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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Sync-Erfassung, insbesondere Sync-Erfassung
für ein
modernisiertes GNSS (Global Navigation Satellite System), in dem
jeder Satellit sowohl Daten- als auch Pilotsignale liefert.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Zur
Verbesserung der Satellitenerfassung und der Verfolgungsleistung,
ist es eine Haupttendenz, dass die meisten der modernisierten GNSS
ein Pilotsignal als eine Hilfe verwenden. Das heißt, dass zusätzlich zu
einem Datensignal, das Navigationsnachrichten trägt, jeder Satellit in dem GNSS
ferner ein Pilotsignal zur Verbesserung der schwachen Signalverfolgung
sendet. Solche modernisierten GNSS beinhalten ein GPS (Global Positioning
System) der neuen Generation (z. B. L1C-, L2C-, L5-Banden), Galileo
(z. B. E5ab-, E6C-Banden und L1F, auch als E1 bezeichnet) und das
Compass Satellite System.
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Wie
erwähnt,
trägt das
Datensignal die Navigationsnachrichten einer Form von unbekannten
Daten. Das Pilotsignal ist ”datenlos”. Das heißt, der
Inhalt des Pilotsignals ist bekannt und deterministisch. Das Datensignal
und Pilotsignal sind jeweils mit verschiedenen Ranging-Codes moduliert.
Außerdem
ist das Datensignal mit einem Strom von Navigationsdaten-Frames
moduliert. Das Pilotsignal ist durch eine periodische sekundäre Codesequenz
moduliert. Andererseits ist das Pilotsignal von einigen GNSS-Systemen
nicht durch die sekundäre
Codesequenz moduliert. Obwohl die Formate von den Daten- und Pilotsignalen
von einander verschieden sind, ist das Timing-Verhältnis zwischen
den Daten- und Pilotsignalen phasengleich. Zur Demodulierung der
Daten, die in dem Datensignal getragen werden, ist es notwendig,
die Phase der Vorderflanke von jedem Frame zu bestimmen, d. h. die
Grenze des Frames zu bestimmen. Die Bestimmung der Frame-Grenze
(d. h. die Vorderflanke) wird als ”Frame-Sync” bezeichnet. Außerdem ist
es auch notwendig, ”Pilot-Sync” durchzuführen, was
bedeutet, die Phase des sekundären
Codes zu finden, das das Pilotsignal moduliert, d. h. die Vorderflanke
der sekundären
Codesequenz zu bestimmen.
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Im
Allgemeinen besitzt jedes Frame des Datensignals ein Sync-Wort oder
dergleichen. Sobald die Position des Sync-Wortes bestimmt ist, ist
die Frame-Grenze gefunden. Jedoch sind die von dem Datensignal getragenen
Daten zufällig.
Es ist möglich,
dass das Muster des Sync-Wortes auch in den Zufallsdaten auftaucht
und dabei zu einem Fehlalarm für
das Frame-Sync führt.
Eine andere Ursache, die zu einem Fehlalarm des Frame-Sync führen kann,
ist Rauschen.
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Herkömmlich sind
die empfangenen Datensymbole mit möglichen Hypothesen korreliert,
um die Frame-Grenze zu bestimmen. Daher ist die Auslastung der Korrelationsberechnung
recht stark. Außerdem
verbraucht ein Erfordernis für
relevante Hardware, wie Korrelatoren, Puffer, Prozessoren usw., hohe
Kosten. Für
Galileo E1 gibt es 250 Frame-Sync-Hypothesen für das Datensignal E1B, da jedes
Frame des E1B aus 250 Symbolen besteht. Es gibt 25 Pilot-Sync-Hypothesen
für das
Pilotsignal E1C, da jede sekundäre
Codesequenz 25 Symbole besitzt. Die am höchsten möglichen Hypothesen werden aus
Korrelationsergebnissen ausgesiebt und die ausgesiebten Hypothesen
werden durch weitere Signalverarbeitung, wie Viterbi-Decodierung,
CRC usw., verifiziert. Wie bekannt ist, sind diese Signalverarbeitungsschemata
sehr komplex und benötigen
eine lange Zeitspanne für
die Verarbeitung.
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Es
ist wünschenswert,
die Rechenkomplexität
zu verringern und die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms zu verringern,
wenn das Frame-Sync/Pilot-Sync durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung
stellt eine effektive Lösung
bereit, um solche Anforderungen zufrieden zu stellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst eine Sync-Erfassungsvorrichtung
eine Frame-Sync-Korrelationseinheit zum Korrelieren von Symbolen
aus einem Datensymbolstrom, der aus einem Datensignal konvertiert
wurde, mit möglichen
Hypothesen eines Frames des Datensignals, um Korrelationsergebnisse
auszugeben; eine Pilot-Sync-Korrelationseinheit zum Korrelieren von
Symbolen eines Pilot-Symbolstroms, der aus dem Pilotsignal konvertiert
wurde, mit möglichen
Hypothesen einer Codesequenz des Pilotsignals, um Korrelationsergebnisse
auszugeben; und eine Sync-Entscheidungseinheit, die die Korrelationsergebnisse
aus der Frame-Sync-Korrelationseinheit und Pilot-Sync-Korrelationseinheit
empfängt,
zum Bestimmen, ob ein Frame-Sync, in dem eine Vorderflanke des Frames
zu finden ist, entsprechend der Korrelationsergebnisse aus der Frame-Sync-Korrelationseinheit
gemacht wurde, zum Bestimmen, ob ein Pilot-Sync, in dem eine Vorderflanke
der Codesequenz zu finden ist, entsprechend der Korrelationsergebnisse
aus der Pilot-Sync-Korrelationseinheit gemacht wurde, und zum Auswählen, welche
Hypothesen die möglichen
Hypothesen des Frames entsprechend einem Ergebnis des Pilot-Sync
sein sollten, wenn das Pilot-Sync gemacht wurde. Die Frame-Sync-Korrelationseinheit
und die Pilot-Sync-Korrelationseinheit können parallel arbeiten. Sobald
das Pilot-Sync gemacht ist, wird ein Bereich der möglichen
Hypothesen für
die Frame-Sync-Korrelationseinheit entsprechend dem Ergebnis des
Pilot-Sync verringert. Alternativ wartet die Frame-Sync-Korrelationseinheit,
bis das Pilot-Sync gemacht ist. Dann bestimmt die Sync-Entscheidungseinheit
die möglichen Hypothesen
für die
Frame-Sync-Korrelationseinheit entsprechend dem Ergebnis des Pilot-Sync.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Sync-Erfassungsverfahren:
Korrelieren von Symbolen eines Datensymbolstroms, der aus dem Datensignal
konvertiert wurde, mit möglichen
Hypothesen eines Frames des Datensignals, um Korrelationsergebnisse
auszugeben; Korrelieren von Symbolen eines Pilot-Symbolstroms, der
aus dem Pilotsignal konvertiert wurde, mit möglichen Hypothesen einer Codesequenz
des Pilotsignals, um Korrelationsergebnisse auszugeben; Bestimmen,
ob ein Frame-Sync, in dem eine Vorderflanke des Frames zu finden
ist, entsprechend der Korrelationsergebnisse für das Datensignal gemacht wurde;
Bestimmen, ob ein Pilot-Sync, in dem eine Vorderflanke der Codesequenz
zu finden ist, entsprechend der Korrelationsergebnisse für das Pilotsignal
gemacht wurde, und Auswählen,
welche Hypothesen die möglichen
Hypothesen des Frames entsprechend einem Ergebnis des Pilot-Sync
sein sollten, wenn das Pilot-Sync gemacht wurde, während das
Frame-Sync noch nicht gemacht wurde. Die Frame-Sync-Korrelation
und die Pilot-Sync-Korrelation können
parallel betrieben werden. Sobald das Pilot-Sync gemacht ist, wird
ein Bereich der möglichen Hypothesen
für die
Frame-Sync-Korrelation entsprechend dem Ergebnis des Pilot-Sync
verringert. Alternativ wird die Pilot-Sync-Korrelation zuerst betrieben, bis
das Pilot-Sync gemacht ist. Die möglichen Hypothesen für die Frame-Sync-Korrelationseinheit
werden entsprechend dem Ergebnis des Pilot-Sync ausgewählt. Dann
wird die Frame-Sync-Korrelation basierend auf den ausgewählten möglichen
Hypothesen betrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird im Detail in Verbindung mit den anhängenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 Datenstrukturen
des Datensignals und des Pilotsignals von Galileo E1 zeigt;
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2 Datenstrukturen
des Datensignals und des Pilotsignals von GPS L1C zeigt;
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3 Datenstrukturen
des Datensignals und des Pilotsignals von GPS L5 zeigt;
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4 ein
Blockdiagramm ist, das einen erfindungsgemäßen GNSS-Empfänger schematisch und
allgemein zeigt;
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5 ist
ein Flussdiagramm, das ein Sync-Erfassungsverfahren gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
ein Flussdiagramm, das einen Entscheidungsprozess des Sync-Erfassungsverfahrens aus 5 zeigt;
und
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7 ist
ein Flussdiagramm, das ein Sync-Erfassungsverfahren gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Für ein Global
Navigation Satellite System (GNSS), in dem jeder Satellit ein Datensignal
und ein Pilotsignal sendet, sind das Datensignal und das Pilotsignal
beim Timing phasengleich. Wie erwähnt, ist das Pilotsignal durch
einen bekannten periodischen Sekundärcode moduliert. Wenn das Pilot-Sync
gemacht ist, kann das Pilot-Sync-Ergebnis als eine Hilfe verwendet
werden, um das Frame-Sync zu erzielen.
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1 zeigt
Datenstrukturen des Datensignals und Pilotsignals von Galileo E1,
das eine Art von GNSS ist. In Galileo E1 sendet jeder Satellit das
Datensignal E1B und das Pilotsignal E1C. Der obere Abschnitt dieser
Zeichnung zeigt einen Symbolstrom des Datensignals E1B, während der
untere Abschnitt einen Symbolstrom des Pilotsignals E1C zeigt. Das Datensignal
E1B wird in Frames gesendet und das Pilotsignal E1C wird als wiederholte
sekundäre Codesequenzen
gesendet. Jedes Frame des Datensignals E1B enthält 120 Datenbits und die Datenbits sind
durch ein Faltungskodierschema in 250 Symbole pro Sekunde kodiert.
Die Symbolperiode ist 4 ms. Das Pilotsignal ist durch eine periodische
sekundäre Codesequenz
moduliert. Jede Sequenz enthält
25 Symbole. Dann ist die sekundäre
Codeperiode 4 × 25 =
100 ms.
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Wie
gezeigt, enthält
jedes Frame des Datensignals E1B ein Sync-Wort (SW) aus 10 Symbolen und
einen Nutzdatenbereich von 240 Symbolen. Der Nutzdatenbereich trägt unbekannte
Daten für
die Navigation. Während
der Frame-Periode von 1 Sekunde hat das Pilotsignal E1 C die sekundäre Codesequenz
aus 25 Symbolen 10-mal wiederholt. E1B Frame-Sync wird gemacht,
wenn ein Startsymbol von SW gefunden wird. Das Startsymbol von SW
kann ein beliebiges der 250 Symbole sein, so dass die Wahrscheinlichkeit
zum Finden des SW-Startsymbols ohne jegliche Hilfsinformation 1/250
ist. E1C Pilot-Sync wird gemacht, wenn ein Startsymbol der sekundären Codesequenz
gefunden ist. Das Startsymbol der Sequenz ist eines aus den 25 Symbolen.
Wie zu sehen ist, muss das Startsymbol des Sync-Wortes SW mit dem
Startsymbol eines der zehn wiederholten Sequenzen abgestimmt sein.
Entsprechend, wenn das Pilot-Sync gemacht ist, werden dann die möglichen
Kandidaten für
das SW-Startsymbol auf 10 Symbole verringert, die jeweils mit den
Startsymbolen der zehn Sequenzen abgestimmt sind. Daher wird die
Wahrscheinlichkeit zum Finden des SW-Startsymbols auf 1/10 erhöht.
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2 zeigt
Datenstrukturen des Datensignals und des Pilotsignals von GPS L1C,
das eine weitere Art von GNSS ist. Der obere Abschnitt dieser Zeichnung
zeigt einen Symbolstrom des Datensignals L1CD, während der untere Abschnitt
einen Symbolstrom des Pilotsignals L1CP zeigt. Jedes Frame des Datensignals
L1CD besitzt 9 Bit des Wortes ”Intervallzeit” (TOI).
Das 9-Bit-TOI ist in 52 Symbole unter Verwendung der Codierung nach
Bose, Chaudhuri und Hocquenghem (BCH) codiert. Die TOI kann als SW
von Galileo E1 festgelegt werden. Zusätzlich zu dem TOI enthält jedes
Frame ferner Navigationsdaten von 1748 Symbolen. Die Symbolperiode
ist 10 ms. Das heißt,
dass das Symboltiming für
GPS L1C 100 Symbole pro Sekunde ist. Das Pilotsignal L1CP verwendet
das gleiche Symboltiming. L1CP ist mit einer sekundären Codesequenz
von 1800 Symbolen codiert, die als ein ”Überlappungscode” bezeichnet wird.
Für jedes
L1CD-Frame erscheint die Codesequenz des Pilotsignals L1CP einmal.
Das Frame-Sync für
L1CD bedeutet, dass das Startsymbol der TOI gefunden ist, und das
Pilot-Sync für
L1CP bedeutet, dass das Startsymbol der sekundären Codesequenz gefunden ist.
Wie zu sehen ist, ist die Vorderflanke von L1CD-TOI mit der Vorderflanke
des L1CP-Überlappungscodes
abgestimmt. Dementsprechend, sobald das Pilot-Sync gemacht ist,
ist auch das Frame-Sync gemacht, und umgekehrt.
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3 zeigt
Datenstrukturen des Datensignals und des Pilotsignals von GPS L5,
das eine weitere Art von GNSS ist. Die oberen drei Reihen dieser Zeichnung
zeigen einen Symbolstrom des Datensignals l5, während die unterste Reihe einen
Symbolstrom des Pilotsignals Q5 zeigt. Jedes l5 Frame enthält 8 Bit
einer Präambel
und 292 Bit von Navigationsdaten. Das 300-Bit-Frame ist mit FEC-Codierung (forward
error correction) in 600 Datensymbole codiert. Dann wird jedes Datensymbol
(die Datensymbolperiode ist 10 ms) von einer Neumann-Hoffman-(NH)-Sequenz
moduliert und jede Sequenz besitzt 10 Codesymbole (die Codesymbolperiode
ist 1 ms). Das Symboltiming ist 1000 Symbole pro Sekunde. Das Pilotsignal
Q5 besitzt eine 20 Symbol sekundär
NH-Sequenz, die mit dem gleichen Symboltiming von 1000 Symbole pro
Sekunde wiederholt wird. Zur Durchführung des l5-Frame-Sync sollte
ein Startbit der Präambel,
die mit dem SW von Galileo E1 äquivalent
ist, gefunden werden. Zum Finden des Startbits der Präambel muss
zunächst
das I5-Datensymbol-Sync erzielt werden. Zur Durchführung des Q5-Pilot-Sync
muss ein Startsymbol der sekundären Codesequenz
(d. h. die 20 Symbol NH-Sequenz) gefunden werden. Obwohl die intermediäre Konvertierung
des I5-Frames kompliziert ist, wird das Startbit der Präambel indirekt
mit dem Startsymbol einer der Q5 sekundären Codesequenzen abgestimmt.
Dementsprechend, wenn das Startsymbol der Q5 sekundären Codesequenz
bestimmt ist, wird es wesentlich leichter sein, das Präambel-Startbit
zu bestimmen.
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In
den folgenden Beschreibungen wird Galileo E1 als ein Beispiel zum
Vortragen der technischen Merkmale der Erfindung genommen.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das einen erfindungsgemäßen GNSS-Empfänger 100 zeigt.
Der Empfänger
beinhaltet eine Antenne 101 zum Empfangen eines Satellitensignals.
Die Satellitensignale von jedem Satelliten beinhalten ein Datensignal
und ein Pilotsignal. Ein RF-Front-End 103 wird zur Durchführung von
RF-relevanten Vorgängen,
wie rückwärts Konvertierung
usw., verwendet, wie in diesem Gebiet breit bekannt ist. Der Empfänger 100 besitzt einen
Daten-Codekorrelator 125 zum Korrelieren des Signals aus
dem RF-Front-End 103 mit einem Ranging-Code für das Datensignal
(d. h. ein primärer
Code), um einen Daten-Symbolstrom auszugeben, und einen Pilot-Codekorrelator 127 zum
Korrelieren des Signals aus dem RF-Front-End 103 mit einem
Ranging-Code für
das Pilotsignal (d. h. ein sekundärer Code), um einen Pilot-Symbolstrom
auszugeben. Mit Galileo E1 als ein Beispiel gibt der Daten-Codekorrelator 125 einen
Daten-Symbolstrom symB des Datensignals E1B aus und der Pilot-Codekorrelator 127 gibt
einen Pilot-Symbolstrom symC des Pilotsignals E1C aus.
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Erfindungsgemäß besitzt
der Empfänger
100 eine
Sync-Erfassungsvorrichtung
130. Die Sync-Erfassungsvorrichtung
130 beinhaltet
eine Frame-Sync-Korrelationseinheit
135 zum Korrelieren der
Symbole des Daten-Symbolstroms symB mit den möglichen Hypothesen, um die
Korrelationsergebnisse davon auszugeben. Für E1B gibt es 250 zu korrelierende
Hypothesen, wie vorstehend erwähnt,
wenn es keine andere Hilfsinformation gibt, um den Korrelationsbereich
zu verringern. Eine einfache Frame-Sync-Korrelationsregel ist: für einen
gegebenen empfangenen symB-Strom, {symB[0], symB[1], ..., symB[249]},
wird die Schätzung
der Sync-Wort-(SW)-Position X als der Wert von x genommen, was die
Statistik maximiert
worin {SW[0], SW[1], ...,
SW[9]} das Sync-Wort ist und x aus fsListe = {0, 1, ..., 249} ausgewählt wird. Andere
Regeln oder Implementierungen sind auch möglich. Die Frame-Sync-Korrelationseinheit
135 aktualisiert
fsBin[x] für
x in der zugewiesenen fsListe durch Verarbeitung des empfangenen
symB. Dementsprechend wird ein Satz der Korrelationsergebnisse fsBin[x],
für x =
{0, 1, ..., 249} von der Frame-Sync-Korrelationseinheit
135 ausgegeben.
Eine Pilot-Sync-Korrelationseinheit
137 wird verwendet, um
die Symbole des Pilot-Symbolstroms symC mit den möglichen
Hypothesen zu korrelieren, um die Korrelationsergebnisse davon auszugeben.
Zum Beispiel ist eine einfache Pilot-Sync-Korrelationsregel: für einen
gegebenen empfangenen symC-Strom, {symC[0], symC[1], ..., symC[24]},
wird die Schätzung
der Anfangsposition des sekundären
Codes (oder sekundäre
Codephase) Y als der Wert von y genommen, was die Statistik maximiert
worin {NH[0], NH[1], ...,
NH[24]} die sekundäre
Codesequenz ist und y aus psListe = {0, 1, ..., 24} ausgewählt wird.
Andere Regeln oder Implementierungen sind möglich. Die Pilot-Sync-Korrelationseinheit
137 aktualisiert
psBin[y] für
y in der zugewiesenen psListe durch Verarbeitung des empfangenen
symC. Dementsprechend wird ein Satz der Korrelationsergebnisse psBin[y],
für y =
{0, 1, ..., 24) von der Pilot-Sync-Korrelationseinheit
137 ausgegeben.
Für E1C
gibt es 25 zu korrelierende Symbole, wie vorstehend erwähnt. Dementsprechend
wird ein Satz der Korrelationsergebnisse psBin[y], für y = {0,
1, ..., 24} von der Pilot-Sync-Korrelationseinheit
137 ausgegeben.
Die Sync-Erfassungsvorrichtung
130 besitzt ferner eine
Sync-Entscheidungseinheit
140. Die Sync-Entscheidungseinheit
140 empfängt die
Korrelationsergebnissätze
fsBin[x] des Daten-Symbolstroms symB und psBin[y] des Pilot-Symbolstroms symC,
um das Frame-Sync und Pilot-Sync durchzuführen. Die Vorgänge der
Sync-Erfassungsvorrichtung
130 werden später weiter
im Detail beschrieben.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das ein Sync-Erfassungsverfahren zeigt, das von
der Sync-Erfassungsvorrichtung 130 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Das Sync-Erfassungsverfahren
dieser Ausführungsform
wird als ein parallel Sync-Erfassungsverfahren bezeichnet. Galileo
E1 wird hier wieder als ein Beispiel beschrieben. In Schritt S510
startet ein Sync-Erfassungsprozess. In Schritt S520 bestimmt die
Sync-Entscheidungseinheit 140 eine Liste der Frame-Sync-Hypothesen
fsListe und eine Liste von Pilot-Sync-Hypothesen psListe. In dem
Galileo E1 Beispiel die Frame-Sync-Liste fsListe = {0, 1, ..., 249},
die 250 Hypothesen beinhaltet, während
die Pilot-Sync-Liste psListe = {0, 1, ..., 24), die 25 Hypothesen
beinhaltet, ohne Verwendung von Hilfsinformation, um die Hypothesenanzahl zu
verringern. Falls es Hilfsinformation von einem PVT (Position-Velocity-Time)-Navigationsprozessor
oder einem AGNSS (Assisted-GNSS)-Server gibt, kann die Hypothesenanzahl
der Frame-Sync-Liste fsListe und Pilot-Sync-Liste psListe verringert
werden. Die Sync-Entscheidungseinheit 140 stellt die bestimmte
Frame-Sync-Liste fsListe und Pilot-Sync-Liste psListe für die Frame-Sync-Korrelationseinheit 135 bzw.
die Pilot-Sync-Korrelationseinheit 137 bereit.
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In
Schritt S530 empfängt
die Frame-Sync-Korrelationseinheit 135 den Daten-Symbolstrom
von symB (oder als ein Frame-Symbolstrom bezeichnet) und aktualisiert
die Frame-Sync-Statistik fsBin[x] für x in der Frame-Sync-Liste
fsListe. In Schritt S540 empfängt
die Pilot-Sync-Korrelationseinheit 137 den Pilot-Symbolstrom
von symC und aktualisiert die Pilot-Sync-Statistik psBin[y] für y in der Pilot-Sync-Liste
psListe. Es wird angemerkt, dass die Schritte S530 und S540 praktisch
parallel ausgeführt werden.
Der Frame-Symbolstrom symB und der Pilot-Symbolstrom symC aus dem
Daten-Codekorrelator 125 und dem Pilot-Codekorrelator 127 werden
in diesem Beispiel alle 4 ms gesampelt und die aktualisierten Korrelationsergebnisse
fsBin[x] und psBin[y] werden an die Sync-Erfassungsvorrichtung 130 weitergegeben.
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Die
Korrelationsergebnisse fsBin[x] und psBin[y] werden an die Sync-Entscheidungseinheit 140 weitergegeben
und die Sync-Entscheidungseinheit 140 entscheidet, ob das
Frame-Sync und das Pilot-Sync in Schritt S550 gemacht sind. Falls
weder das Frame-Sync noch das Pilot-Sync gemacht wurde, geht der
Prozess zu den Schritten S530 und S540 zurück. Falls die Sync-Entscheidungseinheit 140 bestimmt,
dass das Frame-Sync gemacht ist, bedeutet das, dass das Pilot-Sync
auch gemacht ist. Dann entscheidet die Sync-Entscheidungseinheit 140,
dass es ein Sync_gemacht-Modus ist, und stoppt die Vorgänge der
Frame-Sync-Korrelationseinheit 135 und der Pilot-Sync-Korrelationseinheit 137.
Der gesamte Prozess der Sync-Erfassung endet in Schritt S570.
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Wenn
die Sync-Entscheidungseinheit 140 bestimmt, dass das Pilot-Sync
gemacht wurde, während
das Frame-Sync nicht gemacht wurde, dann ist es ein Sync_Teilmodus.
Die Pilot-Sync-Korrelationseinheit 137 kann deaktiviert werden.
Die Sync-Entscheidungseinheit 140 ändert die Frame-Sync-Liste fsListe,
d. h. ändert
die Hypothesen, die in der Frame-Sync-Liste fsListe gelistet sind,
gemäß dem Pilot-gemacht-Ergebnis
in Schritt S560. Wie vorstehend in dem Fall von Galileo E1 beschrieben,
sobald das Startsymbol der sekundären Pilot-Codesequenz gefunden
wurde, werden mögliche
Hypothesen für das
Startsymbol von SW auf zehn Symbole verringert, die mit den Startsymbolen
der jeweiligen wiederholten sekundären Pilot-Codesequenzen abgestimmt
sind. Wenn zum Beispiel das Symbol 0 aus der Pilot-Sync-Liste psListe
als das Startsymbol der sekundären
Pilot-Codesequenz bestimmt wird, dann kann die Frame-Sync-Liste
fsListe in eine neue Frame-Sync-Liste fsListe = {0, 25, 50, 75,
100, 125, 150, 175, 200, 225} geändert
werden. In dem Fall von Galileo E1 wird die fsListe von einer 250-Symbol-Liste
in eine 10-Symbol-Liste geändert,
wenn das Startsymbol der sekundären
Pilot-Codesequenz bestimmt ist. In einer weiteren Ausführungsform
können
diese neue fsListe und die alte fsListe verwendet werden, um die
nächste
fsListe zu bestimmen. Wenn zum Beispiel die alte fsListe {49, 50,
..., 76} aus der PVT Navigationsprozessorvorhersage oder den Frame-Sync-Korrelationsergebnissen
ist, dann wird die nächste
fsListe, die in der folgenden Frame-Sync-Korrelation und -Detektion
verwendet wird, in {50, 75} geändert.
Daher wird eine Menge an Frame-Sync-Hypothesenkorrelation und Berechnungsleistung
gespart. Zusätzlich
wird die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms des Frame-Sync verringert.
Es wird angemerkt, dass die Frame-Sync-Liste fsListe nur einmal
durch das Pilot-Sync-Ergebnis geändert wird,
sobald das Pilot-Sync gemacht ist. Dann wiederholt der Prozess die
Schritte S530 und S550 bis das Frame-Sync gemacht ist.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das den Entscheidungsschritt S550 des vorstehend
im Detail beschriebenen Sync-Erfassungsverfahrens zeigt. In Schritt
S600 beginnt ein Sync-Entscheidungsprozess. In Schritt 610 führt die
Sync-Entscheidungseinheit 140 die Frame-Sync-Erfassung
aus, d. h. bestimmt ein Startsymbol des Frames aus dem Frame-Korrelationsergebnis
fsBin[x]. In Schritt S621 bestimmt die Sync-Entscheidungseinheit 140,
ob das Frame-Sync gemacht ist. Falls ja, wird es als der Sync_gemacht-Modus
gesetzt (Schritt S625). Falls nicht, wird in Schritt S630 bestimmt,
ob das Pilot-Sync gemacht ist.
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Wie
bekannt, kann das Pilot-Sync nicht am Anfang gemacht werden. Falls
nein, führt
die Sync-Entscheidungseinheit 140 die Pilot-Sync-Erfassung
aus dem Pilot-Korrelationsergebnis psBin[y] in Schritt S640 aus.
In Schritt S652 wird bestimmt, ob das Pilot-Sync gemacht ist. Falls
das Pilot-Sync gemacht ist, dann wird es als der Sync_Teilmodus
in Schritt S660 gesetzt. Diese Frame-Sync-Liste wird geändert. Falls
das Pilot-Sync nicht gemacht wurde, wird der Prozess als der Sync_Haltemodus
gesetzt. Das heißt,
dass die Frame-Sync-Erfassung und die Pilot-Sync-Erfassung fortgesetzt
werden. Sobald das Pilot-Sync gemacht ist, ist in jedem Sync-Entscheidungsprozess
der folgenden Kreisläufe
das bestimmte Ergebnis des Schrittes S630 immer ”J”. Das heißt, dass nachdem das Pilot-Sync
gemacht ist, die Frame-Sync-Liste geändert wird und es nur notwendig
ist, die Frame-Sync-Erfassung basierend auf der geänderten
Frame-Sync-Liste auszuführen,
bis das Frame-Sync gemacht ist.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das ein Sync-Erfassungsverfahren zeigt, das von
der Sync-Erfassungsvorrichtung 130 gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Das Sync-Erfassungsverfahren der
vorliegenden Ausführungsform
wird als ein sequenzielles Sync-Erfassungsverfahren bezeichnet. Anstatt
die Frame-Sync-Erfassung und die Pilot-Sync-Erfassung parallel durchzuführen, wird
in der vorliegenden Ausführungsform
die Pilot-Sync-Erfassung zuerst durchgeführt und die Frame-Sync-Erfassung
ist auf Standby, bis das Pilot-Sync gemacht ist. In Schritt S710
startet ein Sync-Erfassungsprozess. In Schritt S715 bestimmt die
Sync-Entscheidungseinheit 140 eine Liste von Pilot-Sync-Hypothesen
psListe. In Schritt S720 empfängt
die Pilot-Sync-Korrelationseinheit 137 den Pilot-Symbolstrom
symC von Galileo E1 beispielsweise und errechnet das Korrelationsergebnis
psBin[y] (d. h. das Pilot-Korrelationsergebnis) für die Hypothese
y in der Pilot-Sync-Liste psListe. In Schritt S740 bestimmt die Sync-Entscheidungseinheit 140,
ob das Pilot-Sync gemacht ist. Falls nicht, kehrt der Prozess zu
Schritt S720 zurück.
Falls das Pilot-Sync gemacht wurde, geht der Prozess zu Schritt
S750, um eine Liste von Frame-Hypothesen fsListe zu bestimmen. In
dem Fall von Galileo E1 enthält
die bestimmte fsListe maximal nur 10 Hypothesen, da das Startsymbol
der sekundären Codesequenz
des Pilot-Symbolstroms symC gefunden wurde. Der PVT-Navigationsprozessor
kann die mögliche
Frame-Sync-Wortposition vorhersagen, wenn Hilfsdaten verfügbar sind,
und verringert somit weiter die Größe der fsListe. In Schritt S760
empfängt
die Frame-Sync-Korrelationseinheit 135 den Pilot-Symbolstrom
symB und errechnet das Korrelationsergebnis fsBin[x] (d. h. das
Frame-Korrelationsergebnis) für
eine Hypothese x in der Frame-Sync-Liste fsListe, bis das Frame-Startsymbol bestimmt
ist. Alternativ werden die Korrelationsergebnisse fsBin[x] für sämtliche
Kandidaten in der Frame-Sync-Liste fsListe parallel errechnet und
werden dann verifiziert, um die Vorderflanke des Frames gemäß fsBin[x]
und dem Pilot-Sync-Ergebnis zu bestimmen. In Schritt S770 wird bestimmt,
ob das Frame-Sync gemacht ist. Falls nicht, kehrt der Prozess zu
Schritt S760 zurück.
Falls das Frame-Sync gemacht ist, endet dann die Sync-Erfassung
in Schritt S780.
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In
der vorliegenden Erfindung wird die Pilot-Sync-Erfassung parallel
mit der Frame-Sync-Erfassung durchgeführt, alternativ wird die Pilot-Sync-Erfassung
vor der Frame-Sync-Erfassung durchgeführt. Sobald die Pilot-Sync-Erfassung
gemacht ist, kann das Pilot-Sync-Ergebnis verwendet werden, um den
Erfassungsbereich der Frame-Sync-Erfassung zu verringern. Daher
können
die Signalverarbeitungsauslastung sowie das Puffererfordernis für die Frame-Sync-Erfassung
verringert werden. Zusätzlich
können
die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms verringert, die Zeit zum
Erzielen des Frame-Sync verkürzt
und die Sync-Empfindlichkeit verbessert werden, da die Anzahl der
Kandidaten der Frame-Sync-Hypothesen wesentlich gesenkt wird, sobald
das Pilot-Sync gemacht ist.
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Während die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung detailliert dargestellt und beschrieben
wurden, können
verschiedene Modifikationen und Änderungen
von Fachleuten auf diesem Gebiet vorgenommen werden. Die Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist daher in einem erläuternden
aber nicht einschränkenden
Sinne beschrieben. Es ist vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf die bestimmten Formen wie dargestellt eingeschränkt werden
soll und dass sämtliche Modifikationen
und Änderungen,
die das Wesen und Gebiet der vorliegenden Erfindung bewahren, sich
in dem Schutzumfang befinden, wie in den angefügten Ansprüchen definiert ist.
