PRIORITÄTPRIORITY
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U.S.C. § 119 (e) der am 23. Dezember 2013 beim US-Patent- und Markenamt eingereichten US-Provisional-Anmeldung mit der Seriennummer 61/920, 151, deren Inhalte hier durch Inbezugnahme mit aufgenommen sind.This application claims the priority under 35 U.S.C. Section 119 (e) of US Provisional Application Serial No. 61 / 920,115 filed with the US Patent and Trademark Office on December 23, 2013, the contents of which are hereby incorporated by reference.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verringern von Ressourcen, die zum Verarbeiten von Signalen von mehreren globalen Navigationssatellitensystemen(GNSS)-Konstellationen benötigt werden, und genauer auf die effiziente Verarbeitung von GNSS-Signalen der nächsten Generation.The present invention relates to a method and apparatus for reducing resources needed to process signals from multiple Global Navigation Satellite Systems (GNSS) constellations, and more particularly to the efficient processing of next generation GNSS signals.
Beschreibung der verwandten TechnikDescription of the Related Art
Die nächste Generation von GNSS-Signalen wird entwickelt und wird bald fertig für die Umsetzung sein. Jedoch erzeugen die neuen Signale eine Anzahl von Empfangsproblemen, wie die folgenden: Erfordern von höheren Empfänger-Abtastraten, Erfordern von größerer Empfänger-Speicherkapazität aufgrund der höheren Abtastraten, Aufweisen einer größeren Anfälligkeit für Interferenz aufgrund der weiteren Bandbreite, die durch die höheren Abtastraten bewirkt wird, Bewirken einer größeren Schwierigkeit beim Verfolgen mehrerer Signalkorrelationspeaks, Erfordern einer komplexeren Korrelationsfunktion, Bewirken eines komplizierteren Zusammenspiels mit Mehrwegsignalen aufgrund des Verwendens einer komplexeren Korrelationsfunktion und Bewirken eines erhöhten Bereichsmessfehlers aufgrund der Verwendung von komplexeren Korrelationsfunktionen. In dem Fall eines hier beschriebenen Empfängers ist die Abtastrate mit erhöhter Komplexität 8fx gegenüber 2fx, das bedeutet also eine Erhöhung um einen Faktor 4. Zusätzlich macht das Vorhandensein von mehreren Signalpeaks das Verfolgen der korrekten Peaks schwieriger. Das Verfolgen eines falschen Peaks kann zu einem Entfernungsfehler von etwa 150 m führen. Gegenwärtige GNSS-Signale schließen Galileo-GNSS-Binary-Offset-Carrier(1,1)(BOC(1,1))- und Global-Positioning-System(GPS)-L1-C-Übertragungen mit ein. 1 veranschaulicht das Spektrum von beispielhaften GPS- und Galileo-Signalen, und 2 veranschaulicht einen GPS/Galileo-Empfänger aus dem Stand der Technik.The next generation of GNSS signals will be developed and will soon be ready for implementation. However, the new signals generate a number of reception problems, such as: requiring higher receiver sampling rates, requiring larger receiver memory capacity due to the higher sampling rates, having a greater susceptibility to interference due to the wider bandwidth caused by the higher sampling rates , Causing greater difficulty in tracking multiple signal correlation peaks, requiring a more complex correlation function, causing more complex interaction with multipath signals due to using a more complex correlation function, and causing increased range measurement error due to the use of more complex correlation functions. In the case of a receiver described herein, the increased complexity sampling rate is 8fx over 2fx, that is an increase by a factor of 4. In addition, the presence of multiple signal peaks makes tracking the correct peaks more difficult. Tracing an incorrect peak can result in a range error of about 150 meters. Current GNSS signals include Galileo GNSS Binary Offset Carrier (1,1) (BOC (1,1)) and Global Positioning System (GPS) L1 C transmissions. 1 illustrates the spectrum of exemplary GPS and Galileo signals, and 2 illustrates a GPS / Galileo receiver of the prior art.
In 2 empfängt die Antenne 21 eine Kombination von GPS- und Galileo-Satellitensignalen und gibt ein Signal sRF aus. Das Ausgangssignal sRF wird an einen Radiofrequenz(RF)-Block 22 weitergeleitet, der Signalverstärkung, Filtern, und Frequenzumsetzung durchführt, und der ein Signal sIF ausgibt, welches typischerweise ein verstärktes Signal ist, dessen Mittenfrequenz wesentlich verringert wurde, um vernünftige Abtastraten zu ermöglichen. In dem hier bereitgestellten Beispiel ist die Abtastrate FS = 48fx = 49,107 MHz, wobei fx = 1,0230625 MHz ist. Das Signal sIF wird dann abgetastet und quantisiert in einem Array von zwei Analog-Digital-Wandlern (ADCs) 23 zum Abbilden eines komplexen Signals. Das resultierende digitalisierte/quantisierte Signal sdigital wird weitergeleitet an den digitalen Präprozessor (DSP) 24 bei einer komplexen Abtastrate von 48fx. Die Funktion des DSP 24 ist es, die Signale weiter zu filtern, und kann eine automatische RF-Verstärkungsregelungs(AGC)-Berechnung sowie eine Interferenzabschwächung enthalten. Der Ausgang s8fx des DSP 24 wird verringert auf eine komplexe Abtastrate von 8fx. Ein Signalspeicher 25 ist mit dem DSP 24 verbunden. Alle empfangenen GPS- und Galileo-Satellitensignale sind in den im Signalspeicher 25 gespeicherten Abtastungen vorhanden. Individuelle Satellitenverarbeitung wird durchgeführt, nachdem die GPS- und Galileo-Signale in dem Signalspeicher 25 gespeichert wurden, und enthält einen mit dem Signalspeicher 25 verbundenen Endträgermischer 26, einen mit dem Signalspeicher 25 verbundenen Korrelationsblock, wobei der Korrelationsblock 27 als Eingang einen geeigneten lokalen Spreizcode oder Lcode empfängt, einen mit dem Korrelationsblock 27 verbundenen Signalhypothesespeicher 28 und einen mit dem Signalhypothesespeicher 28 verbundenen Funktionsblock 29 zum Erfassen/Verfolgen eines Signals usw.In 2 receives the antenna 21 a combination of GPS and Galileo satellite signals and outputs a signal s RF . The output signal s RF is applied to a radio frequency (RF) block 22 which performs signal amplification, filtering, and frequency translation, and which outputs a signal s IF , which is typically an amplified signal whose center frequency has been substantially reduced to allow reasonable sampling rates. In the example provided here, the sampling rate F S = 48fx = 49.107 MHz, where fx = 1.0230625 MHz. The signal s IF is then sampled and quantized in an array of two analog-to-digital converters (ADCs). 23 for imaging a complex signal. The resulting digitized / quantized signal s digital is forwarded to the digital preprocessor (DSP) 24 at a complex sampling rate of 48fx. The function of the DSP 24 is to further filter the signals and may include automatic RF gain control (AGC) calculation and interference mitigation. The output s 8fx of the DSP 24 is reduced to a complex sampling rate of 8fx. A latch 25 is with the DSP 24 connected. All received GPS and Galileo satellite signals are in the latch 25 stored samples available. Individual satellite processing is performed after the GPS and Galileo signals in the latch 25 have been stored, and includes one with the latch 25 connected final carrier mixer 26 , one with the latch 25 associated correlation block, wherein the correlation block 27 as an input receives a suitable local spreading code or L code , one with the correlation block 27 connected signal hypothesis memory 28 and one with the signal hypothesis memory 28 connected function block 29 for detecting / tracking a signal, etc.
Das Korrelationsverfahren für einen bestimmten Satelliten verwendet eine lokale Spreizcode-Nachbildung (Lcode) zum Entspreizen der einzelnen Satelliten. Jeder GPS-Satellit besitzt seinen eigenen Course/Acquisition(C/A)-Spreizcode. Die Lcode-Darstellung für ein Galileo-BOC(1,1)-Signal besitzt eine andere Form dahingehend, dass sie die Kombination eines Galileo-Satelliten-Spreizcodes und eines Unterträgers ist. Der Unterträger wird verwendet zum Übertragen des Galileo-Satellitensignals und ist eine 1,023 MHz-Rechteckwelle. Der Unterträgerabschnitt einer Übertragung erzeugt die in 1 gezeigten Doppelfrequenz-Nebenkeulen. Zum Korrelieren mit einem BOC(1,1)-Signal müssen wie in der unten beschriebenen 3 gezeigt eine lokal erzeugte Nachbildung des Unterträgers sowie der Satelliten-Spreizcode erzeugt werden. Der Ausgang des DSP 24 wird dann in dem Signalspeicher 25 gespeichert.The correlation method for a particular satellite uses a local spreading code (L code ) replica to despread the individual satellites. Each GPS satellite has its own Course / Acquisition (C / A) spreading code. The L code representation for a Galileo BOC (1,1) signal has a different form in that it is the combination of a Galileo satellite spreading code and a subcarrier. The subcarrier is used to transmit the Galileo satellite signal and is a 1.023 MHz square wave. The subcarrier portion of a transmission generates the in 1 shown double-frequency sidelobes. To correlate with a BOC (1,1) signal must be as described below 3 shown a locally generated replica of the subcarrier and the satellite spreading code are generated. The output of the DSP 24 is then in the latch 25 saved.
3 veranschaulicht einen Lcode-Generator 31 zum lokalen Nachbilden eines Lcode für GPS-Satellitenempfang und einen Lcode-Generator, der einen Galileo-Speichercodegenerator 32, einen Unterträger-Generator 33 und einen Multiplizierer 34 zum Multiplizieren des Galileo-Speichercodes mit dem lokal nachgebildeten Unterträger zum lokalen Nachbilden des Lcode für Galileo-Satellitensignale enthält. 3 illustrates an L code generator 31 to the local replicating an L code for GPS satellite and an L code generator comprising a Galileo code generator memory 32 , a subcarrier generator 33 and a multiplier 34 to the Multiplying the Galileo memory code with the locally mimic subcarrier to locally mimic the Galileo satellite signal L code .
4 stellt den DSP 24 aus 2 des Stands der Technik dar, der einen komplexen Mischer 41 zum Empfangen eines bei einer komplexen Abtastrate von 48fx abgetasteten GPS-Galileo-Signals. Eine mit einer komplexen Abtastrate von 48fx abgetastete Wertetabelle (LUT) 24 ist mit dem komplexen Mischer 41 verbunden. Ein mit dem komplexen Mischer 41 verbundener Tiefpassfilter 43 empfängt ein mit einer komplexen Abtastrate von 48fx abgetastetes Signal. Ein mit dem Tiefpassfilter 43 verbundener Abtastratenreduzierer 44 verringert ein mit einer komplexen Abtastrate von 48fx abgetastetes Signal auf ein mit einer komplexen Abtastrate von 8fx abgetastetes Signal. Ein mit dem Abtastratenreduzierer 44 verbundener Requantisierer 44 gibt ein 2-Bit-quantisiertes GPS/Galileo-Signal aus, das mit einer komplexen Abtastrate von 8fx abgetastet wurde. Der DPS 24 übersetzt die Frequenz eines GPS/Galileo-Signals von einer mittleren Frequenz (IF) (z. B. 7fx) in eine Trägerfrequenz nahe des Basisbands, filtert das übersetzte Signal bei 3 MHz mit einem Tiefpassfilter und requantisiert das Signal in 2-Bits (Vorzeichen und Größe). Es sei bemerkt, dass die Abtastrate von 48fx an dem Ausgang des Tiefpassfilters 43 verringert wird auf 8fx an dem Ausgang des Abtastratenreduzierers 44. 4 puts the DSP 24 out 2 of the prior art, which is a complex mixer 41 for receiving a GPS Galileo signal sampled at a complex sampling rate of 48fx. A look-up table (LUT) sampled at a complex sampling rate of 48fx 24 is with the complex mixer 41 connected. One with the complex mixer 41 connected low-pass filter 43 receives a signal sampled at a complex sampling rate of 48fx. One with the low-pass filter 43 connected sample rate reducer 44 reduces a signal sampled at a complex sample rate of 48 fx to a signal sampled at a complex sampling rate of 8 fx. One with the sample rate reducer 44 connected requantizer 44 Outputs a 2-bit quantized GPS / Galileo signal sampled at a complex sampling rate of 8fx. The DPS 24 translates the frequency of a GPS / Galileo signal from a medium frequency (IF) (eg 7fx) to a carrier frequency near the baseband, filters the translated signal at 3 MHz with a low pass filter and requantizes the signal into 2 bits (sign and size). It should be noted that the sampling rate of 48fx at the output of the low pass filter 43 is reduced to 8fx at the output of the sample rate reducer 44 ,
Verfahren, Systeme und Vorrichtungen werden benötigt zum Angehen der durch die neuen GNSS-Signale bewirkten Probleme (z. B. höhere Abtastraten, größere Bandbreiten, Mehrfachkorrelationspeaks, Kreuzkorrelationsaspekte und Erhöhen der Komplexität von GNSS-Signalen).Methods, systems, and devices are needed to address the problems caused by the new GNSS signals (eg, higher sample rates, larger bandwidths, multiple correlation peaks, cross-correlation issues, and increasing the complexity of GNSS signals).
KURZFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht zum Angehen zumindest der oben beschriebenen Probleme und/oder Nachteile und stellt zumindest die unten beschriebenen Vorteile bereit.The present invention has been made to address at least the problems and / or disadvantages described above, and at least provides the advantages described below.
Dementsprechend sieht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung Verfahren und Vorrichtungen vor, bei denen in einem Empfänger zum Verarbeiten von Multi-Konstellations-GNSS-Signalen benötigte Ressourcen verringert sind.Accordingly, one aspect of the present invention provides methods and apparatus in which resources needed in a receiver for processing multi-constellation GNSS signals are reduced.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht Verfahren und Vorrichtungen vor, bei denen ein GNSS-Signal mit zwei Nebenkeulen in ein Signal mit einer einzigen Nebenkeule übersetzt wird.Another aspect of the present invention provides methods and apparatus in which a two sidelobe GNSS signal is translated into a single sidelobe signal.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht Verfahren und Vorrichtungen vor, bei denen ein GNSS-Signal mit zwei Nebenkeulen verarbeitet wird, wobei beide Nebenkeulen oder nur eine der Nebenkeulen zur Interferenzabschwächung verarbeitet werden.Another aspect of the present invention provides methods and apparatus in which a two sidelobe GNSS signal is processed with both sidelobes or only one of the sidelobes processed for interference mitigation.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht Verfahren und Vorrichtungen vor, bei deinen ein GNSS-Signal mit zwei Nebenkeulen verarbeitet wird zum Erhalten entweder von 2fx, 2-Bit-quantisierten, komplexen Galileo-Signalabtastungen oder von 8fx, 2-Bit-quantisierten, komplexen GPS-Signalabtastungen.Another aspect of the present invention provides methods and apparatus wherein a sidelobe GNSS signal is processed to obtain either 2fx, 2-bit quantized complex Galileo signal samples, or 8fx, 2-bit quantized complex GPS signal samples.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht Verfahren und Vorrichtungen vor, bei denen ein GNSS-Signal mit zwei Nebenkeulen verarbeitet wird unter Verwendung eines numerisch gesteuerten Oszillators (NCO) mit oder ohne Phasenkorrektur.Another aspect of the present invention provides methods and apparatus in which a two sidelobe GNSS signal is processed using a numerically controlled oscillator (NCO) with or without phase correction.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Verfahren des Verarbeitens von Navigationssignalen mit verringerter Bandbreite ein Empfangen einer Kombination von zwei Navigationssignalen, wobei eines der Navigationssignale eine obere Nebenkeule und eine untere Nebenkeule enthält, ein Verringern der Frequenz der kombinierten zwei Navigationssignale mit einer Zwischenfrequenz (IF), ein Umwandeln des IF-Signals in digitale Signale, die ein komplexes Signal darstellen können, ein Übersetzen der Frequenz des IF-Signals in die Nähe des Basisbands, ein Filtern des Signals nahe des Basisbands, ein Verringern der Abtastrate des gefilterten Signals nahe des Basisbands durch einen benutzerdefinierbaren Faktor und Übersetzen einen benutzerdefinierbaren Auswahl des verringerten, gefilterten Signals nahe des Basisbands in eine einzelne Nebenkeule.According to one aspect of the present invention, a method of processing reduced bandwidth navigation signals includes receiving a combination of two navigation signals, wherein one of the navigation signals includes an upper side lobe and a lower side lobe, reducing the frequency of the combined two navigation signals with an intermediate frequency (IF ), converting the IF signal into digital signals capable of representing a complex signal, translating the frequency of the IF signal to near the baseband, filtering the signal near the baseband, reducing the sampling rate of the filtered signal near the baseband Basebands by a user-definable factor and translating a user-definable selection of the reduced, filtered signal near the baseband into a single sidelobe.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorstehenden Erfindung enthält eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Navigationssignalen mit verringerter Bandbreite einen Empfänger zum Empfangen einer Kombination von zwei Navigationssignalen, wobei eines der Navigationssignale eine obere Nebenkeule und eine untere Nebenkeule enthält, einen mit dem Empfänger verbundenen Frequenzverringerungsblock zum Reduzieren der Frequenz der kombinierten zwei Navigationssignale zu einer Zwischenfrequenz (IF), ein mit dem Frequenzverringerungsblock verbundenes Array von Analog-Digital-Wandlern zum Umwandeln des IF-Signals in digitale Signale, die ein komplexes Signal darstellen können, einen mit dem Array von Analog-Digital-Wandlern verbundenen Frequenzumsetzer zum Übersetzen der Frequenz des IF-Signals in die Nähe des Basisbands, einen mit dem Frequenzumsetzer verbundenen Filter zum Filtern des Signals nahe des Basisbands, einen mit dem Filter verbundenen Abtastratenreduzierer zum Reduzieren der Abtastrate des gefilterten Signals nahe des Basisbands durch einen benutzerdefinierbaren Faktor und einen mit dem Abtastratenreduzierer verbundenen Signalumsetzer zum Übersetzen einer benutzerdefinierbaren Auswahl des reduzierten, gefilterten Signals nahe des Basisbands in eine einzelne Nebenkeule.According to another aspect of the present invention, an apparatus for processing reduced bandwidth navigation signals includes a receiver for receiving a combination of two navigation signals, wherein one of the navigation signals includes an upper side lobe and a lower side lobe, a frequency reduction block connected to the receiver for reducing the frequency the combined two navigation signals to an intermediate frequency (IF), an array of analog-to-digital converters connected to the frequency reduction block for converting the IF signal to digital signals capable of representing a complex signal, one to the array of analog-to-digital converters frequency converters for translating the frequency of the IF signal near the baseband, a filter connected to the frequency converter for filtering the signal near the baseband, a sample rate reducer connected to the filter for reducing the sampling rate d It filtered signal near the baseband by a user-definable factor and one with the Sample rate reducer associated signal converter for translating a user-definable selection of the reduced, filtered signal near the baseband into a single sidelobe.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die obigen und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile von bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anschaulicher anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, in denen:The above and other aspects, features and advantages of certain embodiments of the present invention will become more apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
1 eine Darstellung eines Spektrums eines GPS-Signals und eines Galileo-Signals ist; 1 is an illustration of a spectrum of a GPS signal and a Galileo signal;
2 ein schematisches Blockdiagramm eines GPS/Galileo-Empfängers aus dem Stand der Technik ist; 2 is a schematic block diagram of a GPS / Galileo receiver from the prior art;
3 ein schematisches Blockdiagramm von funktionalen Blöcken im Stand der Technik zum lokalen Nachbilden eines GPS-Lcode, eines Galileo-Lcode und eines Galileo-Unterträgers in einem GPS/Galileo-Empfänger; 3 a schematic block diagram of functional blocks in the prior art for locally simulating a GPS-L code , a Galileo-L code and a Galileo subcarrier in a GPS / Galileo receiver;
4 ein schematisches Blockdiagramm eines DSP im Stand der Technik für den GPS-Galileo-Empfänger aus 2 ist; 4 a schematic block diagram of a DSP in the prior art for the GPS Galileo receiver 2 is;
5 ein Blockschaltplan eines DSP gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; 5 Fig. 10 is a block diagram of a DSP according to an embodiment of the present invention;
6 ein Diagramm einer für ein Galileo-BOC(1,1)-Satellitensignal gemäß dem Stand der Technik erzeugten Korrelationsfunktion ist; 6 Figure 3 is a diagram of a correlation function generated for a Galileo BOC (1,1) satellite signal according to the prior art;
7 ein Diagramm einer für ein Galileo-BOC(1,1)-Satellitensignal gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugte Korrelationsfunktion ist; 7 Figure 4 is a diagram of a correlation function generated for a Galileo BOC (1,1) satellite signal in accordance with an embodiment of the present invention;
8 ein schematisches Blockdiagramm des Galileo-2fx-Funktionsblocks aus 5 ist; 8th a schematic block diagram of the Galileo 2fx function block 5 is;
9 ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des NCO aus 8 ist; 9 a schematic block diagram of a first embodiment of the NCO 8th is;
10 ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des NCO aus 8 ist; 10 a schematic block diagram of a second embodiment of the NCO 8th is;
11A ein Diagramm einer Implementierung einer Sinus-LUT und einer Cosinus-LUT gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; 11A Figure 4 is a diagram of an implementation of a sine LUT and a cosine LUT according to an embodiment of the present invention;
11B ein Diagramm des Frequenzspektrums der LUTs aus 11A ist; 11B a diagram of the frequency spectrum of the LUTs 11A is;
12A ein Diagramm des Ergebnisses des Galileo-2fx-Funktionsblocks aus 5 ist, der eine untere Nebenkeule eines Galileo-BOC(1,1)-Satellitensignals verarbeitet ohne Anwenden einer Phasenkorrektur auf das Signal; 12A a diagram of the result of the Galileo 2fx function block 5 which processes a lower sidelobe of a Galileo BOC (1,1) satellite signal without applying a phase correction to the signal;
12B Diagramm des Ergebnisses des Galileo-2fx-Funktionsblocks aus 5 ist, der eine obere Nebenkeule eines Galileo-BOC(1,1)-Satellitensignals verarbeitet, bevor eine Phasenkorrektur auf das Signal angewendet wurde; und 12B Diagram of the result of the Galileo 2fx function block 5 which processes an upper sidelobe of a Galileo BOC (1,1) satellite signal before applying phase correction to the signal; and
13 eine Darstellung des Ergebnisses des Galileo-2fx-Funktionsblocks aus 5 ist, der eine obere Nebenkeule eines Galileo-BOC(1,1)-Satellitensignals verarbeitet, nachdem eine Phasenkorrektur von 30° auf das Signal angewendet wurde. 13 a representation of the result of the Galileo 2fx function block 5 which processes an upper side lobe of a Galileo BOC (1,1) satellite signal after applying a phase correction of 30 ° to the signal.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail beschrieben werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen. In der folgenden Beschreibung werden bestimmte Details, wie z. B. eine detaillierte Konfiguration und detaillierte Komponenten, nur bereitgestellt zum Unterstützen des Gesamtverständnisses der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Daher sollte es den Fachleuten einleuchtend sein, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen der hier beschriebenen Ausführungsformen gemacht werden können ohne von dem Umfang und der Idee der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zusätzlich werden Beschreibungen der gut bekannten Funktionen und Bauformen zum Zwecke der Klarheit und Knappheit ausgelassen werden.Various embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, certain details such. For example, a detailed configuration and detailed components are provided to assist in the overall understanding of the embodiments of the present invention. Therefore, it should be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made to the embodiments described herein without departing from the scope and spirit of the present invention. In addition, descriptions of well-known functions and designs will be omitted for purposes of clarity and brevity.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf modernisierte GNSS-Signale. Gegenwärtig enthalten diese Signale die Galileo-BOC(1,1)- und GPS-L1-C-Übertragungen. In Zukunft ist es wahrscheinlich, dass zusätzlich modernisierte GNSS-Satellitensignale übertragen werden.The present invention relates to modernized GNSS signals. Currently, these signals include Galileo BOC (1,1) and GPS L1 C transmissions. In the future, it is likely that additionally modernized GNSS satellite signals will be transmitted.
Die vorliegende Erfindung wird beschrieben mit Bezug auf Galileo-BOC(1,1)-Übertragungen, die sowohl E1-B-Übertragungen (d. h. Kanal B innerhalb Galileo-Trägersignal E1 für Daten) und E1-C (d. h. Kanal C innerhalb Galileo-Trägersignal E1 für Distanzmessungs-Codes) enthalten. Diese Signale sind „modernisiert” mit Bezug auf die GPS-L1-Course/Acquisition(C/A)-Übertragung. Die spektrale Leistungsdichte einer Galileo-BOC(1,1)-Übertragung ist größer als die einer GPS-L1-C/A-Übertragung, bei der das Meiste der Signalenergie für eine Galileo-Übertragung innerhalb einer 4 MHz-Bandbreite zu finden ist gegenüber einer 2 MHz-Bandbreite für eine GPS-Übertragung. Die nominelle BOC(1,1)-Korrelationsform ist komplizierter als ein GPS-Signal (d. h. drei Energiepeaks für ein BOC(1,1)-Signal gegenüber einem Energiepeak für eine GPS-L1-C/A-Übertragung).The present invention will be described with reference to Galileo BOC (1,1) transmissions that include both E1-B transmissions (ie, channel B within Galileo carrier signal E1 for data) and E1-C (ie, channel C within Galileo carrier signal E1 for distance measurement codes). These signals are "modernized" with respect to GPS-L1 Course / Acquisition (C / A) transmission. The spectral power density of a Galileo BOC (1,1) transmission is greater than that of GPS L1 C / A transmission, where most of the signal energy is to be found for Galileo transmission within a 4 MHz bandwidth a 2 MHz bandwidth for a GPS transmission. The nominal BOC (1,1) correlation form is more complicated than a GPS signal (i.e. H. three energy peaks for a BOC (1,1) signal versus an energy peak for GPS L1 C / A transmission).
Die vorliegende Erfindung verarbeitet ein Galileo-BOC(1,1)-Signal so, dass eine GP-L1-C/A-codeähnliche Korrelationsfunktion erzeugt wird. Die Erzeugung einer GPS-ähnlichen Funktion löst die Probleme mit dem Erfassungsabstand von Korrelatoren, Multi-Peak-Korrelation und Leistungsfähigkeit in der Anwesenheit von Mehrwegsignalen.The present invention processes a Galileo BOC (1,1) signal to produce a GP-L1 C / A code-like correlation function. The generation of a GPS-like function solves the problems with the detection distance of correlators, multi-peak correlation and performance in the presence of multipath signals.
Die vorliegende Erfindung kombiniert die zwei Nebenkeulen einer BOC(1,1)-Übertragung im Frequenzraum zum Verringern der Signalbandbreite. Im Wesentlichen entfernt dies den BOC(1,1)-Unterträger und ändert ein BOC(1,1)-Signal in eine GPS-ähnliche Funktion.The present invention combines the two side lobes of BOC (1,1) transmission in frequency space to reduce the signal bandwidth. In essence, this removes the BOC (1,1) subcarrier and changes a BOC (1,1) signal into a GPS-like function.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem in der Lage, nur eine der zwei Frequenz-Nebenkeulen einer BOC(1,1)-Übertragung für den Empfang auszuwählen, das heißt sie ist in der Lage, eine Nebenkeule zu empfangen, aber nicht die andere Nebenkeule zu empfangen. Dadurch vermeidet die vorliegende Erfindung jegliche mit der nicht empfangenen Nebenkeule zusammenhängende Interferenz.The present invention is also able to select only one of the two frequency sidelobes of a BOC (1,1) transmission for reception, that is, it is capable of receiving one side lobe but not receiving the other side lobe , As a result, the present invention avoids any interference associated with the non-received sidelobe.
5 ist ein Schema eines verbesserten DSP 50 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden realisiert durch Ersetzen des DSP 24 im Stand der Technik in 2 mit dem verbesserten DSP 50 in 5. Der verbesserte DSP 50 arbeitet basierend auf einer Kombination von PPS- und Galileo-Satellitensignalen. 5 is a scheme of an improved DSP 50 an embodiment of the present invention. The advantages of the present invention are realized by replacing the DSP 24 in the prior art in 2 with the improved DSP 50 in 5 , The improved DSP 50 works based on a combination of PPS and Galileo satellite signals.
In 5 empfängt der DSP 50 den Ausgang Sdigital, der von dem Array von ADCs aus 2 erzeugt wurde, bei einem komplexen Mischer 51 in 5. Der komplexe Mischer 51 führt ein komplexes Mischen an dem kombinierten GPS/Galileo-Satellitensignal durch, das in dem komplexen Mischer 51 des DSP 24 im Stand der Technik in 4 empfangen wurde.In 5 receives the DSP 50 the output S digital from the array of ADCs 2 was generated in a complex mixer 51 in 5 , The complex mixer 51 Performs a complex mixing on the combined GPS / Galileo satellite signal that is in the complex mixer 51 of the DSP 24 in the prior art in 4 was received.
Eine Sinus- und Kosinus-(oder sin- und cos-)Wertetabelle (LUT) 52 in 5 ist außerdem mit dem komplexen Mischer 51 verbunden. Die sin/cos-LUT 52 stellt Implementierungen der sin- und cos-Signale an den komplexen Mischer 51 bereit wie bei dem sin/cos-LUT 52 des DSP 24 im Stand der Technik in 4.A sine and cosine (or sin and cos) lookup table (LUT) 52 in 5 is also with the complex mixer 51 connected. The sin / cos-LUT 52 provides implementations of the sine and cos signals to the complex mixer 51 ready as with the sin / cos-LUT 52 of the DSP 24 in the prior art in 4 ,
Ein erster Tiefpassfilter 53 in 5 ist mit dem Ausgang des komplexen Mischers 51 verbunden. Der erste Tiefpassfilter 53 filtert den Ausgang des komplexen Mischers 51 wie es der Tiefpassfilter 43 in dem DSP 24 aus 4 (z. B. 3 MHz-Tiefpassfilter) tut.A first low-pass filter 53 in 5 is with the output of the complex mixer 51 connected. The first low pass filter 53 filters the output of the complex mixer 51 like the low pass filter 43 in the DSP 24 out 4 (eg 3 MHz low-pass filter) does.
Ein erster Abtastratenreduzierer 54 in 5 ist verbunden mit dem Ausgang des ersten Tiefpassfilters 53. Der erste Abtastratenreduzierer 54 verringert die Abtastrate des von dem ersten Tiefpassfilter 53 empfangenen Signals um einen Faktor von 6, welcher die Abtastrate des gerade verarbeiteten Signals von 48fx auf 8fx verringert wie in dem Abtastratenreduzierer 44 in dem DSP 24 aus 4. Bis zu diesem Punkt ist der verbesserte DSP 50 aus 5 der gleiche wie der DSP 24 aus 4.A first sample rate reducer 54 in 5 is connected to the output of the first low-pass filter 53 , The first sample rate reducer 54 reduces the sampling rate of the first low-pass filter 53 received signal by a factor of 6, which reduces the sampling rate of the signal currently being processed from 48fx to 8fx as in the sample rate reducer 44 in the DSP 24 out 4 , Up to this point is the improved DSP 50 out 5 the same as the DSP 24 out 4 ,
Ein Galileo-2fx-Funktionsblock 55 ist mit dem Ausgang des ersten Abtastratenreduzierers 54 verbunden. Der Galileo-2fx-Funktionsblock 55 übersetzt die zwei Nebenkeulen des 8fx-abgetasteten Galileo-Signals, das von dem ersten Abtastratenreduzierer 54 abgegeben wird, in ein Einzelnebenkeulen-2fx-abgetastetes Signal. Dies verringert effektiv die Signalbandbreite des BOC(1,1)-Signals, entfernt den BOC(1,1)-Unterträger und bewirkt, dass das Ergebnis GPS-ähnlich erscheint. Zusätzlich erlaubt der Galileo-2fx-Funktionsblock 55, dass lediglich einer der zwei Nebenkeulen zu einer Zeit verarbeitet wird, um jede mit der nicht verarbeiteten Nebenkeule verknüpfte Interferenz abzuschwächen. Zusätzliche Details des Galileo-2fx-Funktionsblocks 55 werden unten in der Beschreibung von 8 bereitgestellt.A Galileo 2fx function block 55 is at the output of the first sample rate reducer 54 connected. The Galileo 2fx function block 55 translates the two sidelobes of the 8fx sampled Galileo signal from the first sample rate reducer 54 is output to a single sidelobe 2fx sampled signal. This effectively reduces the signal bandwidth of the BOC (1,1) signal, removes the BOC (1,1) subcarrier, and makes the result appear GPS-like. In addition, the Galileo 2fx function block allows 55 in that only one of the two side lobes is processed at a time to mitigate any interference associated with the unprocessed sidelobe. Additional details of the Galileo 2fx function block 55 be down in the description of 8th provided.
Ein erster Requantisierer 56 in 5 ist mit dem Galileo-2fx-Funktionsblock 55 verbunden. Der erste Requantisierer 56 requantisiert den Ausgang des Galileo-2x-Funktionsblocks 55 auf 2fx, 2-Bit(Vorzeichen und Größe)-quantisierte komplexe Galileo-Abtastungen.A first requantizer 56 in 5 is with the Galileo 2fx function block 55 connected. The first requantizer 56 requantizes the output of the Galileo 2x function block 55 2fx, 2-bit (sign and magnitude) quantized complex Galileo samples.
Der verbesserte DSP 50 erlaubt die Erzeugung von 2fx, 2-Bit-quantisierten komplexen GPS-Abtastungen. Um dies zu tun ist ein zweiter Tiefpassfilter 57 mit dem Ausgang des ersten Abtastratenreduzierers 54 verbunden, wobei der zweite Tiefpassfilter 57 das Signal filtert, das er bei 1 MHz empfängt.The improved DSP 50 allows the generation of 2fx, 2-bit quantized complex GPS samples. To do this is a second low pass filter 57 with the output of the first sample rate reducer 54 connected, the second low-pass filter 57 filters the signal that it receives at 1 MHz.
Ein zweiter Abtastratenreduzierer 58 ist mit dem Ausgang des zweiten Tiefpassfilters 57 verbunden. Der zweite Abtastratenreduzierer 58 verringert die Abtastrate des von dem Tiefpassfilter 57 empfangenen Signals um einen Faktor von 4, was die Abtastrate von 8fx auf 2fx verringert.A second sample rate reducer 58 is at the output of the second low-pass filter 57 connected. The second sample rate reducer 58 reduces the sampling rate of the low-pass filter 57 received signal by a factor of 4, which reduces the sampling rate from 8fx to 2fx.
Ein zweiter Requantisierer 59 ist mit dem zweiten Abtastratenreduzierer 58 verbunden. Der zweite Requantisierer 59 requantisiert den Ausgang des zweiten Abtastratenreduzierers 58 auf 2fx, 2-Bit(Vorzeichen und Größe)-quantisierte komplexe GPS-Abtastungen. Die resultierende Speichereinsparung ist ein Faktor von zwei gegenüber Verfahren und Vorrichtungen des Stands der Technik.A second requantizer 59 is with the second sample rate reducer 58 connected. The second requantizer 59 requantizes the output of the second sample rate reducer 58 on 2fx, 2-bit (sign and magnitude) quantized complex GPS samples. The resulting memory saving is a factor of two over prior art methods and devices.
Ein Multiplexer 60 ist mit dem Ausgang des ersten Requantisierers 56 und dem Ausgang des zweiten Requantisierers 59 verbunden. Ein mit dem Multiplexer 60 verbundenes Steuersignal wird verwendet zum Auswählen, welcher der Ausgänge des ersten Requantisierers 56 und des zweiten Requantisierers 59 durch den verbesserten DSP 50 ausgegeben wird.A multiplexer 60 is with the exit of the first requantizer 56 and the output of the second requantizer 59 connected. One with the multiplexer 60 The associated control signal is used to select which of the outputs of the first requantizer 56 and the second requantizer 59 through the improved DSP 50 is issued.
Die Signalabtastungen, die von dem verbesserten DSP-Block 50 bei einer komplexen 2fx-Abtastrate ausgegeben werden, werden an den Signalspeicherblock 25 aus 2 übertragen. Der Signalspeicherblock 25 hält die Abtastungen, sodass sie durch die nachfolgenden Blöcke aus 2 mit einer höheren Rate (z. B. viele Male 8fx wiedergegeben werden können, um mehrfache individuelle Satellitenverarbeitung zu erleichtern. Individuelle Satellitenverarbeitung beinhaltet weiter eine Frequenzumsetzung über eine Endträgermischfunktion 26 und einen Korrelationsblock 27, ein Speichern über einen Signalhypothese-Speicherblock 28 und Signalerfassungs/Verfolgungs-Funktionen über den Signal/Verfolgungs-Funktionsblock 29. Der Korrelationsblock 27 für einen bestimmten Satelliten verwendet eine lokale Spreizcode-Nachbildung (Lcode) zum Entspreizen der einzelnen Satelliten. Jeder GPS-Satellit besitzt seinen eigenen 1023-C/A-Spreizcode.The signal samples taken from the improved DSP block 50 are output at a complex 2fx sampling rate, are sent to the signal storage block 25 out 2 transfer. The signal storage block 25 Holds the samples so that they pass through the subsequent blocks 2 At a higher rate (eg, many times 8fx can be reproduced to facilitate multiple individual satellite processing.) Individual satellite processing further includes frequency translation via a terminal mixer function 26 and a correlation block 27 , storing over a signal hypothesis memory block 28 and signal acquisition / tracking functions via the signal / trace function block 29 , The correlation block 27 For a given satellite, a local spreading code (L code ) replica is used to despread the individual satellites. Each GPS satellite has its own 1023 C / A spreading code.
6 ist ein Diagramm der Korrelationsfunktion, die mit dem BOC(1,1)-Empfang in dem Stand der Technik erzeugt wird. 6 Figure 10 is a graph of the correlation function produced with BOC (1,1) reception in the prior art.
7 ist ein Diagramm der Galileo-Satellitenkorrelation, die durch die vorliegende Erfindung erzeugt wird. Sie ist sehr ähnlich einer GPS-Korrelationsfunktion. Die Korrelationsfunktion eines Empfängers treibt alle Satellitenerfassungs- und Verfolgungs-Funktionen, so dass die vorliegende Erfindung zuvor entworfene GPS-Erfassungs- und -Verfolgungs-Funktionen, die bei Galileo-Satelliten verwendet werden sollen, erlaubt. Die ähnlich geformte Korrelationsfunktion bedeutet außerdem, dass Galileo-Distanz- und -Distanzratenmessungen bei dem Vorhandensein von Mehrwegsignalen (z. B. Straßenschluchtumgebungen) sehr ähnlich denjenigen des DPS sein werden. Dies erlaubt, dass höhere Navigations-Kalman-Filterabstimmung identisch sind für GPS- und Galileo-Satelliten. 7 Figure 12 is a diagram of the Galileo satellite correlation produced by the present invention. It is very similar to a GPS correlation function. The correlation function of a receiver drives all satellite detection and tracking functions, so that the present invention allows previously designed GPS detection and tracking functions to be used with Galileo satellites. The similarly shaped correlation function also means that Galileo distance and distance rate measurements in the presence of multipath signals (e.g., street canyons) will be very similar to those of the DPS. This allows higher navigation Kalman filter tuning to be the same for GPS and Galileo satellites.
Man beachte, dass die Korrelation des Galileo-2fx-Signals nun einfach den Galileo-Speichercode für Lcode verwendet. Es erfordert nicht länger die zusätzliche Unterträgerkomponente. Im Wesentlichen entfernt der Galileo-2fx-Funktionsblock 55 in 5 den Unterträger.Note that the correlation of the Galileo 2fx signal now simply uses the Galileo memory code for L code . It no longer requires the additional subcarrier component. Essentially, the Galileo 2fx function block is removed 55 in 5 the subcarrier.
8 ist ein schematisches Blockdiagramm des Galileo-2fx-Funktionsblocks 55 aus 5. 8th is a schematic block diagram of the Galileo 2fx function block 55 out 5 ,
In 8 empfängt der Galileo-2fx-Funktionsblock 55 ein Zwischenfrequenz(IF)-Signal von näherungsweise 96,25 kHz, das komplex abgetastet wurde bei 8fx, auf einem 10-Bit-Bus an einem ersten Multiplizierer 81 und einem zweiten Multiplizierer 82.In 8th receives the Galileo 2fx function block 55 an intermediate frequency (IF) signal of approximately 96.25 kHz that has been complex sampled at 8fx on a 10-bit bus at a first multiplier 81 and a second multiplier 82 ,
Der Galileo-2fx-Funktionsblock 55 enthält außerdem einen numerisch gesteuerten Oszillator (NCO), wobei der NCO 83 ein bei 8fx abgetastetes Taktsignal empfängt, wobei fx = 1,0230625 MHz ist. Der Ausgang des NCO 83 ist mit einer ersten Wertetabelle (LUT) 84 und einer zweiten Wertetabelle 85 verbunden.The Galileo 2fx function block 55 Also includes a numerically controlled oscillator (NCO), where the NCO 83 receives a clock signal sampled at 8fx, where fx = 1.0230625 MHz. The output of the NCO 83 is with a first table of values (LUT) 84 and a second value table 85 connected.
Die erste LUT 84 und die zweite LUT 85 empfangen ein Steuersignal zum Steuern, ob eine oder beide LUTs 84, 85 bei einer bestimmten Operation des Galileo-2fx-Funktionsblocks 55 verwendet werden, und wenn nur eine LUT 84, 85 verwendet wird, welche LUT 84, 85 verwendet wird. Der 5-Bit-Ausgangsbus der ersten LUT 84 ist verbunden mit dem ersten Multiplizierer 81. Der 5-Bit-Ausgangsbus der zweiten LUT 85 ist mit dem zweiten Multiplizierer 82 verbunden.The first LUT 84 and the second LUT 85 receive a control signal to control whether one or both LUTs 84 . 85 in a given operation of the Galileo 2fx function block 55 used, and if only one LUT 84 . 85 is used, which LUT 84 . 85 is used. The 5-bit output bus of the first LUT 84 is connected to the first multiplier 81 , The 5-bit output bus of the second LUT 85 is with the second multiplier 82 connected.
Die 14-Bit-Ausgangsbusse des ersten Multiplizierers 81 und des zweiten Multiplizierers 82 sind mit einem Addierer 86 verbunden. Der 15-Bit-Ausgangsbus des Addierers 86 ist verbunden mit einem 1 MHz-Tiefpassfilter 87. Ein IF von näherungsweise 96,25 kHZ, das komplex abgetastet wurde bei 2fx, erscheint an dem 17-Bit-Ausgangsbus des 1 MHz-Tiefpassfilters 87.The 14-bit output buses of the first multiplier 81 and the second multiplier 82 are with an adder 86 connected. The 15-bit output bus of the adder 86 is connected to a 1 MHz low-pass filter 87 , An IF of approximately 96.25 kHZ complex sampled at 2fx appears on the 17-bit output bus of the 1 MHz low-pass filter 87 ,
8 erlaubt, dass die unteren und oberen Galileo-Frequenz-Nebenkeulen zusammen oder getrennt verarbeitet werden. Wenn sie zusammen verarbeitet werden, wird die untere Nebenkeule mit einem Träger vermischt über eine lokale 1,023 MHz-Trägerdarstellung, und wird die obere Nebenkeule mit einem Träger vermischt über eine lokale –1,023 MHz-Trägerdarstellung, wobei die Trägermischungen die Nebenkeulen näher an das Basisband verschieben. Die Nebenkeulen werden dann zusammenaddiert. Der kombinierte Signalträgerrausch(CNO)-Dichteverlust gegenüber voller BOC(1,1)-Verarbeitung ist ungefähr 1 dB. Abschalten eines von beiden Verarbeitungsarmen in 8 erlaubt einer einzelnen (unteren oder oberen) Nebenkeule verarbeitet zu werden. Dies ermöglicht Interferenzabschwächung durch Beseitigen von Interferenz in der nicht verarbeiteten Nebenkeule. Der CNO-Verlust ist ungefähr 4 dB mit Bezug zur vollen BOC(1,1)-Verarbeitung. 8th allows the lower and upper Galileo frequency sidelobes to be processed together or separately. When processed together, the lower sidelobe is merged with a carrier over a local 1.023 MHz carrier representation, and the upper sidelobe is merged with a carrier over a local -1.023 MHz carrier representation, with the carrier mixtures shifting the sidelobes closer to the baseband , The sidelobes are then added together. The combined signal carrier noise (CNO) density loss versus full BOC (1,1) processing is about 1 dB. Turn off one of both processing arms in 8th allows a single (lower or upper) side lobe to be processed. This allows for interference mitigation by eliminating interference in the unprocessed sidelobe. The CNO loss is approximately 4 dB with respect to full BOC (1,1) processing.
9 ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des NCO 83 aus 8. Der NCO 83 erzeugt eine lokale Oszillatordarstellung bei genau ±1,023 MHz. 9 is a block diagram of a first embodiment of the NCO 83 out 8th , The NCO 83 generates a local oscillator representation at exactly ± 1.023 MHz.
In 9 empfängt ein Multiplexer 91 eine erste Variable K und eine zweite Variable M. Die Ausgangsfrequenz des NCO 83 = K × Fs/(2N – M + K), wobei K = 2046, Fs = 48fx = 49,107 MHz und N des Ausgangs des NCO 83 (z. B. 16 Bit) ist. Für eine exakte Frequenz ist K = 2046 und ist 2N – M + K = 16369, wobei N = 16 und M = 51213.In 9 receives a multiplexer 91 a first variable K and a second variable M. The Output frequency of the NCO 83 = K × Fs / (2N - M + K), where K = 2046 Fs = 48fx = 49.107 MHz and N of the output of NCO 83 (eg 16 bits). For an exact frequency, K = 2046 and is 2 N - M + K = 16369, where N = 16 and M = 51213.
Der Ausgang des Multiplexers 91 ist mit einem ersten Addierer 92 verbunden. Der Ausgang des ersten Addierers 92 ist mit einem 16-Bit-Signalspeicher 93 verbunden. Der 16-Bit-Signalspeicher 93 empfängt ein 8fx-Taktsignal. Der 16-Bit-Ausgangsbus des 16-Bit-Signalspeichers 93 ist mit dem ersten Addierer 92 verbunden. Das 16. Bit (d. h. d15) des 16-Bit-Ausgangsbusses des 16-Bit-Signalspeichers 93 ist mit dem ausgewählten Eingang des Multiplexers 91 verbunden zum Auswählen von M, wenn d15 = 1, und zum Auswählen von K, wenn d15 = 0.The output of the multiplexer 91 is with a first adder 92 connected. The output of the first adder 92 is with a 16-bit latch 93 connected. The 16-bit latch 93 receives an 8fx clock signal. The 16-bit output bus of the 16-bit latch 93 is with the first adder 92 connected. The 16th bit (ie d15) of the 16-bit output bus of the 16-bit latch 93 is with the selected input of the multiplexer 91 connected to select M if d15 = 1, and to select K if d15 = 0.
Der 16-Bit-Ausgangsbus des 16-Bit-Signalspeichers 93 ist außerdem verbunden mit einem zweiten Addierer 94. Der zweite Addierer 94 empfängt eine Konstante 26629. Der 6-Bit-Ausgangsbus des zweiten Addierers 94 ist der Ausgang des NCO 83, der mit der LUT in dem Galileo-2fx-Funktionsblock 55 aus 8 verbunden ist, der ein cos-Signal ausgibt und mit einem dritten Addierer 95 verbunden ist.The 16-bit output bus of the 16-bit latch 93 is also connected to a second adder 94 , The second adder 94 receives a constant 26629. The 6-bit output bus of the second adder 94 is the output of the NCO 83 with the LUT in the Galileo 2fx function block 55 out 8th connected, which outputs a cos signal and with a third adder 95 connected is.
Der dritte Addierer 95 aus 9 empfängt Bits „010000”, welche keinerlei Phasenkorrektur vorsehen. Der 6-Bit-Ausgangsbus des dritten Addierers 95 ist der Ausgang des NCO 83, der mit der LUT in dem Galileo-2fx-Funktionsblock 55 aus 8 verbunden ist, der ein sin-Signal ausgibt.The third adder 95 out 9 receives bits "010000" which do not provide any phase correction. The 6-bit output bus of the third adder 95 is the output of the NCO 83 with the LUT in the Galileo 2fx function block 55 out 8th connected, which outputs a sin signal.
10 ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform des NCO 83 aus 8, der Überläufe und Phasenkorrektur erlaubt. 10 is a block diagram of a second embodiment of the NCO 83 out 8th allowing overflows and phase correction.
In 10 empfängt ein Multiplexer 101 eine erste Variable K und eine zweite Variable M. Die Ausgangsfrequenz des NCO 83 = K × Fx/(2N – M + K), wobei K = 2046, Fs = 48fx = 49,107 MHz und N die Länge des Ausgangs des NCO 83 (z. B. 16 Bit) ist. Für eine exakte Frequenz ist K = 2046 und ist 2N – M + K = 16369, wobei N = 16, M = 51213.In 10 receives a multiplexer 101 a first variable K and a second variable M. The output frequency of the NCO 83 = K × Fx / (2 N - M + K), where K = 2046 Fs = 48fx = 49.107 MHz and N is the length of the output of NCO 83 (eg 16 bits). For an exact frequency, K = 2046 and N 2 - M + K = 16369, where N = 16, M = 51213th
Der Ausgang des Multiplexers 101 ist mit einem ersten Addierer 102 verbunden. Der Ausgang des ersten Addierers 102 ist mit einem 16-Bit-Signalspeicher 103 verbunden. Der 16-Bit-Signalspeicher 103 empfängt außerdem ein 8fx-Taktsignal. Der 16-Bit-Ausgangsbus des 16-Bit-Signalspeichers 103 ist mit dem ersten Addierer 102 verbunden. Das 16. Bit (d. h. d15) des 16-Bit-Ausgangsbusses des 16-Bit-Signalspeichers 103 ist verbunden mit dem Auswahleingang des Multiplexers 101 zum Auswählen von M, wenn d15 = 1 und zum Auswählen von K, wenn d15 = 0.The output of the multiplexer 101 is with a first adder 102 connected. The output of the first adder 102 is with a 16-bit latch 103 connected. The 16-bit latch 103 also receives an 8fx clock signal. The 16-bit output bus of the 16-bit latch 103 is with the first adder 102 connected. The 16th bit (ie d15) of the 16-bit output bus of the 16-bit latch 103 is connected to the selection input of the multiplexer 101 to select M if d15 = 1 and to select K if d15 = 0.
Der 16-Bit-Ausgangsbus des 16-Bit-Signalspeichers 103 ist außerdem verbunden mit einem zweiten Addierer 104. Der zweite Addierer 104 empfängt außerdem eine Konstante 26629. Der 6-Bit-Ausgangsbus des zweiten Addierers 104 ist der Ausgang des NCO 83, der mit der LUT in dem Galileo-2fx-Funktionsblock 55 aus 8 verbunden ist, der ein cos-Signal ausgibt und der mit einem dritten Addierer 105 verbunden ist.The 16-bit output bus of the 16-bit latch 103 is also connected to a second adder 104 , The second adder 104 also receives a constant 26629 , The 6-bit output bus of the second adder 104 is the output of the NCO 83 with the LUT in the Galileo 2fx function block 55 out 8th connected, which outputs a cos signal and that with a third adder 105 connected is.
Der dritte Addierer 105 aus 10 empfängt Bits „01000000”, die einen Überlauf und Phasenkorrektur erlauben. Der 6-Bit-Ausgangsbus des dritten Addierers 105 ist der Ausgang des NCO 83, der mit der LUT in dem Galileo-2fx-Funktionsblock 55 aus 8 verbunden ist, der ein sin-Signal ausgibt.The third adder 105 out 10 receives bits "01000000" allowing overflow and phase correction. The 6-bit output bus of the third adder 105 is the output of the NCO 83 with the LUT in the Galileo 2fx function block 55 out 8th connected, which outputs a sin signal.
11A sind Diagramme von sin- und cos-LUT-Signalen, die von dem NCO 83 aus 8 erzeugt sind. 11B ist ein Diagramm des Frequenzspektrums der LUT-Signale aus 11A. 11A are diagrams of sine and cos LUT signals provided by the NCO 83 out 8th are generated. 11B is a diagram of the frequency spectrum of the LUT signals 11A ,
12A ist ein Diagramm des Ergebnisses des Galileo-2fx-Funktionsblocks aus 5, der eine untere Nebenkeule aus einem Galileo-BOC(1,1)-Satellitensignal verarbeitet, wobei eine Phasenkorrektur nicht auf das Signal angewendet wird. 12A is a graph of the result of the Galileo 2fx function block 5 which processes a lower sidelobe from a Galileo BOC (1,1) satellite signal, with phase correction not applied to the signal.
12B ist eine Darstellung des Ergebnisses des Galileo-2fx-Funktionsblocks aus 5, der eine obere Nebenkeule eines Galileo-BOC(1,1)-Satellitensignals verarbeitet, bevor eine Phasenkorrektur auf das Signal angewendet wird. Phasenkorrektur wird später auf das Signal angewendet. 12B is a representation of the result of the Galileo 2fx function block 5 which processes an upper sidelobe of a Galileo BOC (1,1) satellite signal before applying a phase correction to the signal. Phase correction will be applied to the signal later.
13 ist ein Diagramm des Ergebnisses des Galileo-2fx-Funktionsblocks aus 5, der eine obere Nebenkeule eines Galileo-BOC(1,1)-Satellitensignals verarbeitet, nachdem eine Phasenkorrektur von 30° angewendet ist. Eine Phasenkorrektur erlaubt der oberen Nebenkeule, in der Phase bezüglich der unteren Nebenkeule rotiert zu werden. Diese Möglichkeit wird verwendet zum Korrigieren einer Trägerphasenfehlanpassung zwischen den zwei Nebenkeulen, die bewirkt wird durch verschiedene Phasendrehungen, welche jede sieht, wenn das Signal durch den Empfänger geht. Dies hilft die unteren und oberen Nebenkeulen in der Phase anzupassen bevor sie miteinander addiert werden. 13 veranschaulicht die angepasste Phase der oberen Nebenkeule, nachdem die Phasenkorrektur angewendet wurde. 13 is a graph of the result of the Galileo 2fx function block 5 which processes an upper sidelobe of a Galileo BOC (1,1) satellite signal after a phase correction of 30 ° is applied. A phase correction allows the upper sidelobe to be rotated in phase with respect to the lower sidelobe. This possibility is used to correct a carrier phase mismatch between the two sidelobes caused by different phase rotations, which each sees as the signal passes through the receiver. This helps to adjust the lower and upper sidelobes in phase before they are added together. 13 illustrates the adjusted phase of the upper sidelobe after the phase correction has been applied.
Während die vorliegende Erfindung insbesondere gezeigt und beschrieben wurde mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen davon, wird es von Durchschnittsfachleuten verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in Form und Details gemacht werden können, ohne von der Idee und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.While the present invention has been particularly shown and described with respect to particular embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
