1998-09-25 | 2000-10-03 | Lin; Ching-Fang | Coupled real time emulation method for positioning and location system |
-
1998
- 1998-09-09 US US09/150,074 patent/US6324227B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-09-03 CN CN99810724A patent/CN1319190A/zh active Pending
- 1999-09-03 AT AT99945487T patent/ATE274706T1/de active
- 1999-09-03 PT PT99945487T patent/PT1112510E/pt unknown
- 1999-09-03 AU AU58078/99A patent/AU759886B2/en not_active Ceased
- 1999-09-03 ES ES99945487T patent/ES2230888T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-03 EP EP99945487A patent/EP1112510B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-03 IL IL14178899A patent/IL141788A0/xx unknown
- 1999-09-03 WO PCT/US1999/020280 patent/WO2000014567A1/en active IP Right Grant
- 1999-09-03 MX MXPA01002491A patent/MXPA01002491A/es not_active IP Right Cessation
- 1999-09-03 ID IDW20010804A patent/ID29846A/id unknown
- 1999-09-03 JP JP2000569257A patent/JP4489955B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-03 DK DK99945487T patent/DK1112510T3/da active
- 1999-09-03 BR BR9913548-5A patent/BR9913548A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-09-03 KR KR1020017002952A patent/KR100742145B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-03 CA CA002341853A patent/CA2341853C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-03 DE DE69919729T patent/DE69919729T2/de not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-03-02 FI FI20010417A patent/FI111664B/fi not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-01-04 HK HK02100054.1A patent/HK1038402A1/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4489955B2 (ja) | 2010-06-23 |
| ID29846A (id) | 2001-10-18 |
| DE69919729T2 (de) | 2005-09-29 |
| CA2341853A1 (en) | 2000-03-16 |
| MXPA01002491A (es) | 2002-04-10 |
| HK1038402A1 (zh) | 2002-03-15 |
| KR100742145B1 (ko) | 2007-07-24 |
| BR9913548A (pt) | 2001-10-09 |
| AU5807899A (en) | 2000-03-27 |
| EP1112510B1 (en) | 2004-08-25 |
| KR20010074991A (ko) | 2001-08-09 |
| PT1112510E (pt) | 2005-01-31 |
| US6324227B1 (en) | 2001-11-27 |
| AU759886B2 (en) | 2003-05-01 |
| EP1112510A1 (en) | 2001-07-04 |
| JP2002524747A (ja) | 2002-08-06 |
| IL141788A0 (en) | 2002-03-10 |
| DE69919729D1 (de) | 2004-09-30 |
| DK1112510T3 (da) | 2004-12-06 |
| FI20010417L (fi) | 2001-03-02 |
| CA2341853C (en) | 2005-08-02 |
| ES2230888T3 (es) | 2005-05-01 |
| ATE274706T1 (de) | 2004-09-15 |
| CN1319190A (zh) | 2001-10-24 |
| WO2000014567A1 (en) | 2000-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI114578B (fi) | Yksinkertaistettu vastaanotin, joka on varustettu rotaattorilla, paikannusta varten | |
| FI111664B (fi) | Vastaanotin paikannuksen toteuttamiseksi tehokkaalla rotaattorilla | |
| FI114742B (fi) | Paikannus pienitoleranssisella oskillaattorilla | |
| FI114579B (fi) | Puhelun ylläpito paikannuksen aikana | |
| FI115168B (fi) | Datarajasta tietoisen tukiaseman käyttäminen apuna paikannusmenetelmässä | |
| KR100843519B1 (ko) | 저공차 발진기를 사용하여 위치측정 및 위치지정을수행하기 위한 방법 | |
| FI111665B (fi) | Luotettava paikannus muistirajoitetussa ympäristössä | |
| MXPA01002495A (es) | Localizacion de posicion con alta resolucion. | |
| MXPA01002488A (en) | Call maintenance during position location |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |