WO2010066729A1 - Method and device for correlating signals - Google Patents
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- WO2010066729A1 WO2010066729A1 PCT/EP2009/066625 EP2009066625W WO2010066729A1 WO 2010066729 A1 WO2010066729 A1 WO 2010066729A1 EP 2009066625 W EP2009066625 W EP 2009066625W WO 2010066729 A1 WO2010066729 A1 WO 2010066729A1
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- G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
Definitions
- the invention relates to a method for correlating signals, a correlator unit, a signal processing unit and a receiver.
- FIG. 1 shows a sensor-based receiver according to the prior art
- FIG. 2A shows the code phase Doppler shift relationship in FIG.
- FIG. 2B shows the code phase Doppler shift relationship in the unmatched case
- FIG. 3A and 3B are methods for correlating signals according to embodiments of the invention
- FIG. 4 a method for correlating signals according to an embodiment of the invention
- FIG. 5 shows another method for correlating signals according to an embodiment of the invention.
- FIG. 6 an embodiment of the invention.
- GNSS receivers with high sensitivity in English "High Sensitivity GNSS" and support of a GNSS receiver by local sensors (such as inertial navigation systems INS (Inertial Navigation System)).
- INS Inertial Navigation System
- the technique used in high-sensitivity GNSS receivers focuses on acquisition and tracking in poor signal-to-noise ratios based on the duration of the coherent correlation between the received signal and the reference signal ⁇ Hereinafter referred to as "coherent integration").
- Integration in connection with the correlation is understood in this description to be the mathematical integration that is carried out using the means of signal processing known to the person skilled in the art, in particular digital signal processing. This means in particular that the integration is effected by an addition or summation.
- Such a comparison may be digital, for example by multiplication and addition of sampled values of the
- Signal can be achieved with a stored signal within a predefined time interval.
- the result obtained in this predefined time interval becomes directly for the following Processing stages used. That is, it is not cached and associated with a subsequent correlation of the next time interval by eg addition.
- the correlation can be made both in the time domain by methods using e.g. so-called matched filter or matched filter or a large number of correlators as well as in the frequency domain, for example by FFT (Fast Fourier
- a GNSS receiver receives information for calculating the satellite orbits via a data connection (eg via GSM (Global System for Mobile Communications), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), WLAN (Wireless Local Area Network), etc.)
- a data connection eg via GSM (Global System for Mobile Communications), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), WLAN (Wireless Local Area Network), etc.
- coarse position data with an accuracy of, for example, 1 km
- time are transmitted as well, which allows the receiver to restrict the search space during signal acquisition.
- the duration of the coherent integration ie the time interval over which is integrated, must be selected as high as possible.
- the coherent integration time is limited by the data rate, as a Data bit change interrupts the coherence.
- the data modulation can reversibly be reversed and a data bit-free signal is obtained, eg the data bits are transmitted in real time to the receiver.
- the data bits can thus be applied to increase the duration of the coherent integration.
- the second method relevant to this invention is to support GNSS signal tracking by external sensors that measure the motion dynamics of the receiver.
- external sensors that measure the motion dynamics of the receiver.
- the dynamics are measured by external sensors and used to control the frequencies of the Numerically Controlled Oscillators (NCOs).
- the method of loop support is outlined in FIG.
- the received signal (102) is converted to baseband with the frequency compensation (106).
- the signal is multiplied by the sine or cosine of the frequency of the frequency change determined by the PLL / FLL filter.
- the reference signal (128) is typically generated in 3 executions: early, punctual and late.
- discriminators PLL / FW ⁇ DU (110,118) are formed, which estimate the phase deviation of the carrier phase (PLL) / carrier frequency (FLL) or the code phase (DLL).
- the result is filtered (F PLL / FLL (s) (112) and F DLL (s) (120)) and scaled (L PLL (114) and L DLL (122)).
- the output from the external sensors (eg INS) (130) is additionally used to determine the valid frequency offset for the next integration interval. It is important that the frequency offset during the integration remains constant.
- FIG. Fig. 2A shows the search space (s) for the acquisition.
- the vertical axis (202) indicates the scheduled frequency shift and the horizontal axis (204) indicates the code phase.
- an integral over the code phase is calculated for a given frequency shift. This can be realized either in the time domain (eg by massive parallel processing) or in the frequency domain.
- the required accuracy of the frequency shift during integration is inversely proportional to the coherent integration time. This means that the longer the integration time, the more accurate the frequency shift must be known.
- the object of the invention is to compensate the acceleration and higher-order dynamic terms on the line-of-sight during coherent integration. This applies both during acquisition and during signal tracking.
- the object is achieved by a method according to claim 1.
- the object is further achieved by a correlator unit according to claim 15, by a signal processing unit according to claim 19 and by a receiver according to claim 25.
- the receiver receives from a sensor acceleration and higher order dynamic terms (BDTHO) projected onto the line of sight of a transmitter.
- BDTHO sensor acceleration and higher order dynamic terms
- This sensor measures accelerations and rotation rates or makes them available in other ways.
- These data are either related to a ground-based and earth-centered coordinate system or to a local coordinate system of the sensor.
- the receiver transforms the BDTHO by means of the position, if necessary, into the earth-fixed and earth-centered coordinate system in which the receiver operates.
- the result is projected onto the connecting line between satellite and receiver.
- This information consists, for example, of frequency information already determined by the receiver, such as storage of transmitter movements, clock behavior, estimates from a control loop or from stored information.
- a first signal (302) for example, which has transmitted a satellite and which is received by a receiver in which the method is applied, is multiplied by a second signal (304) in (306).
- the first signal may e.g. a signal with a high frequency, carrier frequency or a down-mixed in antecedents of the receiver to an intermediate frequency signal.
- the first signal (302) is a sampled digital signal.
- the second signal (304) is, for example, a signal generated by the receiver itself, which the receiver has generated by means of further information.
- the receiver does not yet have accurate information about the first signal (302) or not yet has recognized, he must "acquire" the signal, ie the receiver is made of eg a memory data, such as frequency information and
- Synchronization information fetch and try to use this information to recognize the signal.
- CDMA Code Division Mulitple Access
- two signals are compared for similarity, or better, equality.
- the correlation will be successful if the frequencies, the CDMA sequence and the CDMA bit rate (often called chip rate) are nearly identical.
- Unsuccessful acquisition as well as signal loss in signal tracing can be e.g. occur when the line of sight from the transmitter to the receiver is e.g. acceleration, high dynamics, resulting in high Doppler values or when the time interval beyond that is integrated in the correlation due to high demands on the sensitivity of the receiver must be set high.
- a method for correlating signals in which a first signal (302) has a first frequency, a second signal (304) has a second frequency, a third signal (310) is a predefined signal, and wherein the first signal
- Signal (310) is correlated during a time interval or, as shown in FIG. 3B shown, the third
- Signal (310) is multiplied by the second signal (304) and the multiplied signal (350) is correlated with the first signal during a time interval (308).
- the second frequency is changed during the time interval.
- the correlation is applied to the acquisition of the first signal (302).
- the synchronism between the chips of the baseband signal and the third signal (code) (310) is also lost. Again, it is important that a change in the chip rate offset caused, for example, by movement of the receiver, be considered during an integration interval.
- the signal (302, 310) may be a binary code. It can also be a complex code.
- the coherent integration (correlation) can also be approximated by smaller integration intervals where the frequency remains constant. The smaller intervals are then added coherently taking into account an additional phase shift. Frequency corrections (Doppler on the carrier phase and the code) are reapplied for each interval.
- the predefined third signal (310) which consists of a code having a code rate, is changed during the temporal interval.
- a possible frequency is first tried out in the acquisition case by multiplying the second signal (304) by the first frequency (306, 350) to obtain a baseband signal, which is then combined with the third signal (310 ), ie the code is correlated (306,350). If this does not succeed, another frequency for the second signal (304) is tried out according to a specific scheme or algorithm.
- the code may be shifted to baseband, ie not synchronized, it will also be determined here Algorithms or presets of the code generated by the receiver shifted to achieve synchronization.
- the pure code shift (synchronization of the code with the baseband signal at the start time of integration), however, is secondary to the invention.
- the correlation is used to track the first signal. Namely, if the receiver has already recognized the signal, its task is to continue to follow the signal. He can accomplish this by constantly using correlation, i. For example, integration over a predetermined time interval that "measures" current frequency and tracks deviations from its self-generated signal (e.g., the "second" signal). Correlation for signal tracking has similar problems to signal acquisition. If integrated over a long period of time, the negative half-wave of the beat comes from the multiplication of the received first signal with the self-generated second signal (304) and the synchronicity of the codes of the baseband signal (306) and the self-generated code (310). This can result in the receiver, if it is experiencing a movement, e.g. an acceleration, rotation or shock, experiences the signal loses.
- a movement e.g. an acceleration, rotation or shock
- the same measures can be taken in the signal tracking as in the Signalakqusition, as already described above.
- the changes in the second frequency and / or the code rate become information a control loop feedback and independent of the control loop information determined.
- 5 which shows the case of the signal trace, it is clear that information from the unit 336, which is part of the control loop 304, 306, 308, 330 and 336, and information independent from the control loop from the branch 322, 324, 328 in 312 and the merged information in 304 results in a change of the second frequency.
- the change in the second frequency and / or the code rate is determined from a value predefined for a correlation interval and from information that is independent of this predefined value.
- FIG. 4 shows the case of signal acquisition, in which instead of a control loop an independent information source 402 can be seen, e.g. Has access to stored frequency values, or the frequency values e.g. is generated according to a predetermined scheme or by means of an algorithm, or to the frequency values e.g. can be sent by command.
- an independent information source 402 e.g. Has access to stored frequency values, or the frequency values e.g. is generated according to a predetermined scheme or by means of an algorithm, or to the frequency values e.g. can be sent by command.
- one or more sensors (322) provide data for the change of the second frequency.
- This one or more sensors (322) are motion sensors according to another embodiment.
- Motion sensors are understood to mean sensors, the uniform or accelerated movements, higher-order movements, the direction of movement etc., ie they can measure and transmit this information via an analogue or digital interface. Such sensors are for example able to detect case, tilt angle, movement, position, vibration and vibration.
- Motion sensors are derived or based on it, such. Pedometer.
- the independent information is obtained from preprocessing the raw sensor data. That is, the data provided by the sensor (322) or the sensors are so-called raw data which provide motion data, but which is e.g. still have no relation to the line of sight receiver satellite.
- these data must first be set in relation to a defined global coordinate system, e.g. an ECEF (Earth Centered Earth Fixed) coordinate system, or by means of the geometry of the transmitting station, e.g. Satellite, and the receiver can be converted, scaled and / or rotated in such a way that a Doppler shift, Doppler acceleration or other values can be calculated, which can have an influence on the received frequency.
- ECEF Earth Centered Earth Fixed
- a stored motion scenario provides data for the change of the second frequency. This can be done eg within a simulation or be a planned movement scenario. It would also be conceivable, the motion information directly from motion control, for example, a moving Object to which the receiver is attached to receive. In this way, instead of measuring the movement, the information could be obtained directly from the control of the movement, such as a drive control, motor control, etc. A corresponding algorithm could also take into account the mass and other properties of the object to be moved.
- the correlation is performed by hardware correlators. That is, the correlation is expressed in e.g. Correlators that are hardwired, such as electronic components specifically designed for such operators, or components created therefor, such as ASICs.
- the correlation takes place via a Fourier transformation. That is, the correlation can be performed via mathematical transformations that are mathematically equivalent to a correlation, e.g. a Fourier transform of the signals, followed by convolution and inverse transformation.
- the function of the frequency change of the second signal over the integration interval must be known. However, since this function is known at the earliest at the end of an integration limit, the first signal must be buffered and can be applied at the earliest to the next integration interval. The function of the frequency change, once known, may then be applied directly to the received first signal (302) and to the code (310).
- the frequency change from the data of the one sensor (322) or the plurality of sensors is determined by projecting the acceleration and higher order dynamic terms onto the line of sight and converting them into first and higher order Doppler values after projection.
- the first signal (302) is a sampled signal. That the processing of the signals takes place digitally.
- Correlator unit having means for performing correlation during an integration interval, wherein a first signal (302) has a first frequency, a second signal (304) has a second frequency, and a third signal (310) is a predefined signal, and wherein the correlation is performed between the third signal (310) and a signal (306) resulting from a multiplication of the first signal with the second signal, or the first signal (302) and one resulting from a multiplication of the third signal (310) second signal (304) resulting signal (350).
- the second signal (304) is changed during the integration interval, and the correlator unit uses the multiplication-resultant signal (306, 350) for the integration.
- the baseband signal Since the baseband signal is obtained from a multiplication of two signals which do not have exactly the same frequency, this baseband signal remains still the difference frequency. Such a difference frequency is also often referred to as beating.
- the acquisition search is performed for different frequency steps resulting from the integration time.
- the predefined third signal (310) consists of a code having a code rate which is changed during the temporal integration interval.
- Correlator unit uses the third integration signal (310) changing during the integration interval.
- the correlator unit has hardware correlators.
- the correlator unit has means for performing the correlation via a Fourier transformation or via an optimal filter. As described above, it is advantageous for the Fourier transformation if the frequency change function is known over the integration interval and the correlation unit receives this function for processing.
- a signal processing unit for processing signals, wherein a first signal (302) has a first frequency, a second signal (304) has a second frequency, a third signal (310) is a predefined signal.
- the signal processing unit has a frequency multiplying unit (306 or 350) for multiplying the first (302) and third signals, respectively
- the frequency changing unit has means for changing the second frequency during a time interval
- the frequency multiplying unit has means for multiplying the first and third frequencies by the second frequency changed during the time interval and relaying them to the correlator.
- the third signal is a code having a code rate
- the signal processing unit additionally has one
- Frequency change unit for changing the code rate of the third signal (310).
- Frequency change determination unit that determines the magnitude and direction of the change in frequency by values of acceleration and higher-order dynamic terms.
- the signal processing unit has a sensor data interface on, the movement data to the
- Frequency change determination unit sends.
- the movement data may contain motion information of a higher order.
- Signal processing unit used to track the first signal (302).
- a receiver which has a
- Such a receiver is e.g. a navigation receiver, e.g. a GPS (Global Positioning System) or a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver. However, it may also be a receiver for other navigation systems or, in general, a receiver that can receive CDMA (Code Division Multiple Access) signals.
- a navigation receiver e.g. a GPS (Global Positioning System) or a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver.
- GPS Global Positioning System
- GNSS Global Navigation Satellite System
- CDMA Code Division Multiple Access
- the receiver has a motion data receiver which sends motion data to the sensor data interface.
- Sensor data interface may be an internal interface of the receiver, wherein the sensor is then located within the receiver or an external interface, so that the receiver receives data from a external sensor can receive.
- Such an external interface may be wired or wireless.
- the PLL Discriminator (330) is a traditional noncoherent Costas discriminator.
- the loop filter (232) is a simple first-order filter with a bandwidth of, for example, 0.1 Hz.
- the DLL discriminator (338) is an ordinary early-end late-amplitude discriminator with a bandwidth of, for example, 0.01 Hz.
- the external sensor (322) in this example is an INS that provides acceleration values in 3 orthogonal directions.
- the position and the rotation rates are output around all 3 axes. These data refer to the local reference system of the INS sensor.
- the preprocessing (324) projects the acceleration values onto the respective connecting lines between satellite and receiver. The results are scaled to the frequency and weight (K PLL ) (326) and provided with 100 Hz to the integration process.
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Abstract
The invention relates to a method for correlating signals in a receiver. In said method a frequency change of the received signal, said change caused by the movement of the receiver, is compensated during the temporal integration interval.
Description
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM KORRELIEREN VON SIGNALEN METHOD AND DEVICE FOR CORRELATING SIGNALS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrelieren von Signalen, eine Korrelatoreinheit, eine Signalprozessierungseinheit und einen Empfänger.The invention relates to a method for correlating signals, a correlator unit, a signal processing unit and a receiver.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigenShow it
FIG. 1 einen Sensor-gestützten Empfänger gemäß dem Stand der Technik,FIG. 1 shows a sensor-based receiver according to the prior art,
FIG. 2A die Kodephase-Dopplerverschiebung-Beziehung imFIG. FIG. 2A shows the code phase Doppler shift relationship in FIG
Idealfall,Ideally,
FIG. 2B die Kodephase-Dopplerverschiebung-Beziehung im nicht angepassten Fall, FIG. 3A und 3B Verfahren zum Korrelieren von Signalen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung,FIG. 2B shows the code phase Doppler shift relationship in the unmatched case, FIG. 3A and 3B are methods for correlating signals according to embodiments of the invention,
FIG. 4 ein Verfahren zum Korrelieren von Signalen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,FIG. 4 a method for correlating signals according to an embodiment of the invention,
FIG. 5 ein weiteres Verfahren zum Korrelieren von Signalen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, undFIG. 5 shows another method for correlating signals according to an embodiment of the invention, and
FIG. 6 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.FIG. 6 an embodiment of the invention.
Die zwei Gebiete, die für die vorliegende Erfindung relevant sind, sind einerseits GNSS Empfänger mit hoher Empfindlichkeit (im Englischen „High Sensitivity GNSS") und Unterstützung eines GNSS Empfängers durch lokale Sensoren (etwa durch inertiale Navigationssysteme INS (Inertial Navigation System) ) .
Die Technik, die bei hochempfindlichen GNSS Empfängern Verwendung findet, konzentriert sich auf die Akquisition und Signalverfolgung (im Englischen „Tracking") bei schlechten Signal-zu-Rausch-Verhältnissen. Maßgeblich ist dabei die Dauer der kohärenten Korrelation zwischen dem empfangenen Signal und dem Referenzsignal {Im Folgenden „kohärente Integration" genannt) .The two areas that are relevant to the present invention are on the one hand GNSS receivers with high sensitivity (in English "High Sensitivity GNSS") and support of a GNSS receiver by local sensors (such as inertial navigation systems INS (Inertial Navigation System)). The technique used in high-sensitivity GNSS receivers focuses on acquisition and tracking in poor signal-to-noise ratios based on the duration of the coherent correlation between the received signal and the reference signal {Hereinafter referred to as "coherent integration").
Unter Korrelation wird in dieser Beschreibung dasUnder correlation in this description is the
Vergleichen eines Signals, wie z.B. eines Codes oder eines Teils eines Signals mit einem anderen Signal verstanden.Comparing a signal, such as a code or part of a signal with another signal understood.
Unter Integration im Zusammenhang mit der Korrelation wird in dieser Beschreibung die mathematische Integration verstanden, die mit den dem Fachmann bekannten Mitteln der Signalverarbeitung, insbesondere digitalen SignalVerarbeitung, durchgeführt wird. Dies bedeutet insbesondere, dass die Integration durch eine Addition bzw. Summenbildung bewirkt wird.Integration in connection with the correlation is understood in this description to be the mathematical integration that is carried out using the means of signal processing known to the person skilled in the art, in particular digital signal processing. This means in particular that the integration is effected by an addition or summation.
Unter Basisbandsignal wird in dieser Beschreibung ein Signal verstanden, das keine Trägerfrequenzanteile besitzt oder das nur noch Restanteile besitzt, die aus der Mischung zweier nicht exakt gleicher Frequenzen übrig bleiben.Under baseband signal is understood in this description, a signal that has no carrier frequency components or has only residual parts that remain from the mixture of two not exactly the same frequencies.
Ein solcher Vergleich kann digital beispielsweise durch Multiplikation und Addition abgetasteter Werte desSuch a comparison may be digital, for example by multiplication and addition of sampled values of the
Signals mit einem gespeicherten Signal innerhalb eines vordefinierten Zeitintervalls erreicht werden. Bei der kohärenten Integration wird das in diesem vordefinierten Zeitintervall erhaltene Ergebnis direkt für die folgenden
Prozessierungsstufen verwendet. D.h., es wird nicht zwischengespeichert und mit einer nachfolgenden Korrelation des nächsten Zeitintervalls durch z.B. Addition verbunden.Signal can be achieved with a stored signal within a predefined time interval. In the case of coherent integration, the result obtained in this predefined time interval becomes directly for the following Processing stages used. That is, it is not cached and associated with a subsequent correlation of the next time interval by eg addition.
Die Korrelation kann sowohl im Zeitbereich durch Methoden unter Verwendung von z.B. sogenannter angepasster Filter oder Optimalfilter (im Englischen „Matched Filter") oder einer großen Anzahl an Korrelatoren als auch im Frequenzbereich, z.B. durch FFT (Fast FourierThe correlation can be made both in the time domain by methods using e.g. so-called matched filter or matched filter or a large number of correlators as well as in the frequency domain, for example by FFT (Fast Fourier
Transformation) -Methoden implementiert werden. Diese Methoden machen es möglich, in kurzer Zeit das Signal unter schlechten Signalbedingungen zu akquirieren. Typischerweise ist es dabei unmöglich, die auf dem Signal modulierten Daten zu empfangen.Transformation) methods are implemented. These methods make it possible to acquire the signal under bad signal conditions in a short time. Typically, it is impossible to receive the data modulated on the signal.
Abhilfe schafft hier das sogenannte Assistenzverfahren {im Englischen „Assisted GNSS (Global Navigation Satellite System)") . Dabei erhält ein GNSS-Empfänger Informationen zur Berechnung der Satellitenbahnen über eine Datenverbindung (z.B. über GSM (Global System for Mobile Communications), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) , WLAN (Wireless Local Area Network) usw. ) . Möglicherweise werden auch grobe Positionsdaten (mit einer Genauigkeit von z.B. im Bereich 1 km) und Uhrzeit mit übertragen. Anhand dieser Informationen kann der Empfänger den Suchraum bei der Signalakquisition einschränken.This is remedied by the so-called Assisted GNSS (Global Navigation Satellite System).) In this case, a GNSS receiver receives information for calculating the satellite orbits via a data connection (eg via GSM (Global System for Mobile Communications), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), WLAN (Wireless Local Area Network), etc.) It is also possible that coarse position data (with an accuracy of, for example, 1 km) and time are transmitted as well, which allows the receiver to restrict the search space during signal acquisition.
Um eine möglichst hohe Empfindlichkeit zu erreichen, muss die Dauer der kohärenten Integration, d.h. das Zeitintervall, über das integriert wird, so hoch wie möglich gewählt werden. Im Regelfall wird die kohärente Integrationszeit durch die Datenrate begrenzt, da ein
Datenbitwechsel die Kohärenz unterbricht. Es existieren Ansätze um diese Problematik zu beheben. Da man bei Kenntnis der Datenbits anschaulich gesprochen die Datenmodulation wieder rückgängig machen kann und man ein Datenbit-freies Signal erhält, werden z.B. die Datenbits in Echtzeit an den Empfänger übertragen. Die Datenbits können somit angewendet werden, um die Dauer der kohärenten Integration zu erhöhen.In order to achieve the highest possible sensitivity, the duration of the coherent integration, ie the time interval over which is integrated, must be selected as high as possible. As a rule, the coherent integration time is limited by the data rate, as a Data bit change interrupts the coherence. There are approaches to solve this problem. Since, with the knowledge of the data bits, the data modulation can reversibly be reversed and a data bit-free signal is obtained, eg the data bits are transmitted in real time to the receiver. The data bits can thus be applied to increase the duration of the coherent integration.
Das zweite für diese Erfindung relevante Verfahren ist die Stützung der GNSS-Signalverfolgung durch externe Sensoren, die die Bewegungsdynamik des Empfängers messen. Heute gängige Methoden realisieren dies entweder auf Positionsebene, auf der Ebene der sogenannten Rohdaten oder sogar auf Loop-Ebene: Die Dynamik wird von externen Sensoren gemessen und genutzt, um die Frequenzen der numerisch gesteuerten Oszillatoren (Numerically Controlled Oscillators; NCOs) zu regeln.The second method relevant to this invention is to support GNSS signal tracking by external sensors that measure the motion dynamics of the receiver. Nowadays common methods realize this either at the position level, at the level of the so-called raw data or even at the loop level: The dynamics are measured by external sensors and used to control the frequencies of the Numerically Controlled Oscillators (NCOs).
Das Verfahren der Loop-Unterstützung ist in Fig. 1 skizziert.The method of loop support is outlined in FIG.
Das empfangene Signal (102) wird mit der Frequenzkompensation (106) ins Basisband konvertiert.The received signal (102) is converted to baseband with the frequency compensation (106).
Dabei wird das Signal mit dem Sinus bzw. Cosinus der Frequenz der vom PLL/FLL Filter bestimmten Frequenzveränderung multipliziert .The signal is multiplied by the sine or cosine of the frequency of the frequency change determined by the PLL / FLL filter.
Anschließend wird das Ergebnis aus derSubsequently, the result from the
Frequenzkompensation (106) mit dem lokal generierten Referenzsignal multipliziert und kohärent integriert (108) . Das Referenzsignal (128) wird typischerweise in 3 Ausführungen generiert: früh, pünktlich und spät. Das
Ergebnis der Integration (108) mit dem pünktlichen SignalFrequency compensation (106) multiplied by the locally generated reference signal and coherently integrated (108). The reference signal (128) is typically generated in 3 executions: early, punctual and late. The Result of integration (108) with the punctual signal
(Ip>Qp) wird an das PLL/FLL Signalverfolgungssystem weitergeleitet (110,112,114,104,106,108) . Die restlichen(Ip> Qp) is forwarded to the PLL / FLL signal tracking system (110,112,114,104,106,108). The remaining
Signale (Λr>Se>Λ>ß/ ) werden an das DLL Signalverfolgungssystem weitergeleitetSignals (Λr> S e >Λ> ß /) are forwarded to the DLL signal tracking system
(118,120,122,126,128,108). Für beide Systeme werden sogenannte Diskriminatoren ^PLL/FW^DU (110,118) gebildet, die die Phasenablage der Trägerphase (PLL) /Trägerfrequenz (FLL) bzw. der Kode-Phase (DLL) schätzen. Das Ergebnis wird gefiltert (FPLL/FLL (s) (112) und FDLL(s) (120)) und skaliert (LPLL (114) und LDLL (122)) . Die Ausgabe von den externen Sensoren (etwa INS) (130) wird zusätzlich herangezogen um die für das nächste Integrationsintervall gültige Frequenzablage zu ermitteln. Wichtig ist hierbei, dass die Frequenzablage während der Integration konstant bleibt.(118,120,122,126,128,108). For both systems so-called discriminators PLL / FW ^ DU (110,118) are formed, which estimate the phase deviation of the carrier phase (PLL) / carrier frequency (FLL) or the code phase (DLL). The result is filtered (F PLL / FLL (s) (112) and F DLL (s) (120)) and scaled (L PLL (114) and L DLL (122)). The output from the external sensors (eg INS) (130) is additionally used to determine the valid frequency offset for the next integration interval. It is important that the frequency offset during the integration remains constant.
Die Empfindlichkeit eines Empfängers wird im wesentlichen durch die Dauer der kohärenten Integration bestimmt. Die maximal einstellbare kohärente Integrationszeit ist wiederum nach oben limitiert u.A. durch die dynamische Bewegung des Empfängers. In FIG. 2A und 2B ist die Problematik skizziert. FIG. 2A zeigt den Suchraum bzw. die Integrationspfade für die Akquisition. Die vertikale Achse (202) deutet die angesetzte Frequenzverschiebung an und die horizontale Achse (204) deutet die Kode-Phase an. Typischerweise wird für eine bestimmte Frequenzverschiebung ein Integral über die Kode-Phase berechnet. Dies kann entweder im Zeitbereich (etwa durch massive Parallelverarbeitung) oder im Frequenzbereich realisiert werden. Die erforderliche Genauigkeit der Frequenzverschiebung während der Integration ist invers proportional zur kohärenten Integrationszeit. Dies
bedeutet, dass je länger die Integrationszeit ist, umso genauer muss die Frequenzverschiebung bekannt sein. Wenn Integrations zeiten im Bereich von 1 Sekunde erreicht werden sollen, spielt die Bewegung des Empfängers eine zunehmende Rolle. Der Sachverhalt ist in FIG. 2B dargestellt. Der Suchraum, bzw. der Pfad der kohärenten Integration muss während der Integration dynamisch angepasst werden. D.h. Die gängige Annahme über die Konstanz der Frequenzverschiebung, bzw. des Kode-Dopplers ist nicht mehr gültig. Würde diese Annahme in derThe sensitivity of a receiver is essentially determined by the duration of the coherent integration. The maximum settable coherent integration time is in turn limited upwards uA by the dynamic movement of the receiver. In FIG. 2A and 2B, the problem is outlined. FIG. Fig. 2A shows the search space (s) for the acquisition. The vertical axis (202) indicates the scheduled frequency shift and the horizontal axis (204) indicates the code phase. Typically, an integral over the code phase is calculated for a given frequency shift. This can be realized either in the time domain (eg by massive parallel processing) or in the frequency domain. The required accuracy of the frequency shift during integration is inversely proportional to the coherent integration time. This means that the longer the integration time, the more accurate the frequency shift must be known. If integration times in the range of 1 second are to be achieved, the movement of the receiver plays an increasing role. The situation is shown in FIG. 2B. The search space or the coherent integration path must be adapted dynamically during the integration. Ie The common assumption about the constancy of the frequency shift, or the code Doppler is no longer valid. Would this assumption in the
Situation, wie sie in FIG. 2B dargestellt ist, angewandt werden, wäre das Ergebnis stark reduziert. Diese Problematik trifft sowohl bei der Akquisition als auch bei der Signalverfolgung zu.Situation as shown in FIG. 2B, the result would be greatly reduced. This problem applies to both the acquisition and the signal tracking.
Die herkömmlichen Ansätze zur Stützung der Signalprozessierung durch externe Sensoren (etwa INS) stützen nur die Signalverfolgung der Trackingloops und greifen nicht in den Korrelationsprozess selber ein. D.h. die oben geschilderte Problematik wird nicht durch den Stand der Technik behoben.The traditional approaches to supporting signal processing by external sensors (such as INS) only support signal tracking of tracking loops and do not intervene in the correlation process itself. That the problem described above is not resolved by the prior art.
Aufgabe der Erfindung ist es die Beschleunigung und Dynamische Terme höherer Ordnung auf der Line-of-sight während der kohärenten Integration zu kompensieren. Dies gilt sowohl während der Akquisition also auch während der Signalverfolgung .The object of the invention is to compensate the acceleration and higher-order dynamic terms on the line-of-sight during coherent integration. This applies both during acquisition and during signal tracking.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Korrelatoreinheit nach Anspruch 15, durch eine Signalprozessierungseinheit nach Anspruch 19 und durch einen Empfänger nach Anspruch 25 gelöst.
Der Empfänger empfängt von einem Sensor Beschleunigung und dynamische Terme höherer Ordnung (BDTHO) projiziert auf die Sichtlinie zu einem Sender (Line-of-Sight) . Dieser Sensor misst Beschleunigungen und Drehraten oder stellt diese anderweitig zur Verfügung. Diese Daten sind entweder bezogen auf ein erdfestes und erdzentriertes Koordinatensystem oder bezogen auf ein lokales Koordinatensystem des Sensors. Der Empfänger transformiert die BDTHO mittels der Lage, wenn nötig, in das erdfeste und erdzentrierte Koordinatensystem, in dem der Empfänger arbeitet. Das Ergebnis wird auf die Verbindungslinie zwischen Satellit und Empfänger projiziert. Diese Informationen bestehen z.B. aus vom Empfänger bereits ermittelten Freguenzinformationen, wie z.B. Ablage von Senderbewegungen, Uhrverhalten, Schätzungen aus einer Regelschleife oder aus gespeicherten Informationen .The object is achieved by a method according to claim 1. The object is further achieved by a correlator unit according to claim 15, by a signal processing unit according to claim 19 and by a receiver according to claim 25. The receiver receives from a sensor acceleration and higher order dynamic terms (BDTHO) projected onto the line of sight of a transmitter. This sensor measures accelerations and rotation rates or makes them available in other ways. These data are either related to a ground-based and earth-centered coordinate system or to a local coordinate system of the sensor. The receiver transforms the BDTHO by means of the position, if necessary, into the earth-fixed and earth-centered coordinate system in which the receiver operates. The result is projected onto the connecting line between satellite and receiver. This information consists, for example, of frequency information already determined by the receiver, such as storage of transmitter movements, clock behavior, estimates from a control loop or from stored information.
In Figur 4 wird das Verfahren weiter verdeutlicht. Ein erstes Signal (302), welches zum Beispiel ein Satellit ausgesendet hat und das von einem Empfänger, in dem das Verfahren angewendet wird, empfangen wird, wird mit einem zweiten Signal (304) in (306) multipliziert. Das erste Signal kann z.B. ein Signal mit einer Hochfrequenz, Trägerfrequenz oder einer in Vorstufen des Empfängers auf eine Zwischenfrequenz heruntergemischtes Signal sein. In der Regel ist das erste Signal (302) ein abgetastetes, digitales Signal. Das zweite Signal (304) ist beispielsweise ein vom Empfänger selbst generiertes Signal, das der Empfänger mittels weiterer Informationen erzeugt hat .In Figure 4, the method is further illustrated. A first signal (302), for example, which has transmitted a satellite and which is received by a receiver in which the method is applied, is multiplied by a second signal (304) in (306). The first signal may e.g. a signal with a high frequency, carrier frequency or a down-mixed in antecedents of the receiver to an intermediate frequency signal. Typically, the first signal (302) is a sampled digital signal. The second signal (304) is, for example, a signal generated by the receiver itself, which the receiver has generated by means of further information.
Wenn der Empfänger noch keine genauen Informationen über das erste Signal (302) besitzt bzw. dieses noch nicht
erkannt hat, muss er das Signal „akquirieren" . D.h. der Empfänger wird sich aus z.B. einem Speicher Daten, wie z.B. Frequenzinformation undIf the receiver does not yet have accurate information about the first signal (302) or not yet has recognized, he must "acquire" the signal, ie the receiver is made of eg a memory data, such as frequency information and
Synchronisationsinformationen, holen und versuchen, mit diesen Informationen das Signal zu erkennen. DieSynchronization information, fetch and try to use this information to recognize the signal. The
Signalerkennung erfolgt bei CDMA (Code Division Mulitple Access) beispielsweise über eine Korrelation. In einer solchen Korrelation werden im Prinzip zwei Signale auf ihre Ähnlichkeit oder besser gesagt, Gleichheit hin verglichen. Die Korrelation wird erfolgreich sein, wenn die Frequenzen, die CDMA-Sequenz und die CDMA-Bitrate (oft auch als Chiprate bezeichnet) nahezu identisch sind. Eine nicht erfolgreiche Akquistion wie auch ein Signalverlust bei der Signalverfolgung kann z.B. eintreten, wenn die Sichtlinie vom Sender zum Empfänger durch z.B. eine Beschleunigung, eine hohe Dynamik aufweist, woraus hohe Dopplerwerte resultieren oder wenn das Zeitintervall über das bei der Korrelation integriert wird aufgrund hoher Anforderungen an die Empfindlichkeit des Empfängers hoch gewählt werden muss. Da diese beiden Parameter sich nicht gegenseitig beeinflussen, ist es möglich, durch eine Anpassung der Signaldynamik (Doppler) während eines Korrelationsintervalls den Folgen der langen Integrationszeit, d.h. dass die Synchronität zwischen den Chips des Basisbandsignal und des dritten Signals verloren geht, sowie sich durch Schwebung die Integration die negative und positive Schwebungshalbwelle über die Integrationszeit aufhebt, und damit eine Korrelation ein nicht erfolgreiches Ergebnis aufweist, entgegenzuwirken.Signal recognition takes place in CDMA (Code Division Mulitple Access), for example via a correlation. In such a correlation, in principle, two signals are compared for similarity, or better, equality. The correlation will be successful if the frequencies, the CDMA sequence and the CDMA bit rate (often called chip rate) are nearly identical. Unsuccessful acquisition as well as signal loss in signal tracing can be e.g. occur when the line of sight from the transmitter to the receiver is e.g. acceleration, high dynamics, resulting in high Doppler values or when the time interval beyond that is integrated in the correlation due to high demands on the sensitivity of the receiver must be set high. Since these two parameters do not affect each other, it is possible, by adjusting the signal dynamics (Doppler) during a correlation interval, to follow the consequences of the long integration time, i. that the synchronism between the chips of the baseband signal and the third signal is lost, as by beating the integration negates the negative and positive beat half-wave over the integration time, and for a correlation to have an unsuccessful result.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird daher, wie in FIG. 3A gezeigt, ein Verfahren zum Korrelieren von Signalen bereitgestellt, bei dem ein erstes Signal (302)
eine erste Frequenz aufweist, ein zweites Signal (304) eine zweite Frequenz aufweist, ein drittes Signal (310) ein vordefiniertes Signal ist, und wobei das erste SignalIn one embodiment of the invention, therefore, as shown in FIG. 3A, a method for correlating signals is provided in which a first signal (302) has a first frequency, a second signal (304) has a second frequency, a third signal (310) is a predefined signal, and wherein the first signal
(302) mit einem zweiten Signal (304) multipliziert wird (306), das multiplizierte Signal (306) mit dem dritten(302) is multiplied (306) with a second signal (304), the multiplied signal (306) with the third
Signal (310) während eines zeitlichen Intervalls korreliert wird oder, wie in FIG. 3B gezeigt, das dritteSignal (310) is correlated during a time interval or, as shown in FIG. 3B shown, the third
Signal (310) mit dem zweiten Signal (304) multipliziert wird, und das multiplizierte Signal (350) mit dem ersten Signal während eines zeitlichen Intervalls korreliert wird (308) . Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die zweite Frequenz während des zeitlichen Intervalls verändert . Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Korrelation zur Akquisition des ersten Signals (302) angewandt .Signal (310) is multiplied by the second signal (304) and the multiplied signal (350) is correlated with the first signal during a time interval (308). According to this embodiment, the second frequency is changed during the time interval. According to an embodiment of the invention, the correlation is applied to the acquisition of the first signal (302).
Hierdurch wird erreicht, dass durch die Multiplikation eines durch z.B. eine plötzliche Bewegung des Empfängers verändertes erstes, empfangenes Signal (302) mit einem zweiten, vom Empfänger generierten Signal (304) im Idealfall kein oder höchstens ein unbedeutendes Schwebungssignal entsteht, da in dem zweiten Signal (304) die Änderung aufgrund der Dynamik mitberücksichtigt wird, und zwar während des Integrationsintervalls.Hereby it is achieved that by multiplying a by e.g. a sudden movement of the receiver changed first, received signal (302) with a second signal generated by the receiver (304) ideally no or at most a slight beating signal arises because in the second signal (304) the change due to the dynamics is taken into account, during the integration interval.
Wenn das Zeitintervall, über das integriert wird, groß ist gegenüber der Ablage der Chiprate, geht auch die Synchronität zwischen den Chips des Basisbandsignal und des dritten Signals (des Codes) (310) verloren. Auch hier ist es wichtig, dass eine Änderung der Ablage der Chiprate, die z.B. durch eine Bewegung des Empfängers verursacht wurde, während eines Integrationsintervalls berücksichtigt wird.
Das Signal (302, 310) kann ein binärer Code sein. Es kann aber auch ein komplexwertiger Code sein. Die kohärente Integration (Korrelation) kann auch durch kleinere Integrationsintervalle approximiert werden, bei denen die Frequenz konstant bleibt. Die kleineren Intervalle werden dann unter Berücksichtigung einer zusätzlichen Phasendrehung kohärent addiert. Frequenzkorrekturen (Doppler auf der Trägerphase und dem Code) werden für jedes Intervall neu angebracht.If the time interval over which is integrated is large compared with the storage of the chip rate, the synchronism between the chips of the baseband signal and the third signal (code) (310) is also lost. Again, it is important that a change in the chip rate offset caused, for example, by movement of the receiver, be considered during an integration interval. The signal (302, 310) may be a binary code. It can also be a complex code. The coherent integration (correlation) can also be approximated by smaller integration intervals where the frequency remains constant. The smaller intervals are then added coherently taking into account an additional phase shift. Frequency corrections (Doppler on the carrier phase and the code) are reapplied for each interval.
In einer Aus führungs form der Erfindung wird daher das vordefinierte dritte Signal (310) , das aus einem Code besteht, der eine Coderate aufweist, während des zeitlichen Intervalls verändert. Um zunächst die Frequenz in Einklang zu bringen, wird also im Akquisitionsfall zunächst eine mögliche Frequenz ausprobiert, indem das zweite Signal (304) mit der ersten Frequenz multipliziert wird (306,350), um ein Basisbandsignal zu erhalten, das dann mit dem dritten Signal (310), also dem Code korreliert wird (306,350) . Führt dies nicht zum Erfolg, wird nach einem bestimmten Schema oder Algorithmus eine weitere Frequenz für das zweite Signal (304) ausprobiert.In one embodiment of the invention, therefore, the predefined third signal (310), which consists of a code having a code rate, is changed during the temporal interval. In order to first reconcile the frequency, a possible frequency is first tried out in the acquisition case by multiplying the second signal (304) by the first frequency (306, 350) to obtain a baseband signal, which is then combined with the third signal (310 ), ie the code is correlated (306,350). If this does not succeed, another frequency for the second signal (304) is tried out according to a specific scheme or algorithm.
Es ist aber auch wie bereits oben anhand FIG. 3B beschrieben, gemäß einer Ausführungsform möglich, die Reihenfolge der Operationen umzustellen, so dass zunächst das Codesignal (310) mit dem generierten zweiten Signal (304) multipliziert wird (350) und das resultierende Signal mit dem empfangenen ersten Signal (302) korreliert wird (308) .But it is also as above with reference to FIG. 3B, according to one embodiment, it is possible to rearrange the order of operations so that first the code signal (310) is multiplied (350) with the generated second signal (304) and the resulting signal is correlated with the received first signal (302) (FIG. 308).
Da der Code zu dem Basisband verschoben, d.h. nicht synchronisiert, sein kann, wird auch hier nach bestimmten
Algorithmen oder Vorgaben der vom Empfänger erzeugte Code verschoben, um eine Synchronisation zu erreichen. Die reine Codeverschiebung (Synchronisation des Codes mit dem Basisbandsignal zum Startzeitpunkt der Integration) ist jedoch für die Erfindung zweitrangig.Since the code may be shifted to baseband, ie not synchronized, it will also be determined here Algorithms or presets of the code generated by the receiver shifted to achieve synchronization. The pure code shift (synchronization of the code with the baseband signal at the start time of integration), however, is secondary to the invention.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Korrelation zur Verfolgung des ersten Signals angewandt. Hat der Empfänger nämlich bereits das Signal erkannt, ist es seine Aufgabe, das Signal weiterhin zu verfolgen. Dies kann er bewerkstelligen, indem er ständig durch Korrelation, d.h. z.B Integration über ein vorgegebenes zeitliches Intervall, die aktuelle Frequenz „misst" und Abweichungen gegenüber seinem selbstgenerierten Signal (z.B. hier dem „zweiten" Signal) nachführt. Bei der Korrelation für die Signalverfolgung treten ähnliche Probleme auf wie bei der Signalaquisition. Wird über einen langen Zeitraum integriert, kommt die negative Halbwelle der Schwebung aus der Multipliktation des empfangenen ersten Signals mit dem selbst generierten zweiten Signal (304) sowie die Synchronität der Codes des Basisbandsignals (306) und des selbst generierten Codes (310) zu tragen. Dies kann dazu führen, dass der Empfänger, wenn er eine Bewegung, wie z.B. eine Beschleunigung, Drehung oder Stoß, erfährt, das Signal verliert .In another embodiment, the correlation is used to track the first signal. Namely, if the receiver has already recognized the signal, its task is to continue to follow the signal. He can accomplish this by constantly using correlation, i. For example, integration over a predetermined time interval that "measures" current frequency and tracks deviations from its self-generated signal (e.g., the "second" signal). Correlation for signal tracking has similar problems to signal acquisition. If integrated over a long period of time, the negative half-wave of the beat comes from the multiplication of the received first signal with the self-generated second signal (304) and the synchronicity of the codes of the baseband signal (306) and the self-generated code (310). This can result in the receiver, if it is experiencing a movement, e.g. an acceleration, rotation or shock, experiences the signal loses.
Erfindungsgemäß können bei der Signalverfolgung die gleichen Maßnahmen wie bei der Signalakqusition getroffen werden, wie sie bereits oben beschrieben wurden.According to the invention, the same measures can be taken in the signal tracking as in the Signalakqusition, as already described above.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden im Falle der Signalverfolgung die Veränderungen der zweiten Frequenz und/oder der Coderate aus Informationen aus
einer Regelschleifenrückführung und aus von der Regelschleife unabhängigen Informationen bestimmt . Aus Fig. 5, die den Fall der Signalverfolgung zeigt, wird deutlich, dass Informationen aus der Einheit 336, die Teil der Regelschleife 304, 306, 308, 330 und 336 ist, und von der Regelschleife unabhängigen Informationen aus dem Zweig 322, 324, 328 in 312 zusammengeführt werden und die zusammengeführten Informationen in 304 zu einer Änderung der zweiten Frequenz führen.According to one embodiment of the invention, in the case of signal tracking, the changes in the second frequency and / or the code rate become information a control loop feedback and independent of the control loop information determined. 5, which shows the case of the signal trace, it is clear that information from the unit 336, which is part of the control loop 304, 306, 308, 330 and 336, and information independent from the control loop from the branch 322, 324, 328 in 312 and the merged information in 304 results in a change of the second frequency.
Im Falle der Signalakquisition wird gemäß einer Ausführungs form der Erfindung die Veränderung der zweiten Frequenz und/oder der Coderate aus einem für ein Korrelationsintervall vordefinierten Wert und aus von diesem vordefinierten Wert unabhängigen Informationen bestimmt .In the case of signal acquisition, according to an embodiment of the invention, the change in the second frequency and / or the code rate is determined from a value predefined for a correlation interval and from information that is independent of this predefined value.
Dies ist in Fig. 4, die den Fall der Signalakquisition zeigt, illustriert, in der statt einer Regelschleife eine unabhängige Informationsquelle 402 zu sehen ist, die z.B. Zugriff auf abgespeicherte Frequenzwerte hat, oder die Frequenzwerte z.B. gemäß einem vorgegebenen Schema oder mittels eines Algorithmus erzeugt wird, oder an die Frequenzwerte z.B. per Kommandierung gesendet werden können .This is illustrated in Fig. 4, which shows the case of signal acquisition, in which instead of a control loop an independent information source 402 can be seen, e.g. Has access to stored frequency values, or the frequency values e.g. is generated according to a predetermined scheme or by means of an algorithm, or to the frequency values e.g. can be sent by command.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel liefern ein oder mehrere Sensoren (322) Daten für die Änderung der zweiten Frequenz . Dieser eine oder diese mehrere Sensoren (322) sind gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel Bewegungssensoren. Unter Bewegungssensoren werden hier Sensoren verstanden, die gleichmäßige oder beschleunigte Bewegungen, Bewegungen höherer Ordnung, die Richtung der Bewegung
usw. erfassen können, d.h. messen können und diese Information über eine analoge oder digitale Schnittstelle abgeben können. Derartige Sensoren sind z.B. in der Lage Fall, Neigungswinkel, Bewegung, Position, Erschütterung und Vibration zu erfassen.According to another embodiment, one or more sensors (322) provide data for the change of the second frequency. This one or more sensors (322) are motion sensors according to another embodiment. Motion sensors are understood to mean sensors, the uniform or accelerated movements, higher-order movements, the direction of movement etc., ie they can measure and transmit this information via an analogue or digital interface. Such sensors are for example able to detect case, tilt angle, movement, position, vibration and vibration.
Weitere Sensoren, die in Frage kommen sind: Kompass,Other sensors that may be considered: compass,
Drucksensor {zur Höhenbestimmung}, Systeme, die vonPressure sensor {altitude measurement}, systems designed by
Bewegungssensoren abgeleitet werden oder darauf basieren, wie z.B. Schrittzähler.Motion sensors are derived or based on it, such. Pedometer.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die unabhängigen Informationen aus einer Vorverarbeitung der rohen Sensordaten gewonnen werden. D.h., die Daten, die der Sensor (322) oder die Sensoren liefern, sind sogenannte Rohdaten, die zwar Bewegungsdaten liefern, aber die z.B. noch keinen Bezug zu der Sichtline Empfänger-Satellit aufweisen. Diese Daten müssen somit beispielsweise erst in Beziehung zu einem definierten globalen Koordinatensystem gesetzt werden, wie z.B. einem ECEF (Earth Centered Earth Fixed) -Koordiantensystem, oder mittels der Geometrie der Sendestation, wie z.B. Satellit, und des Empfängers derart umgerechnet, skaliert und/oder gedreht werden, dass daraus eine Dopplerverschiebung, Dopplerbeschleunigung oder sonstige Werte berechnet werden können, die einen Einfluss auf die empfangene Frequenz haben können.According to a further embodiment, the independent information is obtained from preprocessing the raw sensor data. That is, the data provided by the sensor (322) or the sensors are so-called raw data which provide motion data, but which is e.g. still have no relation to the line of sight receiver satellite. Thus, for example, these data must first be set in relation to a defined global coordinate system, e.g. an ECEF (Earth Centered Earth Fixed) coordinate system, or by means of the geometry of the transmitting station, e.g. Satellite, and the receiver can be converted, scaled and / or rotated in such a way that a Doppler shift, Doppler acceleration or other values can be calculated, which can have an influence on the received frequency.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel liefert ein abgespeichertes BewegungsSzenario Daten für die Änderung der zweiten Frequenz. Dies kann z.B. innerhalb einer Simulation erfolgen oder ein geplantes Bewegungszenario sein. Es wäre auch denkbar, die BewegungsInformationen direkt aus BewegungsSteuerung z.B. eines beweglichen
Objektes, auf dem der Empfänger befestigt ist, zu erhalten. Hierdurch könnte man anstatt einer Messung der Bewegung die Information direkt aus der Steuerung der Bewegung, wie z.B. einer Antriebssteuerung, Motorsteuerung etc. gewinnnen. Ein entsprechender Algorithmus könnte hier auch die Masse und weitere Eigenschaften des zu bewegenden Objektes berücksichtigen.According to one embodiment, a stored motion scenario provides data for the change of the second frequency. This can be done eg within a simulation or be a planned movement scenario. It would also be conceivable, the motion information directly from motion control, for example, a moving Object to which the receiver is attached to receive. In this way, instead of measuring the movement, the information could be obtained directly from the control of the movement, such as a drive control, motor control, etc. A corresponding algorithm could also take into account the mass and other properties of the object to be moved.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Korrelation von Hardwarekorrelatoren durchgeführt. D.h., die Korrelation wird in z.B. Korrelatoren ausgeführt, die fest „verdrahtet" sind, wie z.B. in speziell für solche Operatinen vorgesehenen elektronischen Bauteilen oder in hierfür erstellten Bauteilen, wie z.B. ASICs.According to one embodiment, the correlation is performed by hardware correlators. That is, the correlation is expressed in e.g. Correlators that are hardwired, such as electronic components specifically designed for such operators, or components created therefor, such as ASICs.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Korrelation über eine Fouriertransformation. D.h., die Korrelation kann über mathematische Transformationen durchgeführt werden, die mathematisch äquivalent zu einer Korrelation sind, wie z.B. einer Fouriertransformation der Signale, mit anschließender Faltung und Rücktransformation.According to one exemplary embodiment, the correlation takes place via a Fourier transformation. That is, the correlation can be performed via mathematical transformations that are mathematically equivalent to a correlation, e.g. a Fourier transform of the signals, followed by convolution and inverse transformation.
Damit eine Fouriertransformation durchgeführt werden kann, muss die Funktion der Frequenzänderung des zweiten Signals über das Integrationsintervall bekannt sein. Da diese Funktion jedoch frühestens am Ende einer Integrationsgrenze bekannt ist, muss das erste Signal zwischengespeichert werden und kann in frühestens dem nächsten Integrationsintervall angewendet werden. Die Funktion der Frequenzänderung kann dann, sobald sie bekannt ist, direkt am empfangenen, ersten Signal (302) und am Code (310) angebracht werden.For a Fourier transformation to be performed, the function of the frequency change of the second signal over the integration interval must be known. However, since this function is known at the earliest at the end of an integration limit, the first signal must be buffered and can be applied at the earliest to the next integration interval. The function of the frequency change, once known, may then be applied directly to the received first signal (302) and to the code (310).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Frequenzänderung
aus den Daten des einen Sensors (322) oder der mehreren Sensoren dadurch bestimmt, dass die Beschleunigung und dynamische Terme höherer Ordnung auf die Sichtlinie projiziert werden und nach der Projektion in Dopplerwerte erster und höherer Ordnung umgerechnet werden.According to one embodiment, the frequency change from the data of the one sensor (322) or the plurality of sensors is determined by projecting the acceleration and higher order dynamic terms onto the line of sight and converting them into first and higher order Doppler values after projection.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das erste Signal (302) ein abgetastetes Signal. D.h. die Prozessierung der Signale findet digital statt.In one embodiment, the first signal (302) is a sampled signal. That the processing of the signals takes place digitally.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird eineAccording to one embodiment, a
Korrelatoreinheit bereitgestellt, die Mittel aufweist, um eine Korrelation während eines Integrationsintervalles durchzuführen, wobei ein erstes Signal (302) eine erste Frequenz aufweist, ein zweite Signal (304) eine zweite Frequenz aufweist und ein drittes Signal (310) ein vordefiniertes Signal ist, und wobei die Korrelation durchgeführt wird zwischen dem dritten Signal (310) und einem aus einer Multiplikation des ersten Signals mit dem zweiten Signal resultierenden Signal (306), oder dem ersten Signal (302) und einem aus einer Multiplikation des dritten Signals (310) mit dem zweiten Signal (304) resultierenden Signal (350) .Correlator unit having means for performing correlation during an integration interval, wherein a first signal (302) has a first frequency, a second signal (304) has a second frequency, and a third signal (310) is a predefined signal, and wherein the correlation is performed between the third signal (310) and a signal (306) resulting from a multiplication of the first signal with the second signal, or the first signal (302) and one resulting from a multiplication of the third signal (310) second signal (304) resulting signal (350).
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das zweite Signal (304) während des Integrationsintervalls verändert, und die Korrelatoreinheit verwendet das aus der Multiplikation entstehende Signal (306,350) für die Integration.According to this embodiment, the second signal (304) is changed during the integration interval, and the correlator unit uses the multiplication-resultant signal (306, 350) for the integration.
Da das Basisbandsignal aus einer Multiplikation zweier Signale erhalten wird, die nicht exakt die gleiche Frequenz aufweisen, verbleibt in diesem Basisbandsignal
noch die Differenzfrequenz . Eine solche Differenzfrequenz wird auch häufig als Schwebung bezeichnet. Die Suche bei der Akquisition wird für verschiedene Frequenzschritte durchgeführt, die sich aus der Integrationszeit ergeben.Since the baseband signal is obtained from a multiplication of two signals which do not have exactly the same frequency, this baseband signal remains still the difference frequency. Such a difference frequency is also often referred to as beating. The acquisition search is performed for different frequency steps resulting from the integration time.
Gemäß einer Aus führungsform besteht das vordefinierte dritte Signal (310) aus einem Code, der eine Coderate aufweist, die während des zeitlichen Integrationsintervalls verändert wird. DieAccording to one embodiment, the predefined third signal (310) consists of a code having a code rate which is changed during the temporal integration interval. The
Korrelatoreinheit verwendet das sich während des Integrationsintervalls ändernde dritte Signal (310) für die Integration.Correlator unit uses the third integration signal (310) changing during the integration interval.
Gemäß einer Ausführungs form weist die Korrelatoreinheit Hardwarekorrelatoren auf .According to one embodiment, the correlator unit has hardware correlators.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Korrelatoreinheit Mittel auf, um die Korrelation über eine Fouriertransformation oder über ein Optimalfilter durchzuführen. Wie weiter oben beschrieben, ist für die Fouriertransformation vorteilhaft, wenn die Frequenzänderungsfunktion über das Integrationsintervall bekannt ist und die Korrelationseinheit diese Funktion zur Verarbeitung übergeben bekommt.According to one embodiment, the correlator unit has means for performing the correlation via a Fourier transformation or via an optimal filter. As described above, it is advantageous for the Fourier transformation if the frequency change function is known over the integration interval and the correlation unit receives this function for processing.
Die obigen Ausführungen treffen auch für die nachfolgenden Aus führungsformen zu und werden daher an dieser Stelle nicht wiederholt.The above statements also apply to the following embodiments and are therefore not repeated here.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Signalprozessierungseinheit zur Prozessierung von Signalen bereitgestellt, wobei ein erstes Signal (302) eine erste Frequenz aufweist, ein zweites Signal (304)
eine zweite Frequenz aufweist, ein drittes Signal (310) ein vordefiniertes Signal ist. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Signalprozessierungseinheit eine Frequenzmultiplikationseinheit (306 bzw. 350) zum Multiplizieren des ersten (302) bzw. dritten SignalsAccording to one embodiment, a signal processing unit is provided for processing signals, wherein a first signal (302) has a first frequency, a second signal (304) has a second frequency, a third signal (310) is a predefined signal. According to this embodiment, the signal processing unit has a frequency multiplying unit (306 or 350) for multiplying the first (302) and third signals, respectively
(310) mit dem zweiten Signal (304), einen Korrelator zum Korrelieren des aus der Multiplikation resultierenden Signals mit dem dritten (310) bzw. ersten Signal (302) und eine Frequenzveränderungseinheit zur Änderung der zweiten Frequenz. Die Frequenzveränderungseinheit weist dabei Mittel auf, um die zweite Frequenz während eines zeitlichen Intervalls zu ändern, und die Frequenzmultiplikationseinheit weist Mittel auf, um die erste bzw. dritte Frequenz mit der während des zeitlichen Intervalls veränderten zweiten Frequenz zu multiplizieren und an den Korrelator weiterzugeben.(310) with the second signal (304), a correlator for correlating the multiplication-resultant signal with the third (310) and first signals (302), respectively, and a frequency changing unit for changing the second frequency. The frequency changing unit has means for changing the second frequency during a time interval, and the frequency multiplying unit has means for multiplying the first and third frequencies by the second frequency changed during the time interval and relaying them to the correlator.
Gemäß einer Aus führungsform ist das dritte Signal ein Code ist mit einer Coderate, und die Signalprozessierungseinheit weist zusätzlich eineAccording to an embodiment, the third signal is a code having a code rate, and the signal processing unit additionally has one
Frequenzveränderungseinheit zur Änderung der Coderate des dritten Signals (310) auf.Frequency change unit for changing the code rate of the third signal (310).
Gemäß einer Ausführungsform weisen die Frequenzveränderungseinheit zur Änderung der zweitenAccording to one embodiment, the frequency changing unit for changing the second
Frequenz und die Frequenzveränderungseinheit zur Änderung der Coderate jeweils eineFrequency and the frequency change unit for changing the code rate one each
Frequenzveränderungsbestimmungseinheit auf, die die Höhe und Richtung der Änderung der Frequenz durch Werte aus Beschleunigung und dynamischen Termen höherer Ordnung bestimmen.Frequency change determination unit that determines the magnitude and direction of the change in frequency by values of acceleration and higher-order dynamic terms.
Gemäß einer Ausführungs form weist die Signalprozessierungseinheit eine Sensordatenschnittstelle
auf, die Bewegungsdaten an dieAccording to one embodiment, the signal processing unit has a sensor data interface on, the movement data to the
Frequenzveränderungsbestimmungseinheit sendet. Die Bewegungsdaten können hierbei Bewegungsinformation höherer Ordung enthalten.Frequency change determination unit sends. The movement data may contain motion information of a higher order.
Gemäß einer Aus führungsform wird dieAccording to one embodiment, the
Signalprozessierungseinheit zur Akquisition des ersten Signals {302) eingesetzt.Signal processing unit used to acquire the first signal {302).
Gemäß einer weiteren Aus führungsform wird dieAccording to another embodiment, the
Signalprozessierungseinheit zur Verfolgung des ersten Signals (302) eingesetzt.Signal processing unit used to track the first signal (302).
Gemäß einer Aus führungsform der Erfindung wird ein Empfänger bereitgestellt, der eineAccording to one embodiment of the invention, a receiver is provided which has a
Signalprozessierungseinheit zur Akquisition und/oder eine Signalprozessierungseinheit zur Verfolgung des ersten Signals (302) aufweist.Signal processing unit for acquisition and / or a signal processing unit for tracking the first signal (302).
Ein solcher Empfänger ist z.B. ein Navigationsempfänger, wie z.B. ein GPS (Global Positioning System) oder ein GNSS (Global Navigation Satellite System) -Empfänger . Es kann sich dabei aber auch um einen Empfänger für weitere NavigationsSysteme handeln oder allgemein um einen Empfänger, der CDMA (Code Division Multiple Access) - Signale empfangen kann.Such a receiver is e.g. a navigation receiver, e.g. a GPS (Global Positioning System) or a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver. However, it may also be a receiver for other navigation systems or, in general, a receiver that can receive CDMA (Code Division Multiple Access) signals.
Gemäß einer Ausführungs form weist der Empfänger einen Bewegungsdatenempfänger auf, der Bewegungsdaten an die Sensordatenschnittstelle sendet. DieAccording to an embodiment, the receiver has a motion data receiver which sends motion data to the sensor data interface. The
Sensordatenschnittstelle kann eine interne Schnittstelle des Empfängers sein, wobei sich der Sensor dann innerhalb des Empfängers befindet oder auch eine externe Schnittstelle, so dass der Empfänger Daten von einem
externen Sensor empfangen kann. Eine solche externe Schnittstelle kann drahtgebunden oder drahtlos sein.Sensor data interface may be an internal interface of the receiver, wherein the sensor is then located within the receiver or an external interface, so that the receiver receives data from a external sensor can receive. Such an external interface may be wired or wireless.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand FIG. 6 beschrieben, bei dem ein Signal dem System mit einerIn the following, an embodiment will be described with reference to FIG. 6 described in which a signal to the system with a
Abtastrate von 66,188 MHz und einer Zwischenfrequenz (ZF) von 14,934 MHz zur Verfügung gestellt wird. Das empfangene Signal wird mit der Frequenzkompensation ins Basisband konvertiert. Dabei wird das Signal mit dem Sinus bzw. Cosinus der Summe der Nominalfrequenz (d.h. der ZF) und den Frequenzkorrekturen A/PιL,...,ΔJPL'L (304) multipliziert. Zu beachten ist, dass in diesem Beispiel, um genau einen Korrelationswert zu erhalten, die Frequenzkorrektur M=IOO mal aktualisiert wird und während eines Integrationsintervalls von 1 Sekunde mehrfach geändert wird. Z.B. wird alle 10 ms die Frequenz mit demSampling rate of 66.188 MHz and an intermediate frequency (IF) of 14.934 MHz is provided. The received signal is converted to baseband with the frequency compensation. The signal is multiplied by the sine or cosine of the sum of the nominal frequency (ie the IF) and the frequency corrections A / P ι L , ..., ΔJ PL ' L (304). It should be noted that in this example, to obtain exactly one correlation value, the frequency correction is updated M = 100 times and changed several times during an integration interval of 1 second. For example, every 10 ms the frequency with the
Wert 4/m,
+4/β,kt aktualisiert. Anschließend wird das Ergebnis aus der Frequenzkompensation mit dem lokal generierten Referenzsignal multipliziert (308) und kohärent integriert. Das Referenzsignal wird in 3 Ausführungen generiert: früh, pünktlich und spät. Das Ergebnis derValue 4 / m, + 4 / β , kt updated. Subsequently, the result from the frequency compensation is multiplied (308) and coherently integrated with the locally generated reference signal. The reference signal is generated in 3 versions: early, punctual and late. The result of
Korrelation mit dem pünktlichen Signal
wird an das PLL/FLL Signalverfolgungssystem (330), (332), (334), (336), (304), (306), (308) weitergeleitet. Die restlichenCorrelation with the punctual signal is forwarded to the PLL / FLL signal tracking system 330, 332, 334, 336, 304, 306, 308. The remaining
Signale {Ie>Qe>Ii >Qι ) werden an das DLL Signalverfolgungssystem (338), (340), (342), (344), (348), (310), (308) weitergeleitet. Für beide Systeme werden sogenannte Diskriminatoren DPU!FU,DDLL (330) , (338) gebildet, die die Phasenablage der TrägerphaseSignals {I e >Qe>Ii> Qι) are forwarded to the DLL signal tracking system (338), (340), (342), (344), (348), (310), (308). For both systems so-called discriminators D PU! FU , D DLL (330), (338) are formed, which are the phase storage of the carrier phase
(PLL) /Trägerfrequenz (FLL) bzw. der Kode-Phase (DLL) schätzen. Das Ergebnis wird gefiltert (FpLL/Fhh (s) (232) und FDhL(s) (340)) und skaliert (LPLIj (334) und LDiL(342) ) .
Der PLL Diskriminator (330) ist ein traditioneller nichtkohärenter Costas Diskriminator. Das Loop-filter (232) ist ein einfaches Filter erster Ordnung mit einer Bandbreite von beispielsweise 0,1 Hz. Der DLL Diskriminator (338) ist ein gewöhnlicher Frühminus-spät Amplituden-Diskriminator mit einer Bandbreite von z.B. 0,01 Hz.(PLL) / carrier frequency (FLL) or the code phase (DLL) estimate. The result is filtered (Fp LL / Fhh (s) (232) and F DhL (s) (340)) and scaled (L PLIj (334) and L DiL (342)). The PLL Discriminator (330) is a traditional noncoherent Costas discriminator. The loop filter (232) is a simple first-order filter with a bandwidth of, for example, 0.1 Hz. The DLL discriminator (338) is an ordinary early-end late-amplitude discriminator with a bandwidth of, for example, 0.01 Hz.
Der externe Sensor (322) in diesem Beispiel ist ein INS, das Beschleunigungswerte in 3 orthogonale Richtungen liefert. Zudem wird auch die Lage und die Drehraten um alle 3 Achsen ausgegeben. Diese Daten beziehen sich auf das lokale Bezugssystem des INS Sensors. Die Vorprozessierung (324) projiziert die Beschleunigungswerte auf die jeweiligen Verbindungslinien zwischen Satelliten und Empfänger. Die Resultate werden auf die Frequenz und Gewichtung skaliert (KPLL) (326) und mit 100 Hz dem Integrationsprozess zur Verfügung gestellt.
The external sensor (322) in this example is an INS that provides acceleration values in 3 orthogonal directions. In addition, the position and the rotation rates are output around all 3 axes. These data refer to the local reference system of the INS sensor. The preprocessing (324) projects the acceleration values onto the respective connecting lines between satellite and receiver. The results are scaled to the frequency and weight (K PLL ) (326) and provided with 100 Hz to the integration process.
Claims
1. Verfahren zum Korrelieren von Signalen, bei dem ein erstes Signal eine erste Frequenz aufweist, - ein zweites Signal eine zweite Frequenz aufweist, ein drittes Signal ein vordefiniertes Signal ist wobeiA method for correlating signals, wherein a first signal has a first frequency, - a second signal has a second frequency, a third signal is a predefined signal
o das erste Signal mit einem zweiten Signal multipliziert wird, o das multiplizierte Signal mit dem dritten Signal während eines zeitlichen Intervalls korreliert wird oder o das dritte Signal mit dem zweiten Signal multipliziert wird, o das multiplizierte Signal mit dem ersten Signal während eines zeitlichen Intervalls korreliert wird,o the first signal is multiplied by a second signal, o the multiplied signal is correlated with the third signal during a time interval, or o the third signal is multiplied by the second signal, o the multiplied signal correlates to the first signal during a time interval becomes,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die zweite Frequenz während des zeitlichen Intervalls verändert wird.the second frequency is changed during the time interval.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass2. The method according to claim 1, characterized in that
- das vordefinierte dritte Signal aus einem Code besteht -• der Code eine Coderate aufweist, und die Coderate während des zeitlichen Intervalls verändert wird. the predefined third signal consists of a code, the code has a code rate, and the code rate is changed during the time interval.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelation zur Akquisition des ersten Signals angewandt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the correlation is applied to the acquisition of the first signal.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelation zur Verfolgung des ersten Signals angewandt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the correlation is applied for tracking the first signal.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der zweiten Frequenz und/oder der Coderate aus Informationen aus einer5. The method according to claim 4, characterized in that the change of the second frequency and / or the code rate from information from a
RegelSchleifenrückführung und aus von der Regelschleife unabhängigen Informationen bestimmt wird.Rule loop feedback and independent of the control loop information is determined.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der zweiten Frequenz und/oder der Coderate aus einem für ein Korrelationsintervall vordefinierten Wert und aus von diesem vordefinierten Wert unabhängigen Informationen bestimmt wird.6. The method according to claim 3, wherein the change of the second frequency and / or the code rate is determined from a value predefined for a correlation interval and from information independent of this predefined value.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Sensoren die unabhängigen Informationen bereitstellen.A method according to claim 5 or 6, characterized in that one or more sensors provide the independent information.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unabhängigen Informationen aus einer Vorverarbeitung der rohen Sensordaten gewonnen werden.8. The method according to claim 7, characterized in that the independent information is obtained from a preprocessing of the raw sensor data.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Sensoren9. The method according to claim 7, characterized in that the one or more sensors
Bewegungssensoren sind .Motion sensors are.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein abgespeichertes BewegungsSzenario Daten für die Änderung der zweiten Frequenz und / oder der Coderate liefert.10. The method according to claim 2, characterized in that a stored motion scenario data for the Changing the second frequency and / or the code rate supplies.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelation von Hardwarekorrelatoren durchgeführt wird.11. The method according to claim 1, characterized in that the correlation of hardware correlators is performed.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelation über eine Fouriertransformation oder über ein Optimalfilter erfolgt.12. The method according to claim 1, characterized in that the correlation takes place via a Fourier transformation or via an optimum filter.
13. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Frequenzänderung und/oder Coderatenänderung aus den Daten des einen Sensors oder der mehreren Sensoren dadurch bestimmt wird, dass die Beschleunigung und dynamische Terme höherer Ordnung auf die Sichtlinie projiziert werden und nach der Projektion in Dopplerwerte erster und höherer Ordnung umgerechnet werden.13. The method of claim 7, wherein the frequency change and / or code rate change from the data of the one or more sensors is determined by projecting the acceleration and higher order dynamic terms onto the line of sight and after projection into first and second Doppler values higher order.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Signal ein abgestastetes Signal ist.14. The method according to claim 1, characterized in that the first signal is a scanned signal.
15. Korrelatoreinheit, die Mittel aufweist, um eine Korrelation während eines Integrationsintervalles durchzuführen wobei ein erstes Signal eine erste Frequenz aufweist, ein zweite Signal eine zweite Frequenz aufweist, ein drittes Signal ein vordefiniertes Signal ist - und wobei die Korrelation durchgeführt wird zwischen o dem dritten Signal und einem aus einerA correlator unit having means for performing correlation during an integration interval, wherein a first signal has a first frequency, a second signal has a second frequency, a third signal is a predefined signal - and wherein the correlation is performed between o the third Signal and one from one
Multiplikation des ersten Signals mit dem zweiten Signal resultierenden Signal, oder o dem ersten Signal und einem aus einerMultiplication of the first signal with the second signal resulting signal, or o the first signal and one from a
Multiplikation des dritten Signals mit dem zweiten Signal resultierenden Signal, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Signal während des Integrationsintervalls verändert wird und die Korrelatoreinheit das aus der Multiplikation entstehende Signal für die Integration verwendet.Multiplication of the third signal resulting signal with the second signal, characterized in that - the second signal is changed during the integration interval and the correlator unit uses the signal resulting from the multiplication for the integration.
16. Korrelatoreinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das vordefinierte dritte Signal aus einem Code besteht der Code eine Coderate aufweist, - die Coderate während des zeitlichen Intervalls verändert wird und die Korrelatoreinheit das sich während des Integrationsintervalls ändernde dritte Signal für die Integration verwendet.16. Correlator unit according to claim 15, characterized in that the predefined third signal consists of a code, the code has a code rate, - the code rate is changed during the time interval and the correlator unit uses the third signal changing during the integration interval for the integration.
17. Korrelatoreinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelatoreinheit Hardwarekorrelatoren aufweist.17. Correlator unit according to claim 15, characterized in that the correlator unit has hardware correlators.
18. Korrelatoreinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelatoreinheit Mittel aufweist, um die Korrelation über ein Optimalfilter oder über eine Fouriertransformation durchzuführen.18. Correlator unit according to claim 15, characterized in that the correlator unit has means for performing the correlation via an optimum filter or via a Fourier transformation.
19. Signalprozessierungseinheit zur Prozessierung von Signalen, wobei ein erstes Signal eine erste Frequenz aufweist, ein zweites Signal eine zweite Frequenz aufweist, ein drittes Signal ein vordefiniertes Signal ist aufweisend eine Frequenzmultiplikationseinheit zum19. A signal processing unit for processing signals, wherein a first signal has a first frequency, a second signal has a second frequency, a third signal is a predefined signal comprising a frequency multiplying unit for
Multiplizieren des ersten bzw. dritten Signals mit dem zweiten Signal, - einen Korrelator zum Korrelieren des aus derMultiplying the first and third signals by the second signal, a correlator for correlating the one of
Multiplikation resultierenden Signals mit dem dritten bzw. ersten Signal eine Frequenzveränderungseinheit zur Änderung der zweiten Frequenz, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzveränderungseinheit Mittel aufweist, um die zweite Frequenz während eines zeitlichenMultiplication resulting signal with the third and first signal, a frequency changing unit for changing the second frequency, characterized in that the frequency changing unit has means to the second frequency during a temporal
Intervalls zu ändern undTo change intervals and
- die Frequenzmultiplikationseinheit Mittel aufweist, um die erste bzw. dritte Frequenz mit der während des zeitlichen Intervalls veränderten zweiten- The frequency multiplier unit comprises means for changing the first and third frequency with the second during the time interval
Frequenz zu multiplizieren und an den Korrelator weiterzugeben.Multiply frequency and pass it to the correlator.
20. Signalprozessierungseinheit nach Anspruch 19, wobei das dritte Signal ein Code ist und eine Coderate aufweist, zusätzlich aufweisend eine Frequenzveränderungseinheit zur Änderung der Coderate des dritten Signals.20. The signal processing unit according to claim 19, wherein the third signal is a code and has a code rate, additionally comprising a frequency changing unit for changing the code rate of the third signal.
21. Signalprozessierungseinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzveränderungseinheit zur Änderung der zweiten Frequenz und die Frequenzveränderungseinheit zur Änderung der Coderate jeweils eine Frequenzveränderungsbestimmungseinheit aufweisen, die die Höhe und Richtung der Änderung der Frequenz durch Werte aus Beschleunigung und dynamischen Termen höherer Ordnung bestimmen. Signal processing unit according to claim 20, characterized in that the frequency changing unit for changing the second frequency and the frequency changing unit for changing the code rate each comprise a frequency change determining unit which determines the magnitude and direction of the change of frequency by values of acceleration and dynamic terms of higher order.
22. Signalprozessierungseinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalprozessierungseinheit eine Sensordatenschnittstelle aufweist, die Bewegungsdaten an die Frequenzveränderungsbestimmungseinheit sendet.22. The signal processing unit according to claim 21, characterized in that the signal processing unit has a sensor data interface that sends motion data to the frequency change determination unit.
23. Signalprozessierungseinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalprozessierungseinheit zur Akquisition des ersten Signals eingesetzt wird.23. Signal processing unit according to claim 19, characterized in that the signal processing unit is used to acquire the first signal.
24. Signalprozessierungseinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalprozessierungseinheit zur Verfolgung des ersten Signals eingesetzt wird.24. Signal processing unit according to claim 19, characterized in that the signal processing unit is used to track the first signal.
25. Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger eine Signalprozessierungseinheit nach Anspruch 23 und/oder eine Signalprozessierungseinheit nach Anspruch 24 aufweist.25. A receiver, characterized in that the receiver comprises a signal processing unit according to claim 23 and / or a signal processing unit according to claim 24.
26. Empfänger nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger einen Bewegungsdatenempfänger aufweist, der Bewegungsdaten an die Sensordatenschnittstelle sendet. 26. A receiver according to claim 25, characterized in that the receiver has a motion data receiver that sends motion data to the sensor data interface.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09796994 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09796994 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |