DE102013109439B3 - A method, apparatus, system and computer program for providing a common received signal to a plurality of receivable transmitters - Google Patents

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    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/28Satellite selection

Abstract

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Vorrichtung (100) zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignales (120) für eine Mehrzahl von empfangbaren Sendern (140a–140c), basierend auf einer Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a–110d), die jeweils Signalkomponenten zumindest eines Senders der Mehrzahl von Sendern aufweisen. Die Vorrichtung (100) umfasst einen Positionsfinder (102), der ausgebildet ist, um unter Verwendung der Mehrzahl von empfangenen Signale (110a–110d) für jeden Sender zumindest einer Teilmenge der empfangbaren Sender eine Positionsinformation (112a–112c) zu bestimmen, wobei die Positionsinformation eine Information über eine Position des jeweiligen Senders enthält. Ein Gruppierer (104) ist ausgebildet, um zumindest eine Gruppenposition (114) für mindestens einen ersten Sender (140a) und einen zweiten Sender (140b) der Teilmenge zu bestimmen, wobei die Gruppenposition (114) zu der Position des ersten Senders (140a) und des zweiten Senders (140b) korrespondiert. Ein Signalerzeuger (106) ist ausgebildet, um unter Verwendung der Gruppenposition (114) und der Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a–110d) ein gerichtetes gemeinsames Gruppensignal (116) für den ersten Sender (140a) und den zweiten Sender (140b) zu bestimmen, und um unter Verwendung der Positionsinformation (112c) des dritten Senders (140c) und der Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a–110d) ein gerichtetes Empfangssignal (118) für den dritten Sender (140c) zu bestimmen. Ein Signalkombinierer (108) ist ausgebildet, das Gruppensignal (116) und das gerichtete Empfangssignal (118) zu kombinieren, um das gemeinsame Empfangssignal (120) bereitzustellen.Embodiments relate to a device (100) for providing a common received signal (120) for a plurality of receivable transmitters (140a-140c), based on a plurality of received signals (110a-110d), each of the signal components of at least one transmitter of the plurality of transmitters. The device (100) comprises a position finder (102) which is designed to use the plurality of received signals (110a-110d) to determine position information (112a-112c) for each transmitter for at least a subset of the receivable transmitters, the Position information contains information about a position of the respective transmitter. A grouper (104) is designed to determine at least one group position (114) for at least one first transmitter (140a) and a second transmitter (140b) of the subset, the group position (114) being related to the position of the first transmitter (140a) and the second transmitter (140b) corresponds. A signal generator (106) is designed to determine a directional common group signal (116) for the first transmitter (140a) and the second transmitter (140b) using the group position (114) and the plurality of received signals (110a-110d) and using the position information (112c) of the third transmitter (140c) and the plurality of received signals (110a-110d) to determine a directional received signal (118) for the third transmitter (140c). A signal combiner (108) is designed to combine the group signal (116) and the directional received signal (118) in order to provide the common received signal (120).

Description

Ausführungsbeispiele befassen sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignals für eine Mehrzahl von empfangbaren Sendern, basierend auf einer Mehrzahl von empfangenen Signalen, die jeweils Signalkomponenten zumindest eines Senders der Mehrzahl von Sendern aufweisen. Embodiments are concerned with a method and apparatus for providing a common receive signal to a plurality of receivable transmitters based on a plurality of received signals each having signal components of at least one transmitter of the plurality of transmitters.

Anwendungen, in denen das von einer Mehrzahl von räumlich getrennten Sendern empfangene Signal gemeinsam ausgewertet wird, sind zahlreich. Beispielsweise werden bei Satellitennavigationssystemen die von den Sendern der einzelnen Satelliten ausgesendeten Signale gemeinsam empfangen und ausgewertet. Um eine Positionsbestimmung zu ermöglichen, ist es erforderlich, aus dem empfangenen Signal die Anteile der einzelnen Satelliten bzw. der einzelnen Sender zu extrahieren und die Signalanteile der jeweiligen Satelliten zur Positionsbestimmung getrennt voneinander zu analysieren. Applications in which the signal received from a plurality of spatially separated transmitters is evaluated together are numerous. For example, in satellite navigation systems, the signals emitted by the transmitters of the individual satellites are received and evaluated together. In order to enable a position determination, it is necessary to extract from the received signal the components of the individual satellites or of the individual transmitters and to analyze the signal components of the respective satellites for position determination separately of one another.

Solche Systeme werden nachfolgend auch als globale Satellitennavigationssysteme (GNSS) bezeichnet. Auf Grund der geringen Leistungspegel von GNSS-Signalen auf der Erdoberfläche (ca. –130 dBm) und der großen Distanz zwischen Satellit und Empfänger kann der Empfang der Satellitensignale leicht gestört werden. Störungen können zum Beispiel durch Objekte in der direkten Sichtverbindung zwischen Satellit und Empfänger verursacht werden. Dies kann zu zusätzlichen Dämpfungen bei der Übertragung führen, wodurch der GNSS-Empfänger die Satellitensignale möglicherweise nur schwer oder sogar überhaupt nicht mehr detektieren kann. Ähnliche Effekte können auch durch absichtliche Störsignale/Hochfrequenzstörungen erzielt werden, die im selben Frequenzbereich wie die GNSS-Signale abgestrahlt werden. Dies kann den Empfang empfindlich stören und eine Positionsbestimmung möglicherweise verhindern. Es existieren verschiedene Ansätze, den Einfluss dieser Störsignale zu minimieren. Eine Möglichkeit der Störunterdrückung basiert auf der Verwendung von Mehrantennensystemen mit veränderlicher Richtcharakteristik („Controlled Radiation Pattern“ oder CRPA-Antennen). Dabei können unter anderem auch bereits existierende Empfänger oder GNSS-Empfänger durch ein Vorschaltgerät in Verbindung mit einer CRPA-Antenne und entsprechender Störunterdrückung nachgerüstet werden. Die Verbindung zwischen Vorschaltgerät und GNSS-Empfänger kann dabei über die Hochfrequenz (HF-Schnittstelle) des GNSS-Empfängers stattfinden. Such systems are also referred to below as Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Due to the low power levels of GNSS signals on the earth's surface (about -130 dBm) and the large distance between satellite and receiver, the reception of the satellite signals can easily be disturbed. Disturbances can be caused, for example, by objects in the direct line of sight between satellite and receiver. This can lead to additional attenuation in the transmission, which may make the GNSS receiver difficult or even impossible to detect the satellite signals. Similar effects can also be achieved by deliberate noise / radio frequency noise emitted in the same frequency range as the GNSS signals. This can severely disturb the reception and possibly prevent positioning. There are various approaches to minimize the influence of these interfering signals. One possibility of interference suppression is based on the use of variable antenna multiple antenna systems ("Controlled Radiation Pattern" or CRPA antennas). Among other things, already existing receivers or GNSS receivers can be retrofitted by a ballast in conjunction with a CRPA antenna and corresponding interference suppression. The connection between ballast and GNSS receiver can take place via the radio frequency (RF interface) of the GNSS receiver.

Mit Hilfe einer CRPA-Antenne und durch Gewichtung der Eingangsdaten mit entsprechenden Filterkoeffizienten lassen sich beispielsweise räumliche Nullstellen in Richtung der Störsignale erzeugen. Diese Vorgehensweise wird auch als null steering bezeichnet. Durch das null steering kann der Einfluss der Störsignale minimiert werden. Auch möglich ist die Verwendung von Filtern, beispielsweise die Implementierung eines FIR-Filters zur Unterdrückung von schmalbandigen Störsignalen. Dabei findet die Filterung beim FIR-Filter im Zeitbereich und nicht wie bei einer CRPA-Antenne im Raumbereich statt. Auf Grund von Größenbeschränkung und einer daraus resultierenden geringen Elementanzahl einer CRPA-Antenne können möglicherweise nicht beliebig viele räumliche Nullstellen ausgebildet werden. Manchmal werden deshalb räumliche und zeitliche Filterung miteinander kombiniert. Dies ist auch bekannt als Raumzeitfilterung bzw. Space-Time Adaptive Processing (STAP). Bei dieser Vorgehensweise wird in der Regel nur ein einzelnes störreduziertes Ausgangssignal für alle Satelliten erzeugt. Bei dieser Verarbeitungstechnik werden die Eigenschaften bzw. die Fähigkeit einer CRPA-Antenne bezüglich Nullstellenbildung ausgenutzt. By means of a CRPA antenna and by weighting the input data with corresponding filter coefficients, it is possible, for example, to generate spatial zeros in the direction of the interference signals. This procedure is also referred to as zero steering. The zero steering minimizes the influence of interfering signals. It is also possible to use filters, for example the implementation of an FIR filter for the suppression of narrow-band interference signals. The filtering of the FIR filter takes place in the time domain and not in the spatial domain as with a CRPA antenna. Due to the size limitation and the resulting low number of elements of a CRPA antenna, it may not be possible to form an arbitrary number of spatial zeros. Sometimes spatial and temporal filtering are combined. This is also known as space-time filtering or space-time adaptive processing (STAP). In this approach, usually only a single noise-reduced output signal is generated for all satellites. This processing technique exploits the properties of a CRPA antenna for zeroing.

Eine weitere nützliche Eigenschaft von CRPA-Antennen ist die Möglichkeit der Schwenkung des Antennendiagrammmaximums in eine beliebige Raumrichtung („beamsteering“). Durch das beamsteering kann für eine zuvor bestimmte Raumrichtung, z.B. die Richtung eines GNSS-Satelliten, mittels der CRPA-Antenne ein Gewinn erzielt werden. Dadurch verbessert sich für die eingestellte Blickrichtung der nutzbare Signalpegel bzw. das Signal-zu-Rauschleistungsverhältnis (SNR). Durch den zusätzlichen Gewinn kann es möglich werden, auch sehr schwache Satellitensignale trotz schlechter Empfangsbedingungen zu detektieren und bei der Berechnung der Navigationslösung (d.h. bei Position, Geschwindigkeit und Zeit) zu verwenden. Another useful feature of CRPA antennas is the ability to pan the antenna pattern maximum into any spatial direction ("beamsteering"). By the beamsteering, for a previously determined spatial direction, e.g. the direction of a GNSS satellite, using the CRPA antenna to make a profit. This improves the usable signal level or the signal-to-noise ratio (SNR) for the set viewing direction. The additional gain makes it possible to detect even very weak satellite signals despite poor reception conditions and to use them in the calculation of the navigation solution (i.e., position, speed, and time).

Bei der Anwendung des Beamsteering-Verfahrens zum Erzeugen eines gemeinsamen Empfangssignales für einen Empfänger eines Satellitennavigationssystems, beispielsweise in einem Vorschaltgerät zur Nachrüstung eines bestehenden Empfängers, werden die einzelnen Beamsteering-Signale der Satelliten wieder zusammengeführt. Durch diese Addition sinkt das Rauschleistungsverhältnis (SNR) von jedem einzelnen Satelliten jedoch wieder deutlich ab, da der Rauschanteil unkorreliert ist und jede Verdopplung der zu addierenden beamsteering Signale die SNR-Werte der Signalkomponenten der einzelnen Satelliten im Ausgangssignal um ca. 3 dB reduziert. When using the Beamsteering method for generating a common received signal for a receiver of a satellite navigation system, for example in a ballast for retrofitting an existing receiver, the individual beamsteering signals of the satellites are reunited. However, this addition significantly decreases the noise power ratio (SNR) of each individual satellite since the noise component is uncorrelated and each doubling of the beamsteering signals to be added reduces the SNR values of the signal components of the individual satellites in the output signal by approximately 3 dB.

Die US Patentanmeldung 2005/0228841 betrifft elektrische und elektronische Systeme und Verfahren. Insbesondere betrifft das Dokument Systeme und Verfahren zur Verarbeitung von GPS-Signalen und anderen Signalen. US patent application 2005/0228841 relates to electrical and electronic systems and methods. In particular, the document relates to systems and methods for processing GPS signals and other signals.

Die US Patentanmeldung 2002/169578 betrifft einen GPS Receiver, der selbst unter gestörten Empfangsbedingungen seine Lage bestimmen kann, indem ein Antennenarray mit einem neuen Signalverarbeitungssystem verwendet wird. Das unterstützende Signalverarbeitungssystem umfasst eine blinde adaptive Nulling Prozessor, um dem Receiver zu ermöglichen, mit einem die Störungen unterdrückenden Signal zu arbeiten. US patent application 2002/169578 relates to a GPS receiver which can determine its position even under disturbed reception conditions by using an antenna array with a new signal processing system. The assistive signal processing system includes a blind adaptive nulling processor to allow the receiver to work with a noise canceling signal.

Es besteht somit das Bedürfnis, ein gemeinsames Empfangssignal für eine Mehrzahl von empfangbaren Sendern mit verbesserten Eigenschaften zu erzeugen. There is thus a need to generate a common received signal for a plurality of receivable transmitters with improved characteristics.

Ausführungsbeispiele ermöglichen dies, indem bei dem Verfahren zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignals für eine Mehrzahl von empfangbaren Sendern zunächst zumindest für mindestens einen ersten Sender und einen zweiten Sender ein gemeinsames Gruppensignal bestimmt wird, welches mit weiteren gerichteten Empfangssignalen kombiniert wird, um ein gemeinsames Empfangssignal mit verbesserter Charakteristik bereitzustellen. Ausführungsbeispiele des Verfahrens verwenden dabei eine Mehrzahl von empfangenen Signalen, die jeweils Signalkomponenten zumindest eines Senders einer Mehrzahl von Sendern aufweisen. Insbesondere wird für zumindest den ersten und den zweiten Sender zunächst eine gemeinsame Gruppenposition bestimmt, die zu der Position des ersten Senders und des zweiten Senders korrespondiert und die wiederum durch einen Vergleich von Positionsinformationen bestimmt wird, die eine Information über eine Position des jeweils zugeordneten Senders enthält. Embodiments make this possible by first determining at least for at least one first transmitter and one second transmitter, in the method for providing a common received signal for a plurality of receivable transmitters, a common group signal which is combined with further directed received signals in order to obtain a common received signal with improved reception To provide characteristics. Embodiments of the method in this case use a plurality of received signals which each have signal components of at least one transmitter of a plurality of transmitters. In particular, for at least the first and second transmitters, a common group position is initially determined which corresponds to the position of the first transmitter and the second transmitter and which in turn is determined by a comparison of position information containing information about a position of the respectively assigned transmitter ,

D.h. mit anderen Worten, gemäß den Ausführungsbeispielen wird zunächst eine Gruppierung der Sender vorgenommen, die auf der bestimmten Position eines jeden einzelnen Senders basiert. Insoweit die einzelnen Sender räumlich benachbart sind, können diese von einem gemeinsamen Gruppensignal repräsentiert werden, wobei aufgrund der räumlichen Nähe der Sender zueinander eine Signalkomponente eines jeden Senders innerhalb des beispielsweise mittels beamsteering erzeugten Gruppensignales mit einem hohen Signal-zu-Rausch-Verhältnis vorliegen kann. Verglichen mit Ansätzen, bei denen für jeden einzelnen Sender zunächst ein separates gerichtetes Empfangssignal mittels beamsteering erzeugt wird, welches dann mit den übrigen gerichteten Empfangssignalen kombiniert wird, kann durch die Bestimmung einer Gruppenposition für eine Mehrzahl von Sendern die Anzahl der zu kombinierenden Signale reduziert werden, die erforderlich ist, um ein gemeinsames Empfangssignal zu erzeugen. Dies verringert die Anzahl der sich inkohärent addierenden Rauschsignale und erhöht somit das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Signalanteile der Signale der einzelnen Sender in dem gemeinsamen Empfangssignal. That in other words, according to the embodiments, a grouping of the transmitters based on the particular position of each individual transmitter is first performed. As far as the individual transmitters are spatially adjacent, they can be represented by a common group signal, due to the spatial proximity of the transmitter to each other, a signal component of each transmitter can be present within the group signal generated for example by means of beamsteering with a high signal-to-noise ratio. Compared with approaches in which for each individual transmitter initially a separate directional received signal is generated by means of beamsteering, which is then combined with the other directional received signals, by determining a group position for a plurality of transmitters, the number of signals to be combined can be reduced. which is required to generate a common received signal. This reduces the number of incoherently adding noise signals and thus increases the signal-to-noise ratio of the signal components of the signals of the individual transmitters in the common received signal.

Mit anderen Worten kann dadurch möglicherweise ein gemeinsames Empfangssignal bereitgestellt werden, das hinsichtlich der Signal-zu-Rausch-Charakteristik der Signalanteile der einzelnen Sender verbessert ist. In other words, this may possibly provide a common received signal, which is improved in terms of the signal-to-noise characteristic of the signal components of the individual transmitters.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird zusätzlich der Signalanteil des ersten Senders, des zweiten Senders und des dritten Senders in dem gemeinsamen Empfangssignal bestimmt. Dies kann es ermöglichen, die Signalanteile der einzelnen Sender während des Kombinierens bzw. des Erzeugens des gemeinsamen Empfangssignals an die Bedürfnisse eines Empfängers anzupassen, mittels dem das gemeinsame Empfangssignal weiterverarbeitet wird. Insbesondere kann dadurch möglicherweise erreicht werden, dass im gemeinsamen Empfangssignal ein jeder Sender näherungsweise einen Signalanteil mit identischem Signalzu-Rausch-Verhältnis besitzt, auch wenn Signale einzelner Sender mit deutliche geringeren Pegeln empfangen werden als die anderer Sender. Mit anderen Worten kann bei der Kombination eines Gruppensignals und eines gerichteten Empfangssignals beispielsweise das gerichtete Empfangssignal geringer gewichtet werden, wenn der Signalanteil des dem gerichteten Empfangssignales zugeordneten dritten Senders im gemeinsamen Empfangssignal höher ist, als wenn der Signalanteil des dritten Sender im gemeinsamen Empfangssignal geringer ist. In addition, according to some embodiments, the signal component of the first transmitter, the second transmitter and the third transmitter is determined in the common received signal. This can make it possible to adapt the signal components of the individual transmitters during the combination or generation of the common received signal to the needs of a receiver, by means of which the common received signal is further processed. In particular, this may possibly achieve that in the common received signal each transmitter has approximately a signal component with identical signal-to-noise ratio, even if signals from individual transmitters are received at significantly lower levels than those of other transmitters. In other words, in the combination of a group signal and a directional received signal, for example, the directional received signal can be weighted less if the signal component of the third transmitter associated with the directional received signal is higher in the common received signal than if the signal component of the third transmitter in the common received signal is lower.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignals benutzt, um ein gemeinsames Empfangssignal für einen Empfänger eines satellitengestützten Ortungssystems bereitzustellen. D.h., das erzeugte gemeinsame Empfangssignal ist geeignet bzw. dazu bestimmt, von einem Empfänger eines Satellitennavigationssystems verwendet zu werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Repräsentation des gemeinsamen Empfangssignals als analoges Signal derart bereitgestellt wird, dass dieses unmittelbar an einem Signaleingang eines herkömmlichen Empfängers für ein Satellitennavigationssystem angelegt werden kann. Beispielsweise kann ein im Zwischenband erzeugtes gemeinsames Empfangssignal mittels eines Mischers auf eine Trägerfrequenz moduliert oder gemischt werden, die der Trägerfrequenz eines Satellitennavigationssystems entspricht. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird eine solche Vorrichtung somit als ein Vorschaltgerät für einen herkömmlichen Satellitenempfänger verwendet, um die Positionierungsgenauigkeit bzw. die Empfangsleistung des Empfängers mittels des Vorschaltgeräts zu verbessern. Um die Signalverarbeitung zum Erzeugen des gemeinsamen Empfangssignals effizient zu ermöglichen, wird diese gemäß einigen Ausführungsbeispielen in der digitalen Domäne durchgeführt. Manche Ausführungsbeispiele weisen daher einen oder mehrere Analog-zu-Digital-Umsetzer bzw. A/D Wandler auf, um eine analoge Repräsentation der Mehrzahl der empfangenen Signale, die von einem Mehrantennensystem bereitgestellt werden kann, in die digitale Domäne zu transferieren. Um als Vorschaltgerät eingesetzt werden zu können, weisen einige Ausführungsbeispiele zusätzlich einen Digital-zu-Analog-Umsetzer auf, um das gemeinsame Empfangssignal in die analoge Domäne zu transferieren, sodass dieses von einem herkömmlichen Empfänger unmittelbar genutzt werden kann. According to some embodiments, an apparatus for providing a common receive signal is used to provide a common receive signal for a receiver of a satellite-based location system. That is, the generated common reception signal is suitable or intended to be used by a receiver of a satellite navigation system. This can be achieved, for example, by providing a representation of the common received signal as an analog signal such that it is directly connected to a signal input of a conventional signal Receiver can be created for a satellite navigation system. For example, a common received signal generated in the intermediate band can be modulated or mixed by means of a mixer to a carrier frequency which corresponds to the carrier frequency of a satellite navigation system. According to some embodiments, such a device is thus used as a ballast for a conventional satellite receiver to improve the positioning accuracy or the receiving power of the receiver by means of the ballast. In order to efficiently enable the signal processing for generating the common received signal, it is performed in the digital domain according to some embodiments. Some embodiments, therefore, include one or more analog-to-digital converters or A / D converters to transfer an analog representation of the plurality of received signals that may be provided by a multiple antenna system into the digital domain. In order to be able to be used as a ballast, some exemplary embodiments additionally have a digital-to-analog converter in order to transfer the common received signal into the analog domain so that it can be used directly by a conventional receiver.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen: Embodiments are explained below with reference to the accompanying figures. Show it:

1a ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignals; 1a an embodiment of an apparatus for providing a common received signal;

1b eine Illustration einer Anordnung aus mehreren Sendern; 1b an illustration of an arrangement of several transmitters;

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines Empfangssignales innerhalb eines Vorschaltgerätes für ein Satellitennavigationssystem; 2 a further embodiment of an apparatus for providing a reception signal within a ballast for a satellite navigation system;

3 eine mögliche Implementierung für einen Teil eines Gruppierers zum Bestimmen einer Gruppenposition für mindestens einen ersten und einen zweiten Sender; 3 a possible implementation for a part of a grouper for determining a group position for at least a first and a second transmitter;

4 ein Beispiel für einen Signalkombinierer des Vorschaltgerätes der 2; 4 an example of a signal combiner of the ballast of 2 ;

5 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignals; und 5 a flowchart of an embodiment of a method for providing a common received signal; and

6 ein Flussdiagramm einer möglichen Implementierung des Erzeugens einer oder mehrerer Gruppenpositionen, die jeweils mehreren Sendern zugeordnet sind. 6 a flowchart of a possible implementation of generating one or more group positions, each associated with multiple transmitters.

Verschiedene Ausführungsbeispiele werden nun ausführlicher unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Dickenabmessungen von Linien, Schichten und/oder Regionen um der Deutlichkeit Willen übertrieben dargestellt sein. Various embodiments will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which some embodiments are illustrated. In the figures, the thickness dimensions of lines, layers and / or regions may be exaggerated for the sake of clarity.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Figuren, die lediglich einige exemplarische Ausführungsbeispiele zeigen, können gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten bezeichnen. Ferner können zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet werden, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Zeichnung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt. In the following description of the attached figures, which show only some exemplary embodiments, like reference characters may designate the same or similar components. Further, summary reference numerals may be used for components and objects that occur multiple times in one embodiment or in a drawing but are described together in terms of one or more features. Components or objects which are described by the same or by the same reference numerals may be the same, but possibly also different, in terms of individual, several or all features, for example their dimensions, unless otherwise explicitly or implicitly stated in the description.

Obwohl Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden können, sind Ausführungsbeispiele in den Figuren als Beispiele dargestellt und werden hierin ausführlich beschrieben. Es sei jedoch klargestellt, dass nicht beabsichtigt ist, Ausführungsbeispiele auf die jeweils offenbarten Formen zu beschränken, sondern dass Ausführungsbeispiele vielmehr sämtliche funktionale und/oder strukturelle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die im Bereich der Erfindung liegen, abdecken sollen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in der gesamten Figurenbeschreibung gleiche oder ähnliche Elemente. Although embodiments may be modified and changed in various ways, exemplary embodiments are illustrated in the figures as examples and will be described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit embodiments to the particular forms disclosed, but that embodiments are intended to cover all functional and / or structural modifications, equivalents and alternatives that are within the scope of the invention. Like reference numerals designate like or similar elements throughout the description of the figures.

Man beachte, dass ein Element, das als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „verkoppelt“ bezeichnet wird, mit dem anderen Element direkt verbunden oder verkoppelt sein kann oder dass dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Wenn ein Element dagegen als „direkt verbunden“ oder „direkt verkoppelt“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, sind keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Begriffe, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten auf ähnliche Weise interpretiert werden (z.B., „zwischen“ gegenüber „direkt dazwischen“, „angrenzend“ gegenüber „direkt angrenzend“ usw.). Note that an element referred to as being "connected" or "coupled" to another element may be directly connected or coupled to the other element, or intervening elements may be present. If an item is labeled as "directly connected" or "directly coupled "with another element, there are no intervening elements. Other terms used to describe the relationship between elements should be interpreted in a similar fashion (eg, "between" versus "directly in between,""adjacent" versus "directly adjacent," etc.).

Die Terminologie, die hierin verwendet wird, dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele und soll die Ausführungsbeispiele nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ einer,” „ eine”, „eines” und „der, die, das“ auch die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner sei klargestellt, dass die Ausdrücke wie z.B. „beinhaltet“, „beinhaltend“, aufweist“ und/oder „aufweisend“, wie hierin verwendet, das Vorhandensein von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem bzw. einer oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the embodiments. As used herein, the singular forms "a," "a," "an," and "the" are also meant to include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. Furthermore, it should be understood that the terms such as e.g. "Including," "including," "having," and / or "having," as used herein, indicates the presence of said features, integers, steps, operations, elements, and / or components, but the presence or addition of a resp one or more features, integers, steps, operations, elements, components, and / or groups thereof.

Solange nichts anderes definiert ist, haben sämtliche hierin verwendeten Begriffe (einschließlich von technischen und wissenschaftlichen Begriffen) die gleiche Bedeutung, die ihnen ein Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele gehören, beimisst. Ferner sei klargestellt, dass Ausdrücke, z.B. diejenigen, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, als hätten sie die Bedeutung, die mit ihrer Bedeutung im Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn zu interpretieren sind, solange dies hierin nicht ausdrücklich definiert ist. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly assigned to one of ordinary skill in the art to which the embodiments pertain. Further, it should be understood that terms, e.g. those that are defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having the meaning consistent with their meaning in the context of the relevant art, and not to be interpreted in an idealized or overly formal sense, unless this is so is explicitly defined.

Die 1a zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 100 zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignales für eine Mehrzahl von empfangbaren Sendern und die 1b eine beispielhafte Anordnung mehrerer Sender relativ zu einer Empfangsantenne. Die Illustration der 1b dient primär dem besseren Verständnis der Prozesse, die die Vorrichtung der 1a durchführt und die beiden Figuren werden daher nachfolgend gemeinsam beschrieben. The 1a shows a block diagram of a device 100 for providing a common received signal for a plurality of receivable transmitters and the 1b an exemplary arrangement of multiple transmitters relative to a receiving antenna. The illustration of 1b Primarily serves the better understanding of the processes that the device of 1a performs and the two figures are therefore described together below.

Die Vorrichtung 100 weist einen Positionsfinder 102, einen Gruppierer 104, einen Signalerzeuger 106 und einen Signalkombinierer 108 auf. Der Positionsfinder 102 ist ausgebildet, um unter Verwendung der empfangenen Signale 110a bis 110d für jeden Sender zumindest einer Teilmenge der empfangbaren Sender eine Positionsinformation zu bestimmen, wobei die Positionsinformation eine Information über eine Position des jeweiligen Senders enthält. Die Funktionsweise der Vorrichtung 100 wird nachfolgend beispielhaft basierend auf der Verwendung von vier empfangenen Signalen 110a bis 110d diskutiert. Dabei versteht es sich von selbst, dass weitere Ausführungsbeispiele eine beliebige andere Anzahl von empfangenen Signalen verwenden können, um an ihrem Ausgang ein gemeinsames Empfangssignal 120 bereitzustellen. Der Einfachheit halber soll zunächst angenommen werden, die Vorrichtung verarbeite die Signale von drei unabhängigen Sendern 140a140c, die jeweils Signalkomponenten in den empfangenen Signalen 110a bis 110d erzeugen. Die empfangenen Signale 110a bis 110d können beispielsweise von vier Antennen eines Mehrantennensystems 150 bzw. eines CRPA-Antennensystems bereitgestellt werden. The device 100 has a position finder 102 , a grouper 104 , a signal generator 106 and a signal combiner 108 on. The position finder 102 is designed to be using the received signals 110a to 110d determine a position information for each transmitter of at least a subset of the receivable transmitters, the position information containing information about a position of the respective transmitter. The operation of the device 100 will be exemplified based on the use of four received signals 110a to 110d discussed. It goes without saying that further embodiments can use any other number of received signals to a common received signal at its output 120 provide. For the sake of simplicity, let us first assume that the device processes the signals from three independent transmitters 140a - 140c , the respective signal components in the received signals 110a to 110d produce. The received signals 110a to 110d For example, four antennas of a multiple antenna system 150 or a CRPA antenna system.

Dabei können die empfangenen Signale entweder direkt in einer digitalen Repräsentation vorliegen oder diese können, wie in dem darauffolgenden Beispiel der 2 beschrieben, auch mittels eines Analog-zu-Digital-Umsetzers aus analogen Signalen erzeugt werden. The received signals can either be present directly in a digital representation or they can, as in the following example of the 2 can also be generated by means of an analog-to-digital converter of analog signals.

In dem anhand von 1 diskutierten einfachen Fall wird von dem Positionsfinder 102 eine erste Positionsinformation 112a für einen ersten Sender 140a, eine zweite Positionsinformation 112b für einen zweiten Sender 140b und eine dritte Positionsinformation 112c für einen dritten Sender 140c bestimmt. Die Positionsinformation enthält eine Information über eine Position des jeweiligen Senders. Dabei kann die Information über die Position auf jedwede beliebige Art und Weise bzw. in beliebigen Koordinatensystemen vorliegen. Beispielsweise kann die Positionsinformation einen Azimut-Winkel und einen Elevations-Winkel enthalten, also die Position des Senders in Form einer Richtung angeben. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Positionsinformation auch in absoluten Koordinaten, beispielsweise in einem kartesischen oder einem Kugelkoordinatensystem angegeben werden. Es können beliebige andere Koordinatensysteme verwendet werden, die eine eindeutige Zuordnung einer Position der Sender, möglicherweise relativ zu der Position eines Empfängers, ermöglichen. In the basis of 1 Simple case discussed by the position finder 102 a first position information 112a for a first transmitter 140a , a second position information 112b for a second transmitter 140b and third position information 112c for a third transmitter 140c certainly. The position information contains information about a position of the respective transmitter. In this case, the information about the position can be present in any desired manner or in arbitrary coordinate systems. For example, the position information may include an azimuth angle and an elevation angle, that is, indicate the position of the transmitter in the form of a direction. In other embodiments, the position information may also be given in absolute coordinates, for example in a Cartesian or a spherical coordinate system. Any other coordinate system may be used that allows for unambiguous assignment of a position of the transmitters, possibly relative to the position of a receiver.

Der Gruppierer 104 ist ausgebildet, um die Positionsinformationen 112a bis 112c zu verwenden, um zumindest eine Gruppenposition für mindestens einen ersten Sender und einen zweiten Sender der Teilmenge zu bestimmen, welche zu der Position 142 des ersten Senders 140a und des zweiten Senders 140b korrespondiert. D.h., der Gruppierer 104 erzeugt beispielsweise unter Verwendung der ersten Positionsinformation 112a und der zweiten Positionsinformation 112b eine Gruppenposition 114, die dem ersten Sender 140a und dem zweiten Sender 140b gemeinsam zugeordnet ist, wenn die Positionsinformation 112a des ersten Senders 140a und die Positionsinformation 112b des zweiten Senders 140b eine vorbestimmtes Abstandskriterium erfüllen. Ein Beispiel für ein mögliches Abstandskriterium ist anhand der Beispiele der 2 bis 4 in den nachfolgenden Absätzen gezeigt. The grouper 104 is trained to get the position information 112a to 112c to determine at least one group position for at least a first transmitter and a second transmitter of the subset which to the position 142 the first station 140a and the second transmitter 140b corresponds. That is, the grouper 104 generates, for example, using the first position information 112a and the second position information 112b a group position 114 that the first transmitter 140a and the second transmitter 140b is assigned together when the position information 112a the first station 140a and the position information 112b the second transmitter 140b fulfill a predetermined distance criterion. An example of a possible distance criterion is based on the examples of 2 to 4 shown in the following paragraphs.

Für die Diskussion der Funktionsweise anhand von 1a werde nun angenommen, der dritte Sender 140c sei räumlich getrennt vom ersten Sender 140a und vom zweiten Sender 140b angeordnet. D.h., eine Gruppenposition 114 wird lediglich für den ersten Sender 140a und den zweiten Sender 140b bestimmt, wohingegen der Gruppierer 104 für den dritten Sender 140c unverändert die Positionsinformation 112c an den Signalerzeuger 106 ausgibt. Dieser ist ausgebildet, um unter Verwendung der Gruppenposition 114 und der Mehrzahl von empfangenen Signalen 110a bis 110d ein gerichtetes gemeinsames Gruppensignal 116 für den ersten Sender 140a und den zweiten Sender 140b zu bestimmen. D.h., das gemeinsame Gruppensignal 116 enthält Signalanteile sowohl von dem ersten Sender 140a als auch von dem zweiten Sender 140b. Beispielsweise kann das Gruppensignal 116 durch beamsteering, d.h., durch geeignetes Aufaddieren bzw. Superponieren von relativ zueinander phasenverschobenen Empfangssignalen 110a bis 110d erzeugt werden. Der Signalerzeuger 106 ist ferner ausgebildet, um unter Verwendung der Positionsinformation 112c des dritten Senders 140c und der Mehrzahl der empfangenen Signale 110a bis 110d ein gerichtetes Empfangssignal 118 für den dritten Sender 140c zu bestimmen. D.h., das gerichtete Empfangssignal 118 enthält überwiegend Signalanteile des dritten Senders 140c. Auch das gerichtete Empfangssignal 118 für den dritten Sender 140c kann auf beliebige Art und Weise, beispielsweise durch beamsteering aus den empfangenen Signalen 110a bis 110d gewonnen werden. For the discussion of how it works based on 1a Let's assume now, the third transmitter 140c be spatially separated from the first transmitter 140a and from the second transmitter 140b arranged. That is, a group position 114 will only be for the first station 140a and the second transmitter 140b determined, whereas the grouper 104 for the third station 140c unchanged the position information 112c to the signal generator 106 outputs. This is designed to work using the group position 114 and the plurality of received signals 110a to 110d a directed common group signal 116 for the first station 140a and the second transmitter 140b to determine. That is, the common group signal 116 contains signal components from both the first transmitter 140a as well as from the second transmitter 140b , For example, the group signal 116 by beamsteering, ie, by suitable adding or superposing of reception signals which are phase-shifted relative to one another 110a to 110d be generated. The signal generator 106 is further configured to use the position information 112c the third station 140c and the plurality of received signals 110a to 110d a directed received signal 118 for the third station 140c to determine. That is, the directional received signal 118 contains predominantly signal components of the third transmitter 140c , Also the directional received signal 118 for the third station 140c can in any way, for example by beamsteering from the received signals 110a to 110d be won.

Der Signalkombinierer 108 ist ausgebildet, das Gruppensignal 116 und das gerichtete Empfangssignal 118 zu kombinieren, um das gemeinsame Empfangssignal 120 bereitzustellen. Bei dem in 1 gezeigten einfachen Ausführungsbeispiel wird von dem Signalkombinierer 108 eine Kombination von lediglich zwei rauschbehafteten Signalen vorgenommen. Das führt dazu, dass ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) oder ein C/N0-Verhältnis für die einzelnen Signalanteile, die den jeweiligen Sendern zugeordnet sind, innerhalb des gemeinsamen Empfangssignals 120 besser sein kann, als bei einem herkömmlichen Ansatz, in dem drei gerichtete Empfangssignale für jeden der Sender gebildet und kombiniert werden. The signal combiner 108 is formed, the group signal 116 and the directional received signal 118 combine to the common received signal 120 provide. At the in 1 shown simple embodiment of the signal combiner 108 a combination of only two noisy signals made. This leads to a signal-to-noise ratio (SNR) or a C / N 0 ratio for the individual signal components which are assigned to the respective transmitters within the common received signal 120 can be better than a conventional approach in which three directional receive signals are formed and combined for each of the transmitters.

Der Signalkombinierer kann beispielsweise das gemeinsame Empfangssignal durch gewichtete Summation bzw. Superposition des Gruppensignals 116 und des gerichteten Empfangssignals 118 erzeugen. The signal combiner, for example, the common received signal by weighted summation or superposition of the group signal 116 and the directional received signal 118 produce.

Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird beim Erzeugen des gemeinsamen Empfangssignals 120 eine Gewichtung des Gruppensignals 116 und des gerichteten Empfangssignals 118 derart vorgenommen, dass der Signalanteil des dritten Senders 140c in dem gemeinsamen Empfangssignal 120 ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufweist, das dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis des ersten Senders 140a oder des zweiten Senders 140b entspricht bzw. zu diesem korrespondiert. Korrespondieren kann in diesem Zusammenhang beispielsweise bedeuten, dass die Signal-zu-Rausch-Verhältnisse der zueinander korrespondierenden Sender eine relative Abweichung aufweisen, die einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet. According to some embodiments, when generating the common received signal 120 a weighting of the group signal 116 and the directional received signal 118 made such that the signal portion of the third transmitter 140c in the common received signal 120 has a signal-to-noise ratio that is the signal-to-noise ratio of the first transmitter 140a or the second transmitter 140b corresponds or corresponds to this. Corresponding in this context may mean, for example, that the signal-to-noise ratios of the mutually corresponding transmitter have a relative deviation that does not exceed a predetermined limit.

Es folgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines Vorschaltgerätes 200. In 2 ist ein System-Blockschaltbild eines Vorschaltgerätes 200 gezeigt, welches ein störbereinigtes Hochfrequenz-Ausgangssignal 242 als eine Repräsentation eines gemeinsamen Empfangssignales 120 liefert und die Signalpegel der im Ausgangssignal 242 enthaltenen Satellitensignale anpassen kann. The following is a description of an embodiment of a ballast 200 , In 2 is a system block diagram of a ballast 200 which shows a noise-corrected high-frequency output signal 242 as a representation of a common receive signal 120 returns and the signal levels of the output signal 242 satellite signals.

Eine optionale Eingangsstufe 210 enthält eine Gruppenantenne 212, bestehend aus mehreren Einzelantennen, die an ein Gruppenantennen-Frontend 214 angeschlossen sind. Die mit der Gruppenantenne 212 empfangenen GNSS-Signale werden innerhalb des Gruppenantennen-Frontends 214 ins Basisband heruntergemischt und mit Hilfe von Analog/Digital-Umsetzern abgetastet und quantisiert. Das Gruppenantennen-Frontend 214 liefert somit ein mehrkanaliges digitalisiertes Signal 216 (entsprechend der Anzahl der Antennenelemente der CRPA-Antenne 212). Das digitalisierte Signal 216 ist ein Basisbandsignal, liegt also im Basisband vor. Das Signal 216 wird an ein Störunterdrückungsmodul 218 und an ein Modul zur Berechnung der Filterkoeffizienten zur Störunterdrückung 220 weitergeleitet. Die im Modul 220 berechneten Filterkoeffizienten 222 werden vom Störunterdrückungsmodul 218 zur Störunterdrückung verwendet. Das Störunterdrückungsmodul 218 kann beispielsweise ein FIR Filter umfassen. An optional input stage 210 contains a group antenna 212 consisting of several individual antennas connected to a group antenna frontend 214 are connected. The with the group antenna 212 received GNSS signals are within the array antenna frontend 214 downsampled to baseband and sampled and quantized using analog-to-digital converters. The group antenna frontend 214 thus provides a multi-channel digitized signal 216 (corresponding to the number of antenna elements of the CRPA antenna 212 ). The digitized signal 216 is a baseband signal, so it is in baseband. The signal 216 is sent to a noise suppression module 218 and to a module for calculating the filter coefficients for noise suppression 220 forwarded. The in the module 220 calculated filter coefficients 222 be from the interference suppression module 218 used for interference suppression. The interference suppression module 218 For example, it may include an FIR filter.

Das Störunterdrückungsmodul 218 liefert ein mehrkanaliges störreduziertes Signal (entsprechend der Anzahl der Antennenelemente der CRPA-Antenne 212). Dieses Signal entspricht der Mehrzahl von empfangenen Signale 110 der 1. Die Mehrzahl von empfangenen Signalen 110 werden an ein Beamsteering-Modul bzw. an einen Signalerzeuger 106 und an ein Cluster-Modul bzw. einen Positionsfinder 102 weitergeleitet. Der Positionsfinder 102 ist in 3 genauer beschrieben. Die Vorverarbeitung im Positionsfinder 102 liefert Positionsinformationen 112 für jeden Sender oder Satelliten zumindest einer Teilmenge der empfangbaren Sender, beispielsweise Richtungsinformationen (Azimut- und Elevationswinkel) und optional auch C/N0-Werte der Satellitensignale. C/N0 Werte geben das Verhältnis der Leistung des Trägers zur Leistung des Rauschens an und sind daher, ähnlich wie SNR Werte, die das Verhältnis der Leistung des Signals zur Leistung des Rauschens innerhalb einer bestimmten Bandbreite angeben, ein Maß für die Qualität des empfangenen Signals. Beide dieser Größen beschreiben im hierin verwendeten Sinne somit ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Signalanteile der jeweiligen Sender in dem empfangenen Signal. The interference suppression module 218 provides a multi-channel noise-reduced signal (corresponding to the number of antenna elements of the CRPA antenna 212 ). This signal corresponds to the plurality of received signals 110 of the 1 , The majority of received signals 110 are sent to a Beamsteering module or to a signal generator 106 and to a cluster module or position finder 102 forwarded. The position finder 102 is in 3 described in more detail. The preprocessing in the position finder 102 provides position information 112 for each transmitter or satellite at least a subset of the receivable transmitters, for example direction information (azimuth and elevation angle) and optionally also C / N 0 values of the satellite signals. C / N 0 values indicate the ratio of the power of the carrier to the power of the noise and therefore, similar to SNR values indicating the ratio of the power of the signal to the power of the noise within a certain bandwidth, is a measure of the quality of the received signal. Both of these quantities, as used herein, thus describe a signal-to-noise ratio of the signal components of the respective transmitters in the received signal.

Diese Informationen werden an ein Clustering-Modul bzw. einen Gruppierer 104 und an eine Clustergewichtung bzw. einen Signalkombinierer 108 übergeben. Der Gruppierer 104 berechnet auf Basis der Positionsinformationen 112 die Koordinaten der Clustermittelpunkte bzw. Gruppenpositionen 114 und liefert diese Informationen an den Signalerzeuger 106 und an den Signalkombinierer 108. Der Signalerzeuger 106 verwendet die Gruppenpositionen 114 zur Berechnung der erforderlichen Beamsteering-Koeffizienten. Diese Beamsteering-Koeffizienten werden im Signalerzeuger 106 zur Steuerung des Antennendiagramms der CRPA-Antenne 212 bzw. zur Kombination der störreduzierten empfangenen Signale 110 verwendet. Der Signalerzeuger 106 erzeugt somit je nach Empfangssituation eine der Anzahl der Gruppenpositionen 114 entsprechende Anzahl von Clustersignalen bzw. Gruppensignalen 116 und evtl. auch mehrere gerichtete Empfangssignale 118, die jeweils zu einem einzigen Sender bzw. Satelliten korrespondieren können. Der Signalkombinierer 108 ist in 4 genauer beschrieben. This information is sent to a clustering module or a grouper 104 and to a cluster weighting or signal combiner 108 to hand over. The grouper 104 calculated based on the position information 112 the coordinates of the cluster centers or group positions 114 and provides this information to the signal generator 106 and to the signal combiner 108 , The signal generator 106 uses the group positions 114 to calculate the required Beamsteering coefficients. These Beamsteering coefficients are in the signal generator 106 to control the antenna pattern of the CRPA antenna 212 or to combine the interference-reduced received signals 110 used. The signal generator 106 thus generates one of the number of group positions depending on the reception situation 114 corresponding number of cluster signals or group signals 116 and possibly also several directional received signals 118 , which can each correspond to a single transmitter or satellite. The signal combiner 108 is in 4 described in more detail.

Der Signalkombinierer 108 erzeugt aus den Gruppensignalen 116 und den gerichteten Empfangssignalen 118 ein einzelnes störreduziertes und hinsichtlich der Signalpegel der Satelliten optimiertes digitales Basisbandsignal, das gemeinsame Empfangssignal 120. Das gemeinsame Empfangssignal 120 wird an einen Digital/Analog Umsetzer 230 weitergeleitet, der ein analoges Signal erzeugt, also eine analoge Repräsentation 232 des gemeinsamen Empfangssignals 120. Dieses wird von einem HF-Aufwärts-Umsetzer bzw. von einem Mischer 240 auf einen hochfrequenten Träger gemischt und erzeugt schließlich ein analoges Hochfrequenzsignal 242 an einem Signalausgang 244 des Vorschaltgerätes. Dieses kann unmittelbar an einen herkömmlichen Empfänger für ein Satellitennavigationssystem weitergeleitet werden, was im Ergebnis zu einer verbesserten Leistung des Gesamtsystems führen kann, ohne dass der Empfänger selbst verändert werden müsste. The signal combiner 108 generated from the group signals 116 and the directional received signals 118 a single noise reduced and optimized with respect to the signal level of the satellite digital baseband signal, the common received signal 120 , The common received signal 120 is connected to a digital / analogue converter 230 forwarded, which generates an analog signal, so an analog representation 232 the common received signal 120 , This is from an RF up converter or from a mixer 240 mixed on a high frequency carrier and finally generates an analog high frequency signal 242 at a signal output 244 of the ballast. This can be forwarded directly to a conventional receiver for a satellite navigation system, which, as a result, can lead to an improved performance of the overall system without the receiver itself having to be changed.

Die 3 zeigt eine mögliche Implementierung eines Positionsfinder 102. Der Positionsfinders 102 enthält mehrere Mehrkanal-Trackingschleifen 301, 302 und 303. (Der Ausdruck „mehrkanalig" bezieht sich hierbei auf die Anzahl der CRPA-Antennenelemente.) Jede Mehrkanal-Trackingschleife 301, 302 und 303 verfolgt nur ein spezielles Satellitensignal bzw. den Signalanteil eines einzelnen Senders in dem empfangenen Signal, welches dazu aus dem mehrkanaligen Signal bzw. aus der Mehrzahl von empfangenen Signalen 110 extrahiert wird. Die Mehrkanal-Trackingschleifen 301, 302 und 303 liefern am Ausgang mehrkanalige komplexe Korrelationswerte 304, 305, 306 bestehend jeweils aus einer Inphasen- und einer Quadratur-Komponente (I/Q-Werte). Diese werden durch Korrelationen der empfangenen Signale mit Pseudo-Zufalls Sequenzen (PRN Codes) bestimmt, die für jeden Sender bzw. Satelliten unterschiedlich aber bekannt sind. The 3 shows a possible implementation of a position finder 102 , The position finder 102 contains several multi-channel tracking loops 301 . 302 and 303 , (The term "multichannel" refers to the number of CRPA antenna elements.) Each multichannel tracking loop 301 . 302 and 303 only tracks a specific satellite signal or the signal component of a single transmitter in the received signal, which consists of the multi-channel signal or of the plurality of received signals 110 is extracted. The multi-channel tracking loops 301 . 302 and 303 provide multichannel complex correlation values at the output 304 . 305 . 306 each consisting of an in-phase and a quadrature component (I / Q values). These are determined by correlations of the received signals with pseudorandom sequences (PRN codes) which are different but known for each transmitter or satellite.

Für jeden Kanal der Mehrkanaltrackingschleife 301, 302, 303 können dies beispielsweise die I/Q-Werte der Korrelation zu den Abtastzeitpunkten des Early-, Prompt- und Late-Korrelators sein, die in GNSS-Empfängern häufig verwendet werden. Auf Basis der komplexen Korrelationswerte 304, 305, 306 werden in den Modulen 307, 308, 309 die Einfallsrichtungen des jeweiligen Satellitensignals bestimmt. Die Richtungsinformationen werden anschließend zur Schätzung der Signalpegel an die Module 310, 311, 312 weitergegeben. Die C/N0 Schätzer 310, 311, 312 benötigen zusätzlich zur Richtungsinformation die mehrkanaligen komplexen Korrelationswerte 304, 305, 306. Die Ergebnisse der C/N0 Schätzung 316, 317, 318 können optional zusammen mit den entsprechenden Richtungsinformationen 313, 314, 315 die Positionsinformationen 112 bilden. For each channel of the multi-channel tracking loop 301 . 302 . 303 For example, these may be the I / Q values of the correlation to the sampling timings of the early, prompt, and late correlators, which are commonly used in GNSS receivers. Based on the complex correlation values 304 . 305 . 306 be in the modules 307 . 308 . 309 determines the directions of incidence of the respective satellite signal. The direction information is then used to estimate the signal levels to the modules 310 . 311 . 312 passed. The C / N 0 estimator 310 . 311 . 312 In addition to directional information, they require the multichannel complex correlation values 304 . 305 . 306 , The results of the C / N 0 estimation 316 . 317 . 318 can be optional along with the appropriate directional information 313 . 314 . 315 the position information 112 form.

Das System-Blockschaltbild in 4 zeigt eine Implementierung eines Signalkombinierers 108 mit einem Regelkreis zur adaptiven Gewichtung der Gruppensignale 116. Dabei werden nachfolgend auch diejenigen Signale als Gruppensignale bezeichnet, die möglicherweise im wesentlichen Signalanteile eines einzelnen Satelliten beinhalten. Der Signalkombinierer 108 enthält dazu ein Modul zur Berechnung von Clustergewichtskoeffizienten 401. Dieses Modul bestimmt die Clustergewichtskoeffizienten 402. Diese basieren auf den Richtungsinformationen 104, den Gruppenpositionen 114 und auf zusätzlichen Feedbackwerten 409. Im Modul 403 werden die Gruppensignale 116 mit Clustergewichtskoeffizienten 402 multipliziert. Dies liefert die gewichtete Gruppensignale 404. Durch Addition der einzelnen gewichteten Gruppensignale 404 wird im Modul 405 ein störreduziertes und hinsichtlich der Signalpegel der Satelliten optimiertes digitales Summensignal als gemeinsames Empfangssignal 120 erzeugt. Das gemeinsame Empfangssignal 120 wird zum einen an den D/A Umsetzer 230 übergeben und zum anderen von mehreren einkanaligen Trackingschleifen 406 (entsprechend der Anzahl der Satelliten) benutzt, um basierend auf dem gemeinsamen Empfangssignal 120 weitere komplexe Korrelationswerte 407 zu bestimmen. The system block diagram in 4 shows an implementation of a signal combiner 108 with a control loop for the adaptive weighting of the group signals 116 , Hereinafter, those signals are also referred to as group signals, which may contain substantially signal components of a single satellite. The signal combiner 108 includes a module for calculating cluster weight coefficients 401 , This module determines the cluster weight coefficients 402 , These are based on the direction information 104 , the group positions 114 and on additional feedback values 409 , in the module 403 become the group signals 116 with cluster weight coefficients 402 multiplied. This provides the weighted group signals 404 , By adding the individual weighted group signals 404 will be in the module 405 a noise-reduced and optimized with respect to the signal level of the satellite digital sum signal as a common received signal 120 generated. The common received signal 120 is on the one hand to the D / A converter 230 and on the other of several single-channel tracking loops 406 (according to the number of satellites) used, based on the common received signal 120 more complex correlation values 407 to determine.

Die weiteren komplexen Korrelationswerte 407 werden für die Berechnung der C/N0 Werte 409 mit Hilfe der C/N0 Schätzer 408 benötigt. Die C/N0 Werte 409 werden anschließend an das Modul 401 zur Berechnung der Clustergewichtskoeffizienten übergeben. The other complex correlation values 407 are used for the calculation of C / N 0 values 409 using the C / N 0 estimator 408 needed. The C / N 0 values 409 are then connected to the module 401 to calculate the cluster weight coefficients.

Es folgt nun eine Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels des Verfahrens und insbesondere der Berechnung der Clustergewichtskoeffizienten zur Verbesserung der Eigenschaften des gemeinsamen Empfangssignals. Dies kann beispielsweise in einem System zur Störunterdrückung als Vorschaltgerät in Verbindung mit einer CRPA-Antenne verwendet werden. Eine Verbesserung bei den Signalpegeln der Satelliten am Ausgang des Vorschaltgerätes kann erreicht werden, indem nach der Störunterdrückung das Antennendiagrammaximum der CRPA-Antenne zusätzlich in die Richtung der Satelliten geschwenkt wird. Dies bewirkt eine Anhebung des SNRs für die eingestellte Blickrichtung der Antenne. Das Antennendiagramm beschreibt die Empfindlichkeit des Antennensystems in Abhängigkeit von der Richtung, aus der ein Signal empfangen wird. A description will now be given of a specific embodiment of the method and, in particular, the calculation of the cluster weight coefficients for improving the characteristics of the common received signal. This may be used, for example, in a noise suppression system as a ballast in conjunction with a CRPA antenna. An improvement in the signal levels of the satellites at the output of the ballast can be achieved by additionally swiveling the antenna diagram maximum of the CRPA antenna in the direction of the satellites after the interference suppression. This causes an increase of the SNR for the set viewing direction of the antenna. The antenna diagram describes the sensitivity of the antenna system depending on the direction from which a signal is received.

Die Steuerung der Antennenblickrichtung bzw. des Antennendiagramms wird für verschiedene Richtungen parallel, entsprechend der Einfallsrichtung der verschiedenen Satellitensignale im jeweiligen Szenario, durchgeführt. Die so erzeugten beamsteering Signale werden anschließend gewichtet und addiert, um ein einzelnes Ausgangssignal als gemeinsames Empfangssignal zu erhalten. Die Bestimmung und kontinuierliche Optimierung der Gewichtungskoeffizienten ist dabei ein optionales vorteilhaftes Merkmal. Das System verwendet eine Gruppenantenne (CRPA-Antenne) bestehend aus M Einzelantennen mit dem die Satellitensignale empfangen und einem Gruppenantennen-Frontend zugeführt werden, mit dem die empfangenen Daten anschließend ins Basisband gemischt und digitalisiert werden. Des Weiteren enthält das System ein Störunterdrückungsmodul welches aus dem M-kanaligen Antenneneingangssignal ein M-kanaliges störreduziertes Antennenausgangssignal erzeugt. Eine mögliche Implementierung kann zum Beispiel durch M parallele Raum-Zeit-Filter (Space Time Adaptive Processing(STAP)-Filter) erfolgen, die jeweils ein 1-kanaliges Ausgangssignal liefern. Das M-kanalige Ausgangssignal des Störunterdrückungsmoduls bildet die Grundlage für die weiteren Signalverarbeitungsschritte. Darunter fällt zunächst die initiale Bestimmung der Synchronisationsparameter (d.h. Frequenzdoppler und Codephase) der GNSS-Satellitensignale in der Akquisitionsphase und das anschließende Nachführen dieser beiden Parameter in der Trackingphase. Sowohl das Akquisitions- als auch das Trackingmodul basieren auf der Korrelation zwischen einem im Empfänger lokal erzeugten PRN-Code und dem empfangenen Antennensignal. Die Korrelation erfolgt beim M-kanaligen Ausgangssignal für jeden Kanal einzeln. Die Korrelation auf den verschiedenen Kanälen wird dabei über einen gemeinsamen Taktgeber zeitlich synchronisiert. Die M-kanaligen komplexen Korrelationswerte bilden die Basis für die Richtungsbestimmung des jeweiligen GNSS-Satelliten. The control of the antenna viewing direction or of the antenna diagram is carried out for different directions in parallel, corresponding to the direction of incidence of the different satellite signals in the respective scenario. The beamsteering signals thus generated are then weighted and added to obtain a single output signal as a common receive signal. The determination and continuous optimization of the weighting coefficients is an optional advantageous feature. The system uses a group antenna (CRPA antenna) consisting of M individual antennas to receive the satellite signals and feed them to a group antenna front-end, which then mixes and digitizes the received data into baseband. Furthermore, the system contains a noise suppression module which generates an M-channel interference-reduced antenna output signal from the M-channel antenna input signal. One possible implementation may be, for example, M parallel space-time adaptive processing (STAP) filters, each providing a 1-channel output. The M-channel output of the noise suppression module forms the basis for the further signal processing steps. This includes initially determining the synchronization parameters (i.e., frequency Doppler and code phase) of the GNSS satellite signals in the acquisition phase and then tracking these two parameters in the tracking phase. Both the acquisition and tracking modules are based on the correlation between a locally generated PRN code in the receiver and the received antenna signal. The correlation occurs on the M-channel output signal for each channel individually. The correlation on the different channels is synchronized in time via a common clock. The M-channel complex correlation values form the basis for determining the direction of the respective GNSS satellite.

Mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens zur Richtungsbestimmung ergeben sich daraus beispielsweise bei einer planaren CRPA-Antenne die Azimutwinkel α und die Elevationswinkel ε der GNSS-Satelliten im lokalen Koordinatensystem der Antenne. Häufig wird im Zusammenhang mit Gruppenantennen ein alternatives (u, v)-Koordinatensystem benutzt. Für die Transformation zwischen Azimut-/Elevationswinkeln und (u, v)-Koordinaten gilt: u = sin(α)cos(ε) v = cos(α)cos(ε). With the aid of a suitable method for determining the direction, the azimuth angle α and the elevation angle ε of the GNSS satellites in the local coordinate system of the antenna result therefrom, for example in the case of a planar CRPA antenna. Often, in the context of array antennas, an alternative (u, v) coordinate system is used. For the transformation between azimuth / elevation angles and (u, v) coordinates, the following applies: u = sin (α) cos (ε) v = cos (α) cos (ε).

Mit den Azimut- und Elevationswinkeln bzw. den dazugehörigen (u, v) Koordinaten können für jede einzelne Antenne die Gewichtungskoeffizienten zur Antennendiagrammformung in die jeweilige Richtung wie folgt berechnet werden:

Figure DE102013109439B3_0002
mit wi = Gewichtungskoeffizient für Satellit i, (x, y) = x- bzw. y-Koordinaten der Einzelelemente der Gruppenantenne und (ui, vi) = u- bzw. v-Koordinaten der Satellitenrichtung von Satellit i. With the azimuth and elevation angles or the associated (u, v) coordinates, for each individual antenna, the weighting coefficients for shaping the antenna pattern in the respective direction can be calculated as follows:
Figure DE102013109439B3_0002
with w i = weighting coefficient for satellite i, (x, y) = x- or y-coordinates of the individual elements of the array antenna and (u i , v i ) = u- or v-coordinates of the satellite direction of satellite i.

Basierend auf den Gewichtungskoeffizienten wi könnte für jeden GNSS-Satelliten ein eigenes gerichtetes Empfangssignal bestimmt werden. Dabei würde für jeden Koeffizientenvektor ein eigenes Beamsteeringsignal erzeugt: yi = w H / i·x, mit yi = Beamsteeringsignal für Satellit i, x = störreduziertes mehrkanaliges Eingangssignal. Based on the weighting coefficients wi, a separate directional received signal could be determined for each GNSS satellite. In this case, a separate beam steering signal would be generated for each coefficient vector: y i = w H / i * x, with y i = beamsteering signal for satellite i, x = interference-reduced multichannel input signal.

Eine direkte Summation derartig erzeugter Beamsteeringsignale zur Erzeugung eines gemeinsamen digitalen Ausgangssignals wäre jedoch nachteilig, da mit jeder Addition eines weiteren Beamsteeringsignals die Rauschleistung im Ausgangssignal anstiege. Der vorher durch die Antennendiagrammformung erzielte Gewinn ginge durch diese Addition zum größten Teil wieder verloren. However, a direct summation of beaming signals generated in such a way for generating a common digital output signal would be disadvantageous since the noise power in the output signal increases with each addition of a further beam steeringsignal. The gain previously achieved by the antenna pattern formation would be largely lost by this addition.

Daher wird gemäß den Ausführungsbeispielen zunächst die Anzahl der Beamsteeringsignale, d.h. die Anzahl der Satellitenrichtungen durch die Substitution mehrerer Beamsteeringsignale durch ein einzelnes Gruppensignal reduziert. Therefore, according to the embodiments, first the number of beam steering signals, i. reduces the number of satellite directions by the substitution of multiple beam steering signals by a single group signal.

Dazu werden mit Hilfe eines geeigneten Clustering- bzw. Gruppierungs-Verfahrens aus den zuvor bestimmten Raumrichtungen bzw. Positionsinformationen aller Satelliten mindestens ein oder mehrere Cluster bzw. Gruppen und deren Clustermittelpunkte bzw. Gruppenpositionen bestimmt. Für das Clustering können die Azimut- und Elevationswinkel vorher in (u, v)-Koordinaten transformiert werden. For this purpose, at least one or more clusters or groups and their cluster centers or group positions are determined with the aid of a suitable clustering or grouping method from the previously determined spatial directions or positional information of all satellites. For clustering, the azimuth and elevation angles can be previously transformed into (u, v) coordinates.

Allgemein gesprochen werden zwei Sender zu einer Gruppe zusammengefasst, wenn die Positionsinformationen für den ersten Sender und den zweiten Sender ein vorbestimmtes Abstandskriterium erfüllen, wenn diese sich also gemäß einer geeigneten Metrik nahe sind. Generally speaking, two transmitters are grouped together if the position information for the first transmitter and the second transmitter meet a predetermined distance criterion, that is, if they are close according to a suitable metric.

Zur Entscheidung, welche der einzelnen Satelliten bzw. Sender gegebenenfalls zu einem gemeinsamen Cluster bzw. zu einer Gruppe gehören sollen, kann beispielsweise folgende Metrik verwendet werden:

Figure DE102013109439B3_0003
wobei Richtungskoordinaten uc und vc der Clusterposition und Richtungskoordinaten ui und vi dem ersten und dem zweiten Sender zugeordnet sind. For example, to decide which of the individual satellites or transmitters should belong to a common cluster or to a group, the following metric can be used:
Figure DE102013109439B3_0003
wherein direction coordinates u c and v c of the cluster position and direction coordinates u i and v i are assigned to the first and the second transmitter.

Da die (u, v)-Koordinaten im Wertebereich [–1, 1] liegen, ergibt sich für die angegebene Clustermetrik t ein Wertebereich von [0, 1] (t = 0: geringe Ähnlichkeit bzw. großer Abstand, t = 1 Identität bzw. gleiche Position oder Richtung relativ zur Antenne). Häufig wird die Anzahl der Clustermittelpunkte bzw. der einzelnen Gruppen zugeordneten Gruppenpositionen kleiner sein, als die Anzahl der sich im Sichtbereich der Gruppenantenne befindlichen GNSS-Satelliten. Die aus den Gruppen entstehenden Signale werden im Folgenden als Gruppensignale bezeichnet. Basierend auf den (u, v)-Koordinaten der zuvor bestimmten Gruppenpositionen werden neue Koeffizientenvektoren zur Antennendiagrammformung berechnet. Um bei der Addition möglicherweise störende Mehrwegeeffekte von den übrigen Gruppensignalen zu minimieren, können bei der Berechnung der Koeffizientenvektoren zusätzlich Nullstellen an den (u, v)-Koordinaten der übrigen Clustermittelpunkte berücksichtigt werden. Durch diese Nullstellen könnten die Satellitensignale aus anderen Clustern stärker unterdrückt und Mehrwegeeffekte minimiert werden. Since the (u, v) -coordinates lie in the value range [-1, 1], the result for the given cluster metric t is a value range of [0, 1] (t = 0: low similarity or large distance, t = 1 identity or same position or direction relative to the antenna). Frequently, the number of cluster centers or groups assigned to individual groups will be smaller than the number of GNSS satellites in the field of view of the array antenna. The signals resulting from the groups are referred to below as group signals. New coefficient vectors for antenna pattern formation are calculated based on the (u, v) coordinates of the previously determined group positions. In order to minimize potentially annoying multipath effects from the other group signals during the addition, additional zeros at the (u, v) coordinates of the other cluster centers can be taken into account in the calculation of the coefficient vectors. These zeros could more effectively suppress the satellite signals from other clusters and minimize multipath effects.

Vor der Erzeugung des digitalen Summensignals bzw. des gemeinsamen Empfangssignales durch Addition der Gruppensignale wird jedes einzelne Gruppensignal zusätzlich durch Multiplikation mit einem Skalar gewichtet: ysum = ∑ C / c=1kcyc = ∑ C / c=1kcw H / c·x, mit ysum = gemeinsames Empfangssignal, C = Anzahl der Gruppen, kc = Gewicht für Gruppe c, yc = Gruppensignal c, wc = Gewichtungskoeffizienten für Antennendiagrammformung und x = störreduziertes mehrkanaliges Eingangssignal. Before generating the digital sum signal or the common received signal by adding the group signals, each individual group signal is additionally weighted by multiplication by a scalar: y sum = Σ C / c = 1k c y c = Σ C / c = 1k c w H / c x, with y sum = common received signal, C = number of groups, k c = weight for group c, y c = group signal c, w c = weighting coefficients for antenna pattern shaping and x = noise reduced multichannel input signal.

Die Gewichtung der einzelnen Gruppensignale kann durchgeführt werden, weil sich die Signalpegel der sichtbaren Satelliten in einem Szenario stark unterscheiden können. Durch die unterschiedlichen Ausbreitungsbedingungen für einen Satelliten im Zenit und einem Satelliten am Horizont können bei einem GNSS-Empfänger häufig Signalpegeldifferenzen von 10–15 dB auftreten. Außerdem können die Satellitensignale durch die optionale vorherige Störunterdrückung unterschiedlich stark beeinflusst bzw. gedämpft werden, was wiederum zu Unterschieden bei den Empfangspegeln führen kann. Das Ziel der Gewichtung der Gruppensignale ist es, in dem jeweiligen Szenario einen möglichst günstigen Signalpegel für alle Satellitensignale am Ausgang des Vorschaltgeräts zu erzielen. The weighting of the individual group signals can be carried out because the signal levels of the visible satellites can vary greatly in one scenario. Due to the different propagation conditions for a satellite in the zenith and a satellite on the horizon, in the case of a GNSS Receivers often signal level differences of 10-15 dB occur. In addition, the satellite signals can be differently affected or attenuated by the optional previous interference suppression, which in turn can lead to differences in the reception levels. The aim of weighting the group signals is to achieve the best possible signal level for all satellite signals at the output of the ballast in the respective scenario.

Ein günstiger Signalpegel kann beispielsweise gleichbedeutend mit einem näherungsweise identischen Signalpegel für alle Satelliten sein. Um dieses Ziel (d.h. einen nahezu gleichen Signalpegel für alle Satelliten) zu erreichen, kann ein Regelkreis zur Einstellung der skalaren Gewichtskoeffizienten verwendet werden, wie er in 4 für eine beispielhafte Implementierung gezeigt ist. Die Einstellung der Clustergewichtskoeffizienten kc basiert dabei hauptsächlich auf den Signalpegeln bzw. den Signalanteilen der Satellitensignale im Summensignal. Die Signalpegel bzw. die C/N0 Werte der Satelliten werden dafür zuvor mit Hilfe eines C/N0 Schätzers bestimmt. Auf Basis der ermittelten C/N0 Werte werden die Clustergewichtskoeffizienten anschließend fortlaufend aktualisiert, beispielsweise jede Millisekunde. Die Clustergewichte kc können zu Beginn mit Eins initialisiert werden. Dies entspricht einer gleichgewichteten Addition: kc = 1 mit c ∊ {1, ..., C}. For example, a favorable signal level may be equivalent to an approximately identical signal level for all satellites. In order to achieve this goal (ie a nearly equal signal level for all satellites), a control loop can be used to set the scalar weight coefficients as described in US Pat 4 for an exemplary implementation. The setting of the cluster weight coefficients k c is based mainly on the signal levels or the signal components of the satellite signals in the sum signal. The signal levels or the C / N 0 values of the satellites are previously determined using a C / N 0 estimator. On the basis of the determined C / N 0 values, the cluster weight coefficients are then updated continuously, for example every millisecond. The cluster weights k c can be initialized with one at the beginning. This corresponds to an equally weighted addition: k c = 1 with c ε {1, ..., C}.

Anschließend können die Clustergewichte kc bei jeder Iteration wie folgt fortlaufend neu angepasst werden:

Figure DE102013109439B3_0004
Subsequently, the cluster weights k c can be continuously updated each time iteration as follows:
Figure DE102013109439B3_0004

Die Gewichtungskoeffizienten werden somit bei jeder Iteration neu angepasst, bis die Differenzen zwischen den C/N0 Werten der Satelliten im Ausgangssignal theoretisch auf null gesunken sind. Dies ist ein kontinuierlicher Regelungsprozess, da die Pegel der Satellitensignale im Szenario ständig schwanken und auch die Schätzung der C/N0 Werte Abweichungen aufweisen kann. The weighting coefficients are thus readjusted at each iteration until the differences between the C / N 0 values of the satellites in the output signal have theoretically dropped to zero. This is a continuous control process because the levels of the satellite signals in the scenario are constantly fluctuating and also the estimation of the C / N 0 values may vary.

5 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignals für eine Mehrzahl von empfangbaren Sendern, das auf einer Mehrzahl von empfangenen Signalen basiert, die jeweils Signalkomponenten zumindest eines Senders der Mehrzahl von Sendern aufweisen. Das Verfahren umfasst Bestimmen 600 einer Positionsinformation für jeden Sender zumindest einer Teilmenge der empfangbaren Sender unter Verwendung der empfangenen Signale, wobei die Positionsinformation eine Information über eine Position des jeweiligen Senders enthält. 5 FIG. 12 shows a flowchart of one embodiment of a method of providing a common receive signal to a plurality of receivable transmitters based on a plurality of received signals each having signal components of at least one transmitter of the plurality of transmitters. The method includes determining 600 position information for each transmitter of at least a subset of the receivable transmitters using the received signals, wherein the position information includes information about a position of the respective transmitter.

Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen einer Gruppenposition 602 für mindestens einen ersten Sender und einen zweiten Sender der Teilmenge unter Verwendung der Positionsinformationen des ersten Senders und des zweiten Senders. The method further includes determining a group position 602 for at least a first transmitter and a second transmitter of the subset using the position information of the first transmitter and the second transmitter.

Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen eines gerichteten gemeinsamen Gruppensignales 604a für den ersten und den zweiten Sender unter Verwendung der Gruppenposition und der Mehrzahl von empfangenen Signalen sowie das Bestimmen eines gerichteten Empfangssignals 604b für zumindest einen dritten Sender der Teilmenge unter Verwendung der Positionsinformation des dritten Senders und der Mehrzahl von empfangenen Signalen. The method further includes determining a directional common group signal 604a for the first and second transmitters using the group position and the plurality of received signals and determining a directional received signal 604b for at least a third transmitter of the subset using the position information of the third transmitter and the plurality of received signals.

Das Verfahren umfasst ferner das Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignals 606 unter Kombination des Gruppensignals 116 und des gerichteten Empfangssignals 118. The method further comprises providing a common received signal 606 under combination of the group signal 116 and the directional received signal 118 ,

6 illustriert, ebenfalls in Form eines Flussdiagramms, wie basierend auf den Positionsinformationen für jeden Sender der Teilmenge die Zuordnung des jeweiligen Senders zu einer Gruppe bzw. das Definieren von mehreren Gruppen und den ihnen jeweils zugehörigen Gruppenpositionen erfolgen kann. 6 illustrated, also in the form of a flowchart, how based on the position information for each transmitter of the subset the assignment of the respective transmitter to a group or the definition of multiple groups and their respective associated group positions can be done.

In einem Prüfschritt 700 wird für den momentan beobachteten Sender überprüft, ob die Positionsinformation des Senders ein vorbestimmtes Abstandskriterium bezüglich eines weiteren Senders oder einer Gruppenposition erfüllt. Ist dies der Fall, wird in einem Assoziationsschritt 702 der betreffende Sender der Gruppe hinzugefügt. Ist dies nicht der Fall, wird in einem Prüfschritt 704 überprüft, ob noch weitere Sender existieren, die vom Gruppierungsalgorithmus noch nicht bearbeitet wurden. Ist dies nicht der Fall, wird das Gruppierungsverfahren beendet. Ist dies der Fall, wird mit dem Schritt 700 fortgefahren, um zu versuchen, den nächsten Sender zu gruppieren. In a test step 700 For the currently observed transmitter, it is checked whether the position information of the transmitter fulfills a predetermined distance criterion with respect to another transmitter or a group position. If this is the case, it is in an association step 702 the relevant station has been added to the group. If this is not the case, will be in a test step 704 checks if there are any more channels that have not yet been edited by the grouping algorithm. If this is not the case, the grouping procedure is ended. If this is the case, the step is 700 continued to try to group the next station.

Selbstverständlich sind auch weitere Methoden denkbar, wie die einzelnen Sender bzw. Satelliten zu Gruppen zusammengefasst werden können. Dabei kann teilweise auch mehrfach iterativ vorgegangen werden. Beispielsweise kann zum Vorabbestimmen einer groben Gruppenposition zunächst überprüft werden, ob zwei der Sender sich derart nahe sind, dass diese das Abstandskriterium erfüllen. Daraufhin kann, basierend auf den beiden gruppierten Sendern eine erste verbesserte Gruppenposition bestimmt werden, beispielsweise durch Mittelwertbildung der beiden Positionsinformationen bzw. Positionen der beiden zu der Gruppe bereits zugefügten Sender, woraufhin das Abstandskriterium für die weiteren Sender bezüglich der derart bestimmten vorläufigen Gruppenposition angewendet werden kann. Of course, other methods are conceivable how the individual transmitters or satellites can be combined into groups. In some cases it is also possible to proceed iteratively several times. For example, to predetermine a coarse group position, it can first be checked whether two of the transmitters are so close that they fulfill the distance criterion. Thereupon, based on the two grouped transmitters, a first improved group position can be determined, for example by averaging the two position information or positions of the two transmitters already added to the group, whereupon the distance criterion for the further transmitters can be applied to the provisional group position thus determined ,

Wenngleich in den vorhergehenden Absätzen überwiegend in Verbindung mit einem Satellitennavigationssystem diskutiert, können weitere Ausführungsbeispiele auch in anderen Szenarien angewendet werden, wo mehrere Sender drahtlos Signale bzw. Informationen an einen Empfänger senden, welcher die verschiedenen Signalkomponenten in einem gemeinsamen empfangenen Signal analysiert. Although discussed in the preceding paragraphs primarily in connection with a satellite navigation system, other embodiments may also be applied in other scenarios where multiple transmitters wirelessly transmit signals to a receiver which analyzes the various signal components in a common received signal.

Zusammengefasst befassen sich manche Ausführungsbeispiele mit einem Gerät zur Bereitstellung eines störreduzierten GNSS-Signals für bereits existierende GNSS-Empfänger, bestehend aus: einer Gruppenantenne (CRPA-Antenne) und einem Gruppenantennen-Frontend zur Generierung von digitalen Basisbandsignalen; einem Modul zur Störunterdrückung verknüpft mit einem Gruppenantennen-Frontend zur Erzeugung von störreduzierten mehrkanaligen Antennensignalen; einem Modul zur Weiterverarbeitung der störreduzierten Antennensignale für ein nachgeschaltetes Clustering-Verfahren; und einem Modul zur Implementierung eines Clustering-Verfahrens; einem Beamsteering-Modul zur Generierung von einem oder mehreren Gruppensignalen basierend auf den störreduzierten Antennensignalen und den Ergebnissen des Clustering-Verfahrens; einem Modul zur Gewichtung und Addition der Gruppensignale zur Generierung eines einzelnen störreduzierten Signals; verknüpft mit einem Digital/Analog-Wandler und einem RF-Aufwärts-Umsetzer zur Generierung eines optimierten und störreduzierten RF-Ausgangssignals zur Einkopplung in einen GNSS-Empfänger; und einem Modul mit einem Regelkreis zur Berechnung der optimierten Clustergewichtskoeffizienten. In summary, some embodiments are concerned with a device for providing a noise-reduced GNSS signal to existing GNSS receivers, comprising: an array antenna (CRPA antenna) and a cluster antenna front-end for generating digital baseband signals; a noise suppression module linked to a cluster antenna front-end for generating noise reduced multi-channel antenna signals; a module for further processing of the interference-reduced antenna signals for a downstream clustering method; and a module for implementing a clustering method; a beam steering module for generating one or more group signals based on the noise reduced antenna signals and the results of the clustering method; a module for weighting and adding the group signals to generate a single noise-reduced signal; combined with a digital / analog converter and an RF up converter for generating an optimized and interference-reduced RF output signal for coupling into a GNSS receiver; and a module with a control loop for calculating the optimized cluster weight coefficients.

Weitere Ausführungsbeispiele befassen sich mit einer Reduzierung der Anzahl der beamsteering Signale, folgenden Schritte umfassend: Durchführung der Korrelation mit dem PRN-Code des gewünschten Satellitensignals mit Hilfe einer Mehrkanal-Trackingschleife; Richtungsbestimmung für jedes der empfangenen Satellitensignale aus den berechneten Korrelationswerten; Bestimmung der C/N0-Werte auf Basis der Korrelationswerte und der Richtungsinformation (Azimut- und Elevationswinkel); Auswertung der Richtungsinformation aller empfangbaren Satelliten und Bestimmung von einem oder mehreren Clustermittelpunkten; Bildung von einem oder mehreren Gruppensignalen durch Schwenken des Antennendiagrammaximums in Richtung des jeweiligen Clustermittelpunktes; Reduzierung störender Mehrwegeeinflüsse von benachbarten Gruppensignalen im Ausgangssignal durch Berücksichtigung von Nebenbedingungen bei der Berechnung der Gewichtungskoeffizienten, d.h. zusätzliche Nullstellenbildung in Richtung der entsprechenden bzw. störenden Clustersignale. Further embodiments are concerned with a reduction in the number of beamsteering signals, comprising the steps of: performing the correlation with the PRN code of the desired satellite signal using a multi-channel tracking loop; Direction determination for each of the received satellite signals from the calculated correlation values; Determination of the C / N 0 values based on the correlation values and the direction information (azimuth and elevation angles); Evaluation of the direction information of all receivable satellites and determination of one or more cluster centers; Formation of one or more group signals by pivoting the antenna diagram maximum in the direction of the respective cluster center point; Reduction of interfering multipath influences of adjacent group signals in the output signal by taking into account secondary conditions in the calculation of the weighting coefficients, ie additional zeroing in the direction of the corresponding or disturbing cluster signals.

Weitere Ausführungsbeispiele befassen sich mit einem Verfahren zur Einstellung der Clustergewichtskoeffizienten zur Erzeugung eines Ausgangssignals mittels gewichteter Addition der einzelnen Clustersignale, umfassend: Berechnung der Clustergewichtskoeffizienten basierend auf den C/N0 Werten der einzelnen Satellitensignale; Berechnung der C/N0 Werte der einzelnen Satellitensignale auf Basis der störreduzierten mehrkanaligen digitalen Antennensignale; Berechnung der C/N0 Werte der einzelnen Satellitensignale auf Basis des einkanaligen digitalen Ausgangssignals; Implementierung eines adaptiven Regelkreises zur Berechnung der optimalen Clustergewichtskoeffizienten und Summation der gewichteten Clustersignale. Further embodiments are concerned with a method of adjusting the cluster weight coefficients to produce an output signal by weighted addition of the individual cluster signals, comprising: calculating the cluster weight coefficients based on the C / N 0 values of the individual satellite signals; Calculation of the C / N 0 values of the individual satellite signals on the basis of the interference-reduced multi-channel digital antenna signals; Calculation of the C / N 0 values of the individual satellite signals based on the single-channel digital output signal; Implementation of an adaptive control loop for the calculation of the optimal cluster weight coefficients and summation of the weighted cluster signals.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-Ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals, which can cooperate with a programmable hardware component or cooperate such that the respective method is performed.

Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor (GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein. A programmable hardware component may be integrated by a processor, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), a computer, a computer system, an application-specific integrated circuit (ASIC) Circuit (IC = Integrated Circuit), a system on chip (SOC) system, a programmable logic element or a field programmable gate array with a microprocessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) may be formed.

Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. The digital storage medium may therefore be machine or computer readable. Thus, some embodiments include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system or programmable hardware component such that one of the methods described herein is performed. One embodiment is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer readable medium) on which the program is recorded for performing any of the methods described herein.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm, Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen. In general, embodiments of the present invention may be implemented as a program, firmware, computer program, or computer program product having program code or data, the program code or data operative to perform one of the methods when the program resides on a processor or a computer programmable hardware component expires. The program code or the data can also be stored, for example, on a machine-readable carrier or data carrier. The program code or the data may be present, inter alia, as source code, machine code or bytecode as well as other intermediate code.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ferner ein Datenstrom, eine Signalfolge oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom, die Signalfolge oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, um über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet oder ein anderes Netzwerk, transferiert zu werden. Ausführungsbeispiele sind so auch Daten repräsentierende Signalfolgen, die für eine Übersendung über ein Netzwerk oder eine Datenkommunikationsverbindung geeignet sind, wobei die Daten das Programm darstellen. Another embodiment is further a data stream, a signal sequence, or a sequence of signals that represents the program for performing any of the methods described herein. The data stream, the signal sequence or the sequence of signals can be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet or another network. Embodiments are also data representing signal sequences that are suitable for transmission over a network or a data communication connection, the data representing the program.

Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hinein schreibt, wodurch gegebenenfalls Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteile hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern. For example, a program according to one embodiment may implement one of the methods during its execution by, for example, reading or writing one or more data into memory locations, optionally switching operations or other operations in transistor structures, amplifier structures, or other electrical, optical, magnetic or caused by another operating principle working components. Accordingly, by reading a memory location, data, values, sensor values or other information can be detected, determined or measured by a program. A program can therefore acquire, determine or measure quantities, values, measured variables and other information by reading from one or more storage locations, as well as effect, initiate or execute an action by writing to one or more storage locations and control other devices, machines and components ,

Claims (17)

Ein Verfahren zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignales (120) für eine Mehrzahl von empfangbaren Sendern (140a140c), basierend auf einer Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a110d), die jeweils Signalkomponenten zumindest eines Senders der Mehrzahl von Sendern aufweisen, umfassend: für zumindest eine Teilmenge der empfangbaren Sender, bestimmen einer Positionsinformation (112a112c) für jeden Sender der Teilmenge unter Verwendung der empfangenen Signale (110a110d), wobei die Positionsinformation eine Information über eine Position des jeweiligen Senders enthält; bestimmen zumindest einer gemeinsamen Gruppenposition (114) für mindestens einen ersten Sender (140a) und einen zweiten Sender (140b) der Teilmenge unter Verwendung der Positionsinformationen (112a, 112b) des ersten Senders (140a) und des zweiten Senders (140b), wobei die Gruppenposition (114) zu der Position des ersten Senders (140a) und des zweiten Senders (140b) korrespondiert; bestimmen eines gerichteten gemeinsamen Gruppensignales (116) für den ersten Sender (140a) und den zweiten Sender (140b) unter Verwendung der Gruppenposition (114) und der Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a110d); bestimmen eines gerichteten Empfangssignales (118) für zumindest einen dritten Sender (140c) der Teilmenge unter Verwendung der Positionsinformation (112c) des dritten Senders (114c) und der Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a110d); und kombinieren des Gruppensignales (116) und des gerichteten Empfangssignales (118), um das gemeinsamen Empfangssignal (120) bereitzustellen. A method for providing a common received signal ( 120 ) for a plurality of receivable transmitters ( 140a - 140c ) based on a plurality of received signals ( 110a - 110d ), each having signal components of at least one transmitter of the plurality of transmitters, comprising: for at least a subset of the receivable transmitters, determining position information ( 112a - 112c ) for each transmitter of the subset using the received signals ( 110a - 110d ), wherein the position information includes information about a position of the respective transmitter; determine at least one common group position ( 114 ) for at least one first transmitter ( 140a ) and a second transmitter ( 140b ) of the subset using the position information ( 112a . 112b ) of the first transmitter ( 140a ) and the second transmitter ( 140b ), whereby the group position ( 114 ) to the position of the first transmitter ( 140a ) and the second transmitter ( 140b ) corresponds; determine a directional common group signal ( 116 ) for the first transmitter ( 140a ) and the second transmitter ( 140b ) using the group position ( 114 ) and the plurality of received signals ( 110a - 110d ); determine a directional received signal ( 118 ) for at least one third transmitter ( 140c ) of the subset using the position information ( 112c ) of the third transmitter ( 114c ) and the plurality of received signals ( 110a - 110d ); and combine the group signal ( 116 ) and the directional received signal ( 118 ) to receive the common received signal ( 120 ). Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: bestimmen eines ersten Signalanteils des ersten Senders (140a), eines zweiten Signalanteils des zweiten Senders (140b) und eines dritten Signalanteils des dritten Senders (140c) in dem gemeinsamen Empfangssignal (120). The method of claim 1, further comprising: determining a first signal portion of the first transmitter ( 140a ), a second signal portion of the second transmitter ( 140b ) and a third signal portion of the third transmitter ( 140c ) in the common received signal ( 120 ). Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei der Kombination des Gruppensignales (116) und des gerichteten Empfangssignales (118) das gerichtete Empfangssignal (118) geringer gewichtet wird, wenn der Signalanteil des dritten Senders (140c) höher ist, als wenn der Signalanteil des dritten Senders (140c) geringer ist. Method according to claim 2, wherein in the combination of the group signal ( 116 ) and the directional received signal ( 118 ) the directional received signal ( 118 ) is weighted less if the signal portion of the third transmitter ( 140c ) is higher than if the signal component of the third transmitter ( 140c ) is lower. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei der Kombination des Gruppensignales (116) und des gerichteten Empfangssignales (118) das gerichtete Empfangssignal (118) bezüglich dem Gruppensignal (116) derart gewichtet wird, dass der Signalanteil des dritten Senders (140c) in dem gemeinsamen Empfangssignal (120) ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufweist, das zu dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis des ersten Senders (140a) oder des zweiten Senders (140b) korrespondiert. Method according to claim 3, wherein in the combination of the group signal ( 116 ) and the directional received signal ( 118 ) the directional received signal ( 118 ) with respect to the group signal ( 116 ) is weighted such that the signal portion of the third transmitter ( 140c ) in the common received signal ( 120 ) has a signal-to-noise ratio which corresponds to the signal-to-noise ratio of the first transmitter ( 140a ) or the second transmitter ( 140b ) corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bereitstellen des gemeinsamen Empfangssignales (120) das Bilden einer gewichteten Summe aus dem gerichteten Empfangssignal (118) und dem Gruppensignal (116) umfasst. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the provision of the common received signal ( 120 ) forming a weighted sum from the directional received signal ( 118 ) and the group signal ( 116 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Gruppensignal (116) für den ersten Sender (140a) und den zweiten Sender (140b) bestimmt wird, wenn die Positionsinformationen (112a, 112b) für den ersten Sender (140a) und den zweiten Sender (140b) ein vorbestimmtes Abstandskriterium erfüllen. Method according to one of the preceding claims, wherein a group signal ( 116 ) for the first transmitter ( 140a ) and the second transmitter ( 140b ) is determined when the position information ( 112a . 112b ) for the first transmitter ( 140a ) and the second transmitter ( 140b ) satisfy a predetermined distance criterion. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Positionsinformation jeweils eine Information über eine Empfangsrichtung umfasst und wobei das Abstandskriterium erfüllt ist, wenn eine erste Empfangsrichtung, die dem ersten Sender zugeordnet ist, und eine zweite Empfangsrichtung, die dem zweiten Sender zugeordnet ist, eine Abweichung voneinander aufweisen, die kleiner ist, als ein vorbestimmter Grenzwert. The method of claim 6, wherein the position information each comprises information about a receive direction and wherein the distance criterion is met when a first receive direction associated with the first transmitter and a second receive direction associated with the second transmitter are deviated from one another which is smaller than a predetermined limit. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Abstandskriterium erfüllt ist, wenn eine Metrik t,
Figure DE102013109439B3_0005
größer ist als ein vorbestimmter Grenzwert, wobei Richtungskoordinaten uc und vc der Gruppenposition (114) und Richtungskoordinaten ui und vi dem ersten Sender (140a) und dem zweiten Sender (140b) zugeordnet sind und wobei die Richtungskoordinaten aus den ihnen zugeordneten Azimutwinkeln α und Elevationswinkeln ε wie folgt bestimmt werden: u = sin(α)cos(ε) v = cos(α)cos(ε).
The method of claim 7, wherein the distance criterion is met when a metric t,
Figure DE102013109439B3_0005
is greater than a predetermined limit, with direction coordinates u c and v c of the group position ( 114 ) and direction coordinates u i and v i the first transmitter ( 140a ) and the second transmitter ( 140b ) and wherein the direction coordinates are determined from their associated azimuth angles α and elevation angles ε as follows: u = sin (α) cos (ε) v = cos (α) cos (ε).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend: Bereitstellen einer Repräsentation des gemeinsamen Empfangssignales (120) als analoges Signal (242). Method according to one of claims 1 to 8, further comprising: providing a representation of the common received signal ( 120 ) as an analog signal ( 242 ). Vorrichtung (100) zum Bereitstellen eines gemeinsamen Empfangssignales (120) für eine Mehrzahl von empfangbaren Sendern (140a140c), basierend auf einer Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a110d), die jeweils Signalkomponenten zumindest eines Senders der Mehrzahl von Sendern aufweisen, umfassend: einem Positionsfinder (102), der ausgebildet ist, um unter Verwendung der Mehrzahl von empfangenen Signale (110a110d) für jeden Sender zumindest einer Teilmenge der empfangbaren Sender eine Positionsinformation (112a112c) zu bestimmen, wobei die Positionsinformation eine Information über eine Position des jeweiligen Senders enthält; einen Gruppierer (104), der ausgebildet ist, um zumindest eine Gruppenposition (114) für mindestens einen ersten Sender (140a) und einen zweiten Sender (140b) der Teilmenge zu bestimmen, wobei die Gruppenposition (114) zu der Position des ersten Senders (140a) und des zweiten Senders (140b) korrespondiert; einen Signalerzeuger (106), der ausgebildet ist, um unter Verwendung der Gruppenposition (114) und der Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a110d) ein gerichtetes gemeinsames Gruppensignal (116) für den ersten Sender (140a) und den zweiten Sender (140b) zu bestimmen, und um unter Verwendung der Positionsinformation (112c) des dritten Senders (140c) und der Mehrzahl von empfangenen Signalen (110a110d) ein gerichtetes Empfangssignal (118) für den dritten Sender (140c) zu bestimmen; und einen Signalkombinierer (108), der ausgebildet ist, das Gruppensignal (116) und des gerichtete Empfangssignal (118) zu kombinieren, um das gemeinsame Empfangssignal (120) bereitzustellen. Contraption ( 100 ) for providing a common received signal ( 120 ) for a plurality of receivable transmitters ( 140a - 140c ) based on a plurality of received signals ( 110a - 110d ), each having signal components of at least one transmitter of the plurality of transmitters, comprising: a position finder ( 102 ) configured to use the plurality of received signals ( 110a - 110d ) for each transmitter at least a subset of the receivable transmitter position information ( 112a - 112c ), wherein the position information includes information about a position of the respective transmitter; a grouper ( 104 ), which is designed to be at least one group position ( 114 ) for at least one first transmitter ( 140a ) and a second transmitter ( 140b ) of the subset, the group position ( 114 ) to the position of the first transmitter ( 140a ) and the second transmitter ( 140b ) corresponds; a signal generator ( 106 ), which is designed to work using the group position ( 114 ) and the plurality of received signals ( 110a - 110d ) a directed common group signal ( 116 ) for the first transmitter ( 140a ) and the second transmitter ( 140b ) and using the position information ( 112c ) of the third transmitter ( 140c ) and the plurality of received signals ( 110a - 110d ) a directed received signal ( 118 ) for the third transmitter ( 140c ) to determine; and a signal combiner ( 108 ), which is designed to receive the group signal ( 116 ) and the directional received signal ( 118 ) to combine the common received signal ( 120 ). Vorrichtung (100) nach Anspruch 10, die ausgebildet ist, um ein gemeinsames Empfangssignal (120) für einen Empfänger eines satellitengestützten Ortungssystems bereit zu stellen. Contraption ( 100 ) according to claim 10, which is designed to generate a common received signal ( 120 ) for a receiver of a satellite positioning system. Vorrichtung (100) nach Anspruch 10 oder 11, ferner umfassend: einen Signaleingang, der ausgebildet ist, um eine Repräsentation der Mehrzahl der empfangenen Signale (110a110d) zu erhalten; und einen Signalausgang (244), der ausgebildet ist, um eine Repräsentation (242) des gemeinsamen Empfangssignals (120) auszugeben. Contraption ( 100 ) according to claim 10 or 11, further comprising: a signal input, which is adapted to a representation of the plurality of received signals ( 110a - 110d ) to obtain; and a signal output ( 244 ), which is designed to be a representation ( 242 ) of the common received signal ( 120 ). Vorrichtung (100) nach Anspruch 12, ferner umfassend: einen Analog-zu-Digital-Umsetzer, der ausgebildet ist, um die am Signaleingang erhaltene Repräsentation der empfangenen Signale von der analogen Domäne in die digitale Domäne zu transferieren, um die Mehrzahl der empfangenen Signalen (110a110d) zu erhalten; und einen Digital-zu-Analog-Umsetzer (230), der ausgebildet ist, um das gemeinsamen Empfangssignal (120) von der digitalen Domäne in die analoge Domäne zu transferieren, um eine analoge Repräsentation (232) des gemeinsamen Empfangssignals für den Signalausgang zu erhalten. Contraption ( 100 ) according to claim 12, further comprising: an analog-to-digital converter adapted to transfer the received at the signal input representation of the received signals from the analog domain into the digital domain to the plurality of received signals ( 110a - 110d ) to obtain; and a digital-to-analog converter ( 230 ), which is designed to receive the common received signal ( 120 ) to transfer from the digital domain to the analog domain to obtain an analog representation ( 232 ) of the common received signal output signal. Vorrichtung (100) nach Anspruch 13, ferner umfassend: einen Mischer (240), der ausgebildet ist, um die analoge Repräsentation (232) des gemeinsamen Empfangssignals (120) auf einen hochfrequenten Träger zu mischen. Contraption ( 100 ) according to claim 13, further comprising: a mixer ( 240 ), which is adapted to the analog representation ( 232 ) of the common received signal ( 120 ) to a high-frequency carrier. Satellitengestütztes Ortungssystem, umfassend: eine Vorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14; und einen mit der Vorrichtung gekoppelten Empfänger, der ausgebildet ist, um das gemeinsame Empfangssignal (120) zu erhalten und um basierend auf dem gemeinsamen Empfangssignal (120) eine Position des Empfängers zu bestimmen. A satellite-based location system, comprising: a device ( 100 ) according to any one of claims 10 to 14; and a receiver coupled to the device and configured to receive the common received signal ( 120 ) and based on the common received signal ( 120 ) to determine a position of the receiver. Satellitengestütztes Ortungssystem nach Anspruch 15, ferner umfassend: Ein Mehrantennensystem (150; 212) zum Empfangen der Mehrzahl von Signalen (110a110d), welches mit dem Signaleingang der Vorrichtung (100) gekoppelt ist. The satellite positioning system of claim 15, further comprising: a multiple antenna system ( 150 ; 212 ) for receiving the plurality of signals ( 110a - 110d ) connected to the signal input of the device ( 100 ) is coupled. Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das Verfahren auf einem Computer abläuft. A computer program comprising program code for performing a method according to any one of claims 1 to 9 when the method is run on a computer.
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