DE19810719C2 - Verfahren zur Verbesserung der Störfestigkeit bei Empfängern für Satellitennavigation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Störfestigkeit bei Empfängern für Satellitennavigation nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Empfänger für Satellitennavigation werden beispielsweise zur genauen dreidimensionalen Positionsbestimmung von Fahrzeugen und deren Geschwindigkeit verwendet. Allgemein bekannt sind dabei die Satellitennavigationssysteme (GPS . . . global positioning system) wie NAVSTAR und GLONASS. Das System NAVSTAR besteht aus 18 Satelliten, von denen jeder zwei codierte Signale bei einer Frequenz von 1575 MHz (L1-Band) und bei der Frequenz von 1228 MHz (L2-Band) sendet. Durch auswerten der Phasenlage der empfangenen Signale und in Verbindung mit der Doppler-Verschiebung des Trägersignals können in Abstimmung mit einer im Empfänger eingebauten Uhr genaue Angaben über die Position und Geschwindigkeit an einem beliebigen Ort der Erde gemacht werden.

Aus der Schrift US 5 223 843 A ein GPS Empfänger bekannt der die Satellitensignale über eine Antenne empfängt, in einem Analogteil mittels Mischer, Verstärker und Filter aufbereitet, danach über einem A/D Wandler digitalisiert und im Digitalteil weiterverarbeitet, in dem auch die Decodierung des Signals durchgeführt wird.

Bei der Signalübertragung werden gespreizte Signale verwendet, die zum einen die Berechnung der Signallaufzeit vom Satelliten zum Empfänger ermöglichen und andererseits auch die Eigenschaft besitzen, daß Störer bei der Decodierung der Signale stark unterdrückt werden. Diese Unterdrückung kann jedoch aus schaltungstechnischen Gründen nicht voll ausgenutzt werden, da ein schmalbandiger Störer die Verstärkerstufen oder den A/D-Wandler in die Begrenzung bringt und so die Übertragung des Satellitensignals verhindert.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift DE 25 01 201 C2 eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Radarempfangssignalen, die zu Cluttern führen, beschrieben. Hierzu ist vorgesehen, im Digitalteil der Signalverarbeitung einen Filter vorzusehen, der unter Verwendung einer vorgegebenen Verzögerungsleitung die digitalen Störsignale, welche zu den Cluttern führen, beseitigen soll. Dieser deutschen Patentschrift ist kein Empfänger für Satellitennavigation zu entnehmen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Störfestigkeit von Empfängern für Satellitennavigation insbesondere für schmalbandige Störer zu verbessern.

Die Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht der Empfänger aus einem Analogteil, einem A/D-Wandler und einem Digitalteil, bei dem der zur Decodierung verwendete digitale Code im Analogteil zum Signal hinzugemischt wird.

Hierzu besteht die Möglichkeit, daß der Code direkt nach der Antenne hinzugemischt wird. Ein Hinzumischen direkt nach der Antenne hat den besonderen Vorteil, daß dadurch schon eine Übersteuerung des Vorverstärkers durch einen schmalbandigen Störer verhindert wird.

Es besteht aber auch die Möglichkeit den Code auf einer beliebigen Zwischenfrequenz ZF hinzuzumischen. Das Zumischen auf einer Zwischenfrequenz hat den Vorteil, daß an die nachfolgenden Komponenten und insbesondere den A/D-Wandler geringere Anforderungen in Bezug auf deren Störfestigkeit gestellt werden müssen.

Die Entspreizung erfolgt durch Umschalten zwischen dem Signal selbst und seinem um 180° phasengedrehten Pendant. Nach der Antenne geschieht dies durch eine Verzögerungsleitung, auf einer Zwischenfrequenz ZF durch eine analoge Invertierung des Signals.

In jedem Fall wird ein Störer bereits vor dem A/D-Wandler um den Speizgewinn in der Leistung reduziert und das Nutzsignal angehoben. Der Störer wird dadurch meist vom natürlichen Rauschen nicht mehr zu unterscheiden sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von vorteilhaften Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen in den folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Architektur des Satellitennavigations-Empfängers, mit Hinzumischen des Codes direkt nach der Antenne,

Fig. 2 Architektur des Satellitennavigations-Empfängers, mit Hinzumischen des Codes auf einer Zwischenfrequenz,

Fig. 3 Erzeugung der Phasenschiebung zur Entspreizung direkt nach der Antenne,

Fig. 4 Erzeugung der Phasenschiebung zur Entspreizung auf einer Zwischenfrequenz.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird der digitale Code direkt nach der Antenne hinzugemischt. Dadurch wird eine Übersteuerung aller nachfolgenden analogen Baugruppen (Mischer, Verstärker, Filter) und insbesondere auch der A/D-Wandler durch einen schmalbandigen Störer verhindert. Der Lokaloszillator (NCO) dient zum Mischen des Signals vom A/D-Wandler auf das Basisband.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zeigt als Alternative die Möglichkeit, den Code auf einer beliebigen Zwischenfrequenz ZF hinzuzumischen. Beim Zumischen auf einer Zwischenfrequenz ZF müssen dann für die nachfolgenden Komponenten und insbesondere den A/D-Wandler geringere Anforderungen in Bezug auf deren Störfestigkeit gestellt werden.

Durch die in den Beispielen geschilderte Vorgehensweise wird bei einer Signalbandbreite von 100 Hz (50 Hz Bitrate) und einer Bitrate des spreizenden Codes von 1023 kChip/s (B = 2 MHz) ein Spreizgewinn von rund 43 dB erzielt.

Die Entspreizung erfolgt durch Umschalten zwischen dem Signal selbst und seinem um 180° phasengedrehten Pendant. Das Hinzumischen nach der Antenne geschieht durch eine in Fig. 3 schematisch dargestellte Verzögerungsleitung. Das Hinzumischen auf einer Zwischenfrequenz ZF geschieht durch eine in Fig. 4 dargestellte analoge Invertierung des Signals.

Claims (3)

1. Verfahren zur Verbesserung der Störfestigkeit bei Empfängern für Satellitennavigation, bestehend aus einem Analogteil, einem A/D-Wandler und einem Digitalteil, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Code im Analogteil zum Signal mittels einer umschaltbaren Verzögerungsleitung oder einem umschaltbaren Inverter hinzugemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Code direkt nach der Antenne hinzugemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Code auf einer Zwischenfrequenz hinzugemischt wird.