ES3059215T3 - Method for detecting a plurality of geolocation signals - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para detectar varias señales de geolocalización dentro de una señal del tipo transmitido por satélites de geolocalización. Dicho método comprende: - utilizar la detección para adquirir (E310), dentro de una secuencia de muestras de la señal, una primera señal de geolocalización que contiene un primer identificador de satélite; - estimar (E320) un conjunto de características de la primera señal de geolocalización; - generar (E340) una primera señal digital representativa de al menos una parte de la primera señal de geolocalización a partir de un conjunto de características; - restar (E350) la primera señal digital generada de la nueva secuencia para obtener una secuencia preprocesada; y - utilizar la detección para adquirir de nuevo (E360), dentro de la secuencia preprocesada, una segunda señal de geolocalización que contiene un segundo identificador de satélite. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento de detección de una pluralidad de señales de geolocalización

[0003] Campo de la invención

[0004] El campo de la invención es el de los receptores de geolocalización.

[0005] La invención se refiere más particularmente a un método de detección de señales de geolocalización presentes dentro de una señal recibida por un tal receptor de geolocalización.

[0006] Por tanto, la invención tiene aplicaciones, especialmente, pero no exclusivamente, en todos los campos en los cuales se utilizan receptores de geolocalización. Se trata, por ejemplo, de los campos de la salud, del deporte, de las aplicaciones domésticas (tales como la seguridad o los electrodomésticos) o del seguimiento de objetos. Técnica anterior y sus inconvenientes

[0007] En un sistema de geolocalización por satélite del tipo GNSS (para «Global Navigation Satellite System» en lengua inglesa), el rendimiento de un receptor de geolocalización (por ejemplo, la precisión, la integridad, la continuidad y la disponibilidad del servicio) está directamente relacionado con el número de señales de geolocalización emitidas por los satélites de la constelación en cuestión que el receptor es capaz de detectar y procesar. En otras palabras, maximizar el número de señales de geolocalización vistas por la antena del receptor de geolocalización permite optimizar los rendimientos del receptor.

[0008] Sin embargo, la detección de las señales de geolocalización está limitada en la práctica por la presencia de señales interferentes dentro de la señal recibida por el receptor.

[0009] Más particularmente, tales señales interferentes son, por ejemplo, señales entre sistemas. Puede tratarse, por ejemplo, de la polución electromagnética de un sistema de comunicaciones que explote bandas de frecuencias adyacentes en el sistema de geolocalización considerado, o señales de geolocalización pertenecientes a un sistema de geolocalización distinto del considerado.

[0010] Tales señales de interferencia también pueden ser señales intrasistema. Por ejemplo, para un sistema de geolocalización determinado, las señales de geolocalización de altas amplitudes se comportan como las señales interferentes que interrumpen frente a frente las señales de geolocalización de más bajas amplitudes recibidas simultáneamente. En otras palabras, las señales de geolocalización de altas amplitudes pueden enmascarar las señales de geolocalización de más bajas amplitudes recibidas simultáneamente y por lo tanto impedir la detección de estas últimas. Por ejemplo, con base en los procesamientos convencionales implementados dentro del receptor, el uso de secuencias Gold de 10 bits como códigos de expansión para las señales de tipo L1C/A en el sistema GPS (para «Global Positioning System» en inglés) limita el aislamiento de las secuencias entre sí a 21 dB. Por tanto, la detección de una señal de geolocalización determinada está grandemente interrumpida por la presencia de señales intrasistema, en particular aquellas cuyo exceso de amplitud con respecto a la de la señal de geolocalización determinada considerada se acerca a 21 dB.

[0011] Con el fin de mejorar los rendimientos de detección de las señales de geolocalización es conocido utilizar los almanaques incluidos en los mensajes de navegación para predecir los satélites de la constelación los cuales están en la línea de visión del receptor. La configuración del receptor también permite mejorar los rendimientos, por ejemplo, aumentando el tiempo de integración coherente de la señal recibida. Sin embargo, tales enfoques sólo permiten mejoras limitadas. Por tanto, las señales de más bajas amplitudes pueden permanecer sin detectar, lo cual reduce el número de señales de geolocalización potencialmente detectadas por un receptor de geolocalización. Esto deteriora la precisión de la geolocalización obtenida, impide el uso de un servicio de integridad autónomo e interrumpe la continuidad y la disponibilidad del sistema utilizado. Este tipo de interferencia es particularmente lamentable ya que se trata de interferencias relacionadas con el propio sistema de geolocalización.

[0012] El documento US 2003/218568 divulga un procedimiento y un receptor (figura 4) diseñados para atenuar o eliminar sustancialmente las interferencias de las señales entre las señales detectadas al nivel del receptor. Una vez que se adquieren una o más señales parásitas sospechosas, se determinan los parámetros que permiten modelar la(s) señal(es) parásita(s). Se aplica una proyección ortogonal (para proyectar sobre un subespacio recortado por el(los) parásito(s)) a la composición de todas las señales (y) con el fin de proyectar y sobre el subespacio (figura 2), siendo el dicho subespacio no ortogonal a una representación de una señal deseada (pero sujeta a loa parásitos) de las señales de la composición. Se puede reducir de manera eficaz las señales parásitas, una propagación por trayectos múltiples, una mistificación y/o una transplexación si el receptor está adecuadamente equipado para realizar esta operación de proyección.

[0013] El documento US2021/333411 divulga un procedimiento de detección de una señal anómala del sistema de posicionamiento por satélite (SPS) consistente para determinar si una primera señal SPS es anormal determinando: si una diferencia de medición real de la señal SPS es coherente con una diferencia de medición esperada; si una potencia recibida de la primera señal SPS excede una potencia máxima esperada; si la primera señal SPS proviene de una ubicación de vehículo satelital (SV) coherente con primeras informaciones de ubicación de SV; si una primera pseudodistancia con respecto a un primer SV difiere en más de un primer umbral de pseudodistancia de una pseudodistancia esperada; si una primera ubicación, con base en la primera medición de la señal SPS, corresponde con al menos una de una ubicación inesperada o de una probabilidad elevada de una ubicación anómala; si una o más mediciones de la señal de estación de base son coherentes con una primera medición de la señal SPS; y/o si una calidad de señal medida de la primera señal SPS es coherente con una calidad de señal esperada.

[0014] Además, la geolocalización obtenida por un receptor de geolocalización también puede verse distorsionada por la detección de señales de geolocalización las cuales son de hecho del tipo intrasistema (es decir, del mismo tipo que las señales de geolocalización emitidas por los satélites de la constelación GNSS considerada), pero las cuales en realidad son señales maliciosas (señales denominadas «spoofers» según la literatura anglosajona). Más específicamente, tales señales maliciosas transportan informaciones de geolocalización distorsionadas con el fin de confundir al receptor y hacer que determine una posición o fecha incorrecta. Por tanto, existe una necesidad para una técnica de detección de las señales de geolocalización presentes dentro de una señal recibida por un receptor de geolocalización que presenta rendimientos mejorados en presencia de señales interferentes más particularmente del tipo intrasistema.

[0015] De preferencia, una tal técnica debería permitir determinar si una tal señal interferente es potencialmente una señal maliciosa.

[0016] Exposición de la invención

[0017] La invención se refiere a un procedimiento de detección de una pluralidad de señales de geolocalización dentro de una señal recibida por un receptor de geolocalización, siendo las señales de geolocalización del tipo transmitido por satélites de una constelación de satélites de geolocalización, transportando cada señal de geolocalización un identificador de un satélite de la constelación. Un tal procedimiento comprende:

[0018] - una etapa de recepción de al menos una secuencia de muestras de la señal recibida procedente de al menos un convertidor analógico digital conectado a una antena de radiofrecuencia del receptor;

[0019] - una etapa de adquisición que comprende al menos una detección, dentro de la secuencia recibida, de una primera señal de geolocalización que transporta un primer identificador de satélite de la constelación;

[0020] - una etapa de estimación de un conjunto de características de la primera señal de geolocalización dentro de la secuencia recibida y de inicialización de un primer módulo de rastreo de la primera señal de geolocalización configurado para estimar las características de la primera señal de geolocalización dentro de secuencias de muestras de la señal recibida;

[0021] - una nueva etapa de recepción de al menos una nueva secuencia de muestras en la salida del dicho al menos un convertidor analógico digital;

[0022] - una etapa de generación de una primera señal digital representativa de al menos una parte de la primera señal de geolocalización de acuerdo con un conjunto de características determinadas por el primer módulo de rastreo a partir de al menos la nueva secuencia de muestras;

[0023] - una sustracción, de la nueva secuencia recibida, de la primera señal digital generada para proporcionar una secuencia previamente procesada;

[0024] - al menos una nueva etapa de adquisición mediante la detección, dentro de la secuencia previamente procesada, de al menos una segunda señal de geolocalización que transporta un segundo identificador de satélite de la constelación; y

[0025] - al menos una nueva etapa de estimación de al menos un conjunto de características de la segunda señal de geolocalización dentro de la secuencia previamente procesada y de inicialización de un segundo módulo de rastreo de la segunda señal de geolocalización.

[0026] La generación es una función de una secuencia de preámbulo predeterminada de la primera señal de geolocalización conocida del receptor de geolocalización y la generación no es una función de datos útiles transportados por la primera señal de geolocalización. La primera señal digital generada comprende al menos una muestra representativa del preámbulo de la primera señal de geolocalización. La sustracción se implementa durante la duración del preámbulo de la primera señal de geolocalización, siendo las diferentes etapas implementadas trabajando sobre secuencias sucesivas de muestras de datos.

[0027] Por tanto, la invención propone una solución novedosa e inventiva para detectar las señales de geolocalización presentes dentro de una señal recibida por un receptor de geolocalización.

[0028] Más particularmente, la aplicación de las etapas reivindicadas permite implementar una técnica de tipo cancelación de interferencia dentro de una muestra de la señal recibida y, por tanto, mejorar la detección efectuada sobre la muestra previamente procesada correspondiente.

[0029] Además, el hecho de que la cancelación de interferencia se realice dentro de la señal recibida tal como debe ser procesada por la etapa de adquisición minimiza el coste de la solución propuesta con respecto a la potencia de cálculo requerida. En efecto, cancelar la interferencia más abajo de la cadena de recepción requeriría generar una señal representativa de la interferencia tal como es en ese punto más abajo, lo cual requeriría aplicarle los procesamientos de la señal correspondiente de la cadena de recepción. Además, siendo la generación una función de una secuencia de preámbulo predeterminada, la eliminación de interferencias se puede realizar sin esperar la demodulación completa de la señal de geolocalización (por ejemplo, la demodulación de los bits de navegación de la señal de geolocalización). Por tanto, la latencia del receptor no aumenta con la implementación de la presente técnica.

[0030] En determinados modos de realización, la etapa de adquisición, la etapa de estimación, la nueva etapa recepción, la etapa de generación y la etapa de sustracción se implementan iterativamente para una pluralidad de identificadores de satélites de la constelación, la adquisición ejecutada durante una iteración determinada implementa la secuencia previamente procesada obtenida durante la iteración anterior a la iteración determinada. La estimación de un conjunto de características de la señal de geolocalización detectada durante la iteración determinada implementa un módulo de rastreo correspondiente. La nueva etapa de adquisición y la nueva etapa de estimación implementan la secuencia previamente procesada entregada durante la última iteración de las dichas etapas.

[0031] Por tanto, las diferentes señales de geolocalización presentes dentro de la señal recibida son detectadas iterativamente. El receptor define él mismo la secuencia de búsqueda de las señales de geolocalización, ya sea de manera arbitraria o, por ejemplo, con base en las informaciones transportadas en los Almanaques. En este último caso, el receptor puede estimar cuales son las señales de geolocalización de grandes amplitudes y decidir detectar estas señales primero. En efecto, las señales de geolocalización de más grandes amplitudes se detectan más fácilmente, mejorando por ellas mismas los rendimientos del presente procedimiento. La reducción de las interferencias que resultan de la supresión de las señales de geolocalización detectadas previamente permite mejorar la detección de las señales de geolocalización residuales dentro de la señal recibida.

[0032] En determinados modos de realización, la pluralidad de identificadores comprende al menos un par de identificadores idénticos asociados con un satélite determinado de la constelación.

[0033] Por tanto, teniendo cada satélite de la constelación un identificador único, la detección de dos señales de geolocalización que transporten un mismo identificador es indicativa de que una de las dos señales de geolocalización es potencialmente una señal de geolocalización maliciosa.

[0034] En determinados modos de realización, el procedimiento comprende, cuando se detecta una señal de geolocalización para cada uno de los identificadores del par durante la adquisición, una generación de una información de alerta representativa de una recepción probable de una señal de geolocalización maliciosa entre las dos señales de geolocalización que transportan los identificadores del par.

[0035] En determinados modos de realización, el conjunto de características comprende un conjunto de parámetros de sincronización de la señal de geolocalización con respecto al receptor, así como una amplitud de la señal de geolocalización dentro de la señal recibida.

[0036] En determinados modos de realización, la generación también es una función de las características de un canal piloto de la primera señal de geolocalización. La primera señal digital generada comprende al menos una muestra representativa del canal piloto de la primera señal de geolocalización. La sustracción se implementa durante la duración del canal piloto de la primera señal de geolocalización.

[0037] La generación no es una función de datos útiles transportados por la primera señal de geolocalización.

[0038] Por tanto, la eliminación de las interferencias se puede realizar sin esperar la demodulación completa de la señal de geolocalización (por ejemplo, la demodulación de los bits de navegación de la señal de geolocalización). Por tanto, la latencia del receptor no aumenta con la implementación de la presente técnica. En determinados modos de realización, las etapas antes mencionadas se implementan para cada muestra sucesiva de la señal recibida procedente del dicho al menos un convertidor analógico digital.

[0039] La invención también se refiere a un programa de ordenador que comprende instrucciones de código de programa para implementar un procedimiento de detección tal como el descrito anteriormente, según uno cualquiera de sus diferentes modos de realización, cuando se ejecuta en un ordenador.

[0040] La invención también se refiere a un dispositivo de detección de una pluralidad de señales de geolocalización dentro de una señal recibida por un receptor de geolocalización, siendo las señales de geolocalización del tipo transmitido por satélites de una constelación de satélites de geolocalización, transportando cada señal de geolocalización un identificador de un satélite de la constelación. Un tal dispositivo de detección comprende una máquina de cálculo reprogramable o una máquina de cálculo dedicada configurada para implementar las etapas del procedimiento de detección tal como se ha descrito anteriormente (según uno cualquiera de los diferentes modos de realización mencionados anteriormente). Por tanto, las características y ventajas de este dispositivo son las mismas que las de las etapas correspondientes del procedimiento de detección descrito anteriormente. En consecuencia, no se detallan más ampliamente.

[0041] La invención también se refiere a un receptor de geolocalización que comprende un dispositivo de detección tal como el descrito anteriormente (según uno cualquiera de los diferentes modos de realización mencionados anteriormente).

[0042] Lista de las figuras

[0043] Otros objetivos, características y ventajas de la invención aparecerán más claramente con la lectura de la siguiente descripción, dada a título de simple ejemplo ilustrativo, y no limitativo, en relación con las figuras, entre las cuales:

[0044] [Fig.1] representa un receptor de geolocalización que recibe una pluralidad de señales de geolocalización emitidas por los satélites de geolocalización según un ejemplo de realización de la invención;

[0045] [Fig.1a] representa funcionalidades incorporadas en el receptor de geolocalización de la [Fig.1] según un ejemplo de realización de la invención;

[0046] [Fig.1b] representa las funcionalidades de un módulo de detección incorporado en el receptor de geolocalización de la [Fig.1] según un ejemplo de realización de la invención;

[0047] [Fig.1c] representa bloques estructurales que permiten implementar las funcionalidades del módulo de detección de la [Fig.1b] según un ejemplo de realización de la invención;

[0048] [Fig.2] ilustra la máquina de estado para la activación de las funcionalidades del módulo de detección de la [Fig.1b] con respecto a la detección y el rastreo de una señal de geolocalización determinada según un ejemplo de realización de la invención;

[0049] La [Fig.3] ilustra las etapas de un procedimiento de detección de una pluralidad de señales de geolocalización tal como se implementa mediante el módulo de detección del receptor de la [Fig.1] según un ejemplo de realización de la invención;

[0050] [Fig.4a] ilustra ejemplos de probabilidades de detección, obtenidas implementando una técnica conocida, de una señal de geolocalización dentro de una señal recibida que comprende una pluralidad de tales señales de geolocalización;

[0051] La [Fig.4b] ilustra ejemplos de probabilidades de detección, obtenidas implementando el procedimiento de la [Fig.3] según un ejemplo de realización de la invención, de una señal de geolocalización dentro de una señal recibida que comprende una pluralidad de tales señales de geolocalización.

[0052] Descripción detallada de modos de realización de la invención

[0053] En adelante se presenta, en relación con las [Fig.1], [Fig.1a], [Fig.1b] y [Fig.1c] un receptor 100 de geolocalización que recibe una pluralidad de señales de geolocalización emitidas por satélites 150 de geolocalización según un ejemplo de realización de la invención.

[0054] Más particularmente, los satélites 150 de geolocalización forman parte de una constelación de satélites 150 de geolocalización de un sistema del tipo GNSS. Se puede tratar, por ejemplo, de un sistema GPS (para «Global Positioning System» en inglés), Galileo, Glonass o Beidou. Más particularmente, las señales de geolocalización transportan cada una un identificador de un satélite 150 de la constelación de modo que se pueda realizar una relación biyectiva entre un identificador y un satélite 150 determinado de la constelación.

[0055] Un tal receptor 100 de geolocalización comprende por ejemplo ([Fig.1a]) un cabezal 110 RF que permite transponer en la banda de base las señales de geolocalización recibidas. El cabezal 110 RF implementa una arquitectura, por ejemplo, del tipo conversión directa o superheterodino. El cabezal 110 RF entrega, en este caso, en la banda de base dos señales en cuadratura, I y Q. Las señales I y Q son muestreadas y cuantificadas cada una por un convertidor 140 analógico digital, o ADC (para «Analog to Digital Converter» en inglés). Por tanto, cada ADC 140 entrega muestras de la señal recibida procesadas por un dispositivo 120 de detección. Sin embargo, por razones de claridad, los intercambios entre los módulos del dispositivo 120 de detección ilustrados en la [Fig.1b] implementan un único canal que transporta las muestras complejas I+jQ. Sin embargo, en otros tipos de arquitecturas digitalizadas masivamente, un solo ADC muestrea la señal transpuesta en una frecuencia intermedia suficientemente alta.

[0056] De regreso a las [Fig.1], [Fig.1a], [Fig.1b] y [Fig.1c], el dispositivo 120 de detección implementa el procedimiento de detección mejorado según la presente técnica y se describe más adelante en relación con la [Fig.3]. Para ello, el dispositivo 120 de detección comprende un módulo 121 de adquisición de señales de geolocalización. Tales señales son, en este caso, ya sea emitidas por los satélites 150 correspondientes de la constelación, o emitidas por un dispositivo malicioso que intenta usurpar la identidad de un tal satélite 150 con el fin de distorsionar la estimación de la posición realizada por el receptor 100 de geolocalización (señales denominadas «spoofers» según la literatura anglosajona).

[0057] El módulo 121 de adquisición comprende, por ejemplo, un módulo 121a de correlación que permite comprobar la presencia de los identificadores de los satélites 150 de la constelación considerada dentro de la señal recibida. Por ejemplo, un tal identificador es el código PRN (para «Pseudo Random Noise» en inglés) del satélite 150 que se está buscando detectar. Se trata, por ejemplo, de una secuencia de 1023 bits para las señales de tipo L1C/A en el sistema GPS. El módulo 121a de correlación implementa una correlación entre, por un lado, una secuencia de muestras de la señal recibida representativa del identificador buscado y, por otro lado, el código PRN correspondiente. Tales códigos PRN son, por ejemplo, almacenados en una memoria del módulo 121 de adquisición.

[0058] El módulo 121 de adquisición también comprende, por ejemplo, un módulo 121b de detección que trabaja sobre las muestras entregadas por el módulo 121a de correlación. Un tal módulo 121b de detección, por ejemplo, implementa criterios de decisión particulares con el fin de decidir si la señal de geolocalización asociada con el identificador probado está presente o no en la señal recibida. Tales criterios pueden ser, por ejemplo, criterios del tipo nivel de un pico de correlación superior a un umbral predeterminado, o del tipo que tiene en cuenta el nivel de ruido para gestionar la tasa de falsas alarmas.

[0059] El dispositivo 120 de detección también comprende un módulo 122 de seguimiento de las características de la señal de geolocalización detectada por el módulo 121 de adquisición.

[0060] Más particularmente, el módulo 122 de seguimiento comprende un módulo 122a de filtrado de las muestras entregadas por el módulo 121 de adquisición con el fin de reducir la potencia de ruido. Se trata, por ejemplo, de un filtrado que implementa un promediado y se reinicia periódicamente (filtrado del tipo «Integrate and Dump» según la terminología de la literatura anglosajona).

[0061] El módulo 122 de seguimiento también comprende una pluralidad de módulos 122b de rastreo de las señales de geolocalización detectadas por el módulo 121 de adquisición.

[0062] Más particularmente, se activa un módulo 122b de rastreo para cada señal de geolocalización detectada. Por tanto, cada módulo 122b de rastreo estima, para la señal de geolocalización detectada correspondiente, un conjunto de características de la señal de geolocalización en cuestión dentro de las muestras de la señal recibida.

[0063] Por ejemplo, el conjunto de características comprende un conjunto de parámetros de sincronización de la señal de geolocalización considerada con respecto al receptor 100 de geolocalización, así como una amplitud de la señal de geolocalización considerada dentro de las muestras de la señal recibida. Por ejemplo, los parámetros de sincronización comprenden parámetros de sincronización en tiempo (por ejemplo, retardo temporal de la señal o momento óptimo de muestreo), en frecuencia (por ejemplo, diferencia de referencias de frecuencia entre la emisión y la recepción y frecuencia Doppler) y en fase (por ejemplo, diferencia de fase entre las referencias de frecuencia entre la emisión y la recepción una vez que se ha compensado la diferencia de frecuencia).

[0064] El dispositivo 120 de detección comprende también un módulo 123 de generación de una señal digital representativa de al menos una parte de la señal de geolocalización considerada de acuerdo con un conjunto de características determinado por el módulo 122b de rastreo correspondiente. Por ejemplo, la señal digital es una señal en banda de base cuya una expresión equivalente en tiempo continuo, S<track>(t), está determinada por:

[0067]

[0069] con:

[0070] - , la amplitud estimada de la señal de geolocalización considerada;

[0071] - , el retardo estimado de la señal de geolocalización considerada;

[0072] - , la fase estimada de la señal de geolocalización considerada;

[0073] - , la frecuencia Doppler estimada de la señal de geolocalización considerada;

[0074] - código, la secuencia binaria correspondiente al código PRN de la señal de geolocalización considerada; - datos, la secuencia binaria correspondiente a los bits de navegación de la señal de geolocalización considerada; y

[0075] - Χ que designa la operación de multiplicación en el cuerpo de los números complejos.

[0076] Sin embargo, en determinados modos de realización, la señal digital no es una función de los datos útiles transportados por la señal de geolocalización considerada. Por ejemplo, la señal digital es representativa del preámbulo de la señal de geolocalización considerada o es representativa de un canal piloto de la señal de geolocalización considerada. En estos casos, la supresión de la señal de geolocalización considerada dentro de la señal recibida se puede realizar sin esperar la demodulación completa de la señal de geolocalización considerada. Por tanto, la latencia del receptor 100 no aumenta con la implementación de la presente técnica. De regreso a la [Fig.1b], el dispositivo 120 de detección también comprende un módulo 124 sustractor con el fin de sustraer, de la señal recibida, la señal digital generada y obtener una señal previamente procesada. Una tal sustracción se realiza, por ejemplo, muestra por muestra y de manera sincrónica de acuerdo con los parámetros de sincronización antes mencionados de modo que se obtenga una cancelación óptima de la señal de geolocalización representada por la señal digital.

[0077] Con base en la señal previamente procesada, una nueva señal de geolocalización, asociada con un nuevo identificador de satélite 150, puede ser detectada y rastreada por el módulo 120 de detección. La sensibilidad del módulo 120 de detección se encuentra, por tanto, mejorada por la cancelación de la señal de geolocalización detectada previamente. Por ejemplo, las señales de geolocalización de más grandes amplitudes son detectadas y son eliminadas primero de la señal recibida. La reducción de las interferencias resultantes permite mejorar la detección de las señales de geolocalización de más bajas amplitudes recibidas dentro de la señal recibida simultáneamente con las señales de grandes amplitudes. El aumento del número de satélites 150 detectados permite mejorar los rendimientos de la estimación de la posición del receptor 100 de geolocalización mediante el módulo 130 de triangulación. Un tal módulo 130 de triangulación también implementa las funciones, por ejemplo, del tipo filtrado de Kalman o del tipo procedimientos de menos cuadrados o menos cuadrados ponderados, para estimar la posición del receptor 100 a partir de las informaciones transportadas por las señales de geolocalización.

[0078] Por tanto, la detección, el seguimiento, y la cancelación de las diferentes señales de geolocalización dentro de la señal recibida se puede implementar de manera iterativa probando sucesivamente diferentes identificadores de los satélites 150 de la constelación considerada.

[0079] Además, el hecho de que la cancelación de interferencias se realice dentro de la señal recibida tal como debe ser procesada por el módulo 121 de adquisición minimiza el coste de la solución propuesta con respecto a la potencia de cálculo requerida. En efecto, cancelar la interferencia más abajo de la cadena de recepción requeriría generar una señal representativa de la interferencia tal como es en ese punto más abajo, lo cual requeriría aplicarle los procesamientos de la señal correspondiente de la cadena de recepción.

[0080] Los diferentes procesamientos implementados en los módulos del dispositivo 120 de detección pueden implementarse trabajando sobre una ventana deslizante de muestras de la señal recibida. En este caso, los procesamientos se implementan en cada nueva muestra de la señal recibida entregada por los ADC 140. Alternativamente, los diferentes procesamientos implementados en los módulos del dispositivo 120 también pueden implementarse trabajando en secuencias sucesivas (o bloques sucesivos) de muestras de datos. Además, los módulos del dispositivo 120 de detección se pueden implementar ya sea en forma de software, o en forma de hardware. Por ejemplo, el dispositivo 120 comprende ([Fig.1c]) una memoria 162 de acceso aleatorio (por ejemplo, una memoria RAM), una unidad 160 de procesamiento equipada por ejemplo con uno (o más) procesador(es), y controlada por un programa de ordenador almacenado en una memoria 161 de sólo lectura (por ejemplo, una memoria ROM o un disco duro). En la inicialización, las instrucciones del código del programa de ordenador se cargan, por ejemplo, en la memoria 162 de acceso aleatorio antes de ser ejecutadas por el procesador de la unidad 160 de procesamiento. El dispositivo de procesamiento comprende, por ejemplo, sin limitación, una interconexión (bus) la cual conecta una o más unidades de procesamiento, una o más interfaces de entrada/salida acopladas a una o más entradas/salidas y la memoria.

[0081] Las instrucciones se pueden ejecutar, por ejemplo, con ayuda de una máquina de cálculo reprogramable. La unidad o las unidades de procesamiento pueden ser cualquier procesador adecuado implementado como una unidad central de procesamiento (CPU), una unidad de procesamiento gráfico (GPU), un procesador de procesamiento de la señal (DSP), un microcontrolador, un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC) o una red de puertas programables (FPGA).

[0082] En el caso donde el dispositivo 120 de detección esté realizado al menos en parte con una máquina de cálculo reprogramable, el programa correspondiente (es decir, la secuencia de instrucciones) puede estar almacenado en un medio de almacenamiento extraíble (tal como por ejemplo un CD-ROM, un DVD-ROM, una llave USB) o no, siendo este medio de almacenamiento legible de manera parcial o totalmente por un ordenador o un procesador. El programa almacenado en una memoria extraíble se copia, por ejemplo, en la memoria interna antes de ejecutar el procedimiento. Este programa puede comprender, especialmente, un conjunto de instrucciones para implementar el procedimiento de detección de la [Fig.3] descrito más arriba.

[0083] En adelante se presenta, en relación con la [Fig. 2], la máquina de estado para la activación de las funcionalidades del módulo 120 de detección con respecto a la detección y el rastreo de una señal de geolocalización determinada dentro de la señal recibida, según un ejemplo de realización de la invención. Más particularmente, la máquina de estado comprende los tres estados siguientes:

[0084] - Estado S1: Señal de geolocalización no adquirida;

[0085] - Estado S2: Adquisición de la señal de geolocalización; y

[0086] - Estado S3: Rastreo de la señal de geolocalización.

[0087] Las condiciones de activación de las transiciones entre los tres estados son las siguientes:

[0088] - Transición T200: Inicio de la adquisición mediante el módulo 121 de adquisición;

[0089] - Transición T210: Señal de geolocalización adquirida;

[0090] - Transición T220: Señal de geolocalización no perdida;

[0091] - Transición T230: Señal de geolocalización perdida; y

[0092] - Transición T240: Señal de geolocalización no adquirida.

[0093] Además, las transiciones entre los tres estados activan las siguientes acciones:

[0094] - Transición T200: Ejecución del módulo 122 de seguimiento, del módulo 123 de generación y del módulo 124 sustractor para las señales de geolocalización previamente adquiridas;

[0095] - Transición T210: Ejecución de un módulo 122b de rastreo para la señal de geolocalización adquirida; y - Transición T220: Se tiene en cuenta, mediante el módulo 123 de generación, el conjunto de características entregadas por el módulo 122b de rastreo para la señal de geolocalización adquirida con el fin de obtener una señal digital representativa de al menos una parte de la señal de geolocalización adquirida. Se tiene en cuenta la señal digital en cuestión mediante el módulo 124 sustractor con el fin de sustraer, de la señal recibida, la señal digital en cuestión.

[0096] Por tanto, cuando una de las señales de geolocalización no es adquirida, en el estado S1, se activa el inicio de una adquisición para pasar al estado S2 de adquisición de la señal de geolocalización mediante la ejecución del módulo 122 de seguimiento, del módulo 123 de generación y del módulo 124 sustractor para las señales de geolocalización previamente adquiridas. En el estado S2 de adquisición de la señal de geolocalización, se puede, ya sea, en caso de falla la adquisición T240, regresar al estado S1 de señal no adquirida o, si la señal se adquiere T210, pasar al estado S3 de rastreo de la señal de geolocalización con la ejecución de un módulo 122b de rastreo para la señal de geolocalización adquirida. Se permanece en el estado S3 de rastreo de la señal de geolocalización mientras que el módulo 123 de generación tiene en cuenta el conjunto de características entregado por el módulo 122b de rastreo para la señal de geolocalización adquirida con el fin de obtener una señal digital representativa de al menos una parte de la señal de geolocalización adquirida. En el estado S3 de rastreo de la señal de geolocalización, la dicha señal digital representativa de la señal de geolocalización adquirida es utilizada por el módulo 124 sustractor con el fin de sustraerla, de la señal recibida. En el estado S3, la señal también se puede perder T230, en cuyo caso se regresa al estado S1 de la señal de geolocalización no adquirida.

[0097] Por tanto, se procesan varias señales de geolocalización y, especialmente, se pueden rastrear varias señales de geolocalización en paralelo.

[0098] En adelante se presenta, en relación con la [Fig. 3] las etapas de un procedimiento de detección de una pluralidad de señales de geolocalización tal como lo implementado por el módulo 120 de detección según un ejemplo de realización de la invención.

[0099] Más particularmente, durante una etapa E300 de recepción, el módulo 120 de detección recibe una secuencia de muestras de la señal recibida que procede del ADC 140. Como se discutió más arriba en relación con las [Fig.1], [Fig.1a], [Fig.1b] y [Fig.1c], se trata, en este caso, de una secuencia de muestras complejas que comprendes los canales I y Q. Sin embargo, en otras arquitecturas, se pueden procesar otros tipos de secuencias de muestras (por ejemplo, muestras reales que proceden de un muestreo en frecuencia intermedia). De regreso a la [Fig. 3], durante una etapa E310 de adquisición, una primera señal de geolocalización que transporta un primer identificador de satélite de la constelación es detectada dentro de la secuencia de muestras recibidas por el módulo 121 de adquisición.

[0100] Durante una etapa E320 de estimación, se inicia un primer módulo 122b de rastreo de la primera señal de geolocalización. Un conjunto de características de la primera señal de geolocalización es estimado dentro de la secuencia recibida por el primer módulo 122b de rastreo.

[0101] Durante una etapa E330 de recepción, una nueva secuencia de muestras de la señal recibida que procede del ADC 140 es recibida por el módulo 120 de detección.

[0102] Durante una etapa E340 de generación, una primera señal digital representativa de al menos una parte de la primera señal de geolocalización es regenerada por el módulo 123 de generación de acuerdo con un conjunto de características determinado por el primer módulo 122b de rastreo a partir de al menos la nueva secuencia de muestras. Por tanto, la primera señal digital se actualiza a medida que se actualiza el conjunto de características mediante el primer módulo 122b de rastreo.

[0103] Como se discutió más arriba, un tal conjunto de características comprende, por ejemplo, un conjunto de parámetros de sincronización (en tiempo y/o en frecuencia y/o fase) de la primera señal de geolocalización con respecto al receptor 100, así como una amplitud de la primera señal de geolocalización dentro de la señal recibida.

[0104] De regreso a la [Fig.3], durante una etapa E350 de sustracción, la primera señal digital generada se sustrae de la nueva secuencia de muestras recibidas para proporcionar una secuencia de muestras previamente procesadas. Por tanto, la sustracción se realiza al nivel de las últimas muestras utilizadas para la estimación del conjunto de características, permitiendo por el mismo optimizar los resultados de supresión de la primera señal de geolocalización dentro de la señal recibida a través de la sustracción.

[0105] Durante una etapa E360 de adquisición, una segunda señal de geolocalización que transporta un segundo identificador de satélite de la constelación es detectada dentro de la secuencia previamente procesada por el módulo 121 de adquisición.

[0106] Durante una etapa E370 de estimación, se inicia un segundo módulo 122b de rastreo de la segunda señal de geolocalización. Un conjunto de características de la segunda señal de geolocalización es estimado dentro de la secuencia previamente procesada por el segundo módulo 122b de rastreo.

[0107] En determinados modos de realización, la etapa E310 de adquisición, la etapa E320 de estimación, la etapa E330 de recepción, la etapa E340 de generación y la etapa E350 de sustracción se implementan iterativamente para una pluralidad de identificadores de satélites de la constelación. La etapa E310 de adquisición ejecutada durante una iteración determinada implementa la secuencia previamente procesada obtenida durante la iteración anterior a la iteración determinada considerada. La estimación de un conjunto de características de la señal de geolocalización detectada durante la iteración determinada considerada implementa un módulo 122b de rastreo correspondiente. La etapa E360 de adquisición y la etapa E370 de estimación implementan la muestra previamente procesada entregada durante la última iteración de las etapas E310 a E350.

[0108] Por tanto, las diferentes señales de geolocalización presentes dentro de la señal recibida son detectadas iterativamente.

[0109] En determinados modos de realización, la pluralidad de identificadores comprende al menos un par de identificadores idénticos asociados con un satélite 150 determinado de la constelación.

[0110] Por tanto, teniendo cada satélite 150 de la constelación un identificador único, la detección de dos señales de geolocalización que transportan un mismo identificador es indicativa de que una de las dos señales de geolocalización es potencialmente una señal de geolocalización maliciosa.

[0111] De esta manera, según determinadas implementaciones, cuando se detecta una señal de geolocalización para cada uno de los identificadores del par durante la etapa E310 de adquisición, una información de alerta representativa de una probable recepción de una señal de geolocalización maliciosa entre las dos señales de geolocalización que transportan los identificadores del dicho par es generada. Durante la etapa E340, la generación también es función de una secuencia de preámbulo predeterminada de la primera señal de geolocalización. Por tanto, la primera señal digital generada comprende al menos una muestra representativa del preámbulo de la primera señal de geolocalización. Durante la etapa E350, la sustracción se implementa durante la duración del preámbulo de la primera señal de geolocalización.

[0112] Más particularmente, una tal secuencia de preámbulo es conocida del receptor de geolocalización. Por tanto, no es necesario esperar la demodulación de los datos útiles transportados (por ejemplo, la información de los bits de navegación) por la primera señal de geolocalización con el fin de generar la primera señal de geolocalización y sustraer esta señal de la nueva secuencia de muestras recibidas. Según un tal enfoque, la latencia de la cadena de recepción no aumenta mediante la presente técnica.

[0113] En determinados modos de realización, durante la etapa E340, la generación también es una función de las características de un canal piloto de la primera señal de geolocalización. La primera señal digital generada comprende al menos una muestra representativa del canal piloto de la primera señal de geolocalización. Durante la etapa E350, la sustracción se implementa durante la duración del canal piloto de la primera señal de geolocalización.

[0114] En determinados modos de realización los cuales no forman parte de la invención tal como se reivindica, durante la etapa E340 la generación también es función de al menos un bit de navegación demodulado de la primera señal de geolocalización. La primera señal digital generada comprende al menos una muestra representativa del dicho al menos un bit de navegación demodulado. Durante la etapa E350, la sustracción se implementa durante la duración de una parte de la primera señal de geolocalización que transporta el dicho al menos un bit de navegación. Por ejemplo, la nueva secuencia de muestras recibida se almacena en un buffer en el momento en que la demodulación de los datos transportados es efectuada, esto con el fin de poder sustraer la primera señal digital generada de manera sincrónica de la nueva secuencia de muestras recibidas. La sustracción de la primera señal digital generada introduce, en este caso, la latencia dentro de la cadena de recepción. El mismo enfoque se puede seguir cuando la primera señal de geolocalización es generada teniendo en cuenta, por un lado, los datos transportados por la primera señal de geolocalización (por ejemplo, la información de los bits de navegación) y, por otro lado, una secuencia de preámbulo predeterminada de la primera señal de geolocalización y/o de características de un canal piloto de la primera señal de geolocalización. Durante la etapa E340, la generación no es una función de los datos útiles transportados por la primera señal de geolocalización. Por tanto, la supresión de las interferencias se puede realizar sin esperar la demodulación completa de la señal de geolocalización (por ejemplo, la demodulación de los bits de navegación de la señal de geolocalización). Por tanto, la latencia del receptor no aumenta con la implementación de la presente técnica. Como se detalla más arriba en relación con las [Fig.1], [Fig.1a], [Fig.1b] y [Fig.1c], los diferentes procesamientos implementados en los módulos del dispositivo 120 de detección pueden implementarse trabajando sobre una ventana deslizante de muestra de la señal recibida; este modo de funcionamiento no corresponde con la invención tal como se reivindica. En este caso, los procesamientos se implementan en cada nueva muestra de la señal recibida entregada por los ADC 140. Los diferentes procesamientos implementados en los módulos del dispositivo se implementan trabajando sobre las secuencias sucesivas (o bloques sucesivos) de muestras de datos. Por tanto, las etapas mencionados anteriormente del procedimiento en la [Fig.3] se implementan para cada muestra sucesiva (es decir, cada nueva muestra) de la señal recibida procedente del ADC 140 o, alternativamente, para cada nueva secuencia sucesiva de tales muestras. En adelante se presenta, en relación con la [Fig.4a] y la [Fig.4b], los rendimientos de detección de una señal de geolocalización obtenida implementando o no el procedimiento de la [Fig.3] según un ejemplo de realización de la invención.

[0115] Más particularmente, la [Fig. 4a] ilustra ejemplos de probabilidades de detección, obtenidas implementando una técnica conocida, de una señal de geolocalización dentro de una señal recibida que comprende la señal de geolocalización en cuestión, así como una señal de geolocalización interferente. La probabilidad de detección de la señal de geolocalización es, en este caso, una función de la relación C/N0 expresada en dBHz, con C la potencia de la señal de geolocalización que se busca detectar y N0 la densidad espectral de potencia de ruido. Además, la probabilidad de detección en cuestión es determinada para diferentes valores de la relación C<inter>/N0 expresado en dBHz, con C<inter>la potencia de la señal de geolocalización interferente considerada. Además, la [Fig.4b] recupera el mismo formalismo de presentación, pero para una probabilidad de detección obtenida implementando el procedimiento de la [Fig.3]. Por tanto:

[0116] - las curvas 400a y 400b corresponden a una relación C<inter>/N0 de 50 dBHz;

[0117] - las curvas 401a y 401b corresponden a una relación C<inter>/N0 de 52 dBHz;

[0118] - las curvas 402a y 402b corresponden a una relación C<inter>/N0 de 54 dBHz;

[0119] - las curvas 403a y 403b corresponden a una relación C<inter>/N0 de 56 dBHz;

[0120] - las curvas 404a y 404b corresponden a una relación C<inter>/N0 de 58 dBHz;

[0121] - las curvas 405a y 405b corresponden a una relación C<inter>/N0 de 60 dBHz.

[0122] Las curvas en cuestión muestran claramente la mejora de la probabilidad de detección de una señal de geolocalización dentro de una señal recibida que comprende una pluralidad de tales señales de geolocalización durante la implementación del procedimiento de la [Fig.3]. Una tal mejora se obtiene independientemente de la potencia de la señal de geolocalización detectada dentro de la señal recibida.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de detección de una pluralidad de señales de geolocalización dentro de una señal recibida por un receptor (100) de geolocalización, siendo las señales de geolocalización del tipo transmitido por satélites (150) de una constelación de satélites de geolocalización, transportando cada señal de geolocalización un identificador de un satélite de la constelación, que comprende:

- una etapa (E300) de recepción de al menos una secuencia de muestras de la señal recibida procedente de al menos un convertidor (140) analógico digital conectado a una antena de radiofrecuencia del receptor; - una etapa (E310) de adquisición que comprende al menos una detección, dentro de la secuencia recibida, de una primera señal de geolocalización que transporta un primer identificador de satélite de la constelación; - una etapa (E320) de estimación de un conjunto de características de la dicha primera señal de geolocalización dentro de la dicha secuencia recibida y de inicialización de un primer módulo (122b) de rastreo de la dicha primera señal de geolocalización configurado para estimar las características de la primera señal de geolocalización dentro de secuencias de muestras de la señal recibida;

- una nueva etapa (E330) de recepción de al menos una nueva secuencia de muestras en la salida del dicho al menos un convertidor analógico digital;

- una etapa (E340) de generación de una primera señal digital representativa de al menos una parte de la dicha primera señal de geolocalización de acuerdo con un conjunto de características determinado por el primer módulo de rastreo a partir de al menos la nueva secuencia de muestras;

- una sustracción (E350), de la nueva secuencia recibida, de la primera señal digital generada para proporcionar una secuencia previamente procesada;

- al menos una nueva etapa (E360) de adquisición mediante detección, dentro de la dicha secuencia previamente procesada, de al menos una segunda señal de geolocalización que transporta un segundo identificador de satélite de la constelación; y

- al menos una nueva etapa (E370) de estimación de al menos un conjunto de características de la dicha segunda señal de geolocalización dentro de la dicha secuencia previamente procesada y de inicialización de un segundo módulo (122b) de rastreo de la dicha segunda señal de geolocalización,

caracterizado porque la dicha generación es también función de una secuencia de preámbulo predeterminada de la dicha primera señal de geolocalización conocida del receptor de geolocalización y la generación no es una función de datos útiles transportados por la primera señal de geolocalización, comprendiendo la primera señal digital generada al menos una muestra representativa del preámbulo de la dicha primera señal de geolocalización, y en la cual la sustracción se implementa durante la duración del preámbulo de la dicha primera señal de geolocalización, siendo las diferentes etapas implementadas trabajando sobre secuencias sucesivas de muestras de datos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el cual la etapa de adquisición, la etapa de estimación, la nueva etapa de recepción, la etapa de generación y la etapa de sustracción se implementan de manera iterativa para una pluralidad de identificadores de satélites de la constelación, implementando la adquisición ejecutada durante una iteración determinada la secuencia previamente procesada obtenida durante la iteración que precede la dicha iteración determinada.

implementando la estimación de un conjunto de características de la señal de geolocalización detectada durante la iteración determinada un módulo de rastreo correspondiente,

y en el cual la nueva etapa de adquisición y la nueva etapa de estimación implementan la secuencia previamente procesada entregada durante la última iteración de las dichas etapas.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el cual la dicha pluralidad de identificadores comprende al menos un par de identificadores idénticos asociados con un satélite determinado de la constelación.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, que comprende, cuando una señal de geolocalización es detectada para cada uno de los identificadores del dicho par durante la dicha adquisición, una generación de una información de alerta representativa de una probable recepción de una señal de geolocalización maliciosa entre las dos señales de geolocalización que transportan los identificadores del dicho par.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual el dicho conjunto de características comprende un conjunto de parámetros de sincronización de la señal de geolocalización con respecto al receptor, así como una amplitud de la señal de geolocalización dentro de la señal recibida.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual la dicha generación es también una función de características de un canal piloto de la dicha primera señal de geolocalización, comprendiendo la primera señal digital generada al menos una muestra representativa del dicho canal piloto de la dicha primera señal de geolocalización, y en el cual la sustracción se implementa durante la duración del dicho canal piloto de la dicha primera señal de geolocalización.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual las dichas etapas se implementan para cada muestra sucesiva de la señal recibida procedente del dicho al menos un convertidor analógico digital.

8. Producto de programa de ordenador que comprende instrucciones de código de programa para la implementación del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, cuando el dicho programa se ejecuta en un ordenador.

9. Dispositivo (120) de detección de una pluralidad de señales de geolocalización dentro de una señal recibida por un receptor (100) de geolocalización, siendo las señales de geolocalización del tipo transmitido por satélites (150) de una constelación de satélites de geolocalización, transportando cada señal de geolocalización un identificador de un satélite de la constelación, el cual comprende una máquina (160) de cálculo reprogramable o una máquina de cálculo dedicada configurada para efectuar:

- una recepción de al menos una secuencia de muestras de la señal recibida procedente de al menos un convertidor (140) analógico digital conectado a una antena de radiofrecuencia del receptor;

- una adquisición que comprende al menos una detección, dentro de la secuencia recibida, de una primera señal de geolocalización que transporta un primer identificador de satélite de la constelación;

- una estimación de un conjunto de características de la dicha primera señal de geolocalización dentro de la dicha secuencia recibida y de inicialización de un primer módulo (122b) de rastreo de la dicha primera señal de geolocalización configurado para estimar las características de la primera señal de geolocalización dentro de secuencias de muestras de la señal recibida;

- una nueva recepción de al menos una nueva secuencia de muestras en la salida del dicho al menos un convertidor analógico digital;

- una generación de una primera señal digital representativa de al menos una parte de la dicha primera señal de geolocalización de acuerdo con un conjunto de características determinado por el primer módulo de rastreo a partir de al menos la nueva secuencia de muestras;

- una sustracción, de la nueva secuencia recibida, de la primera señal digital generada para proporcionar una secuencia previamente procesada;

- al menos una nueva adquisición por detección, dentro de la dicha secuencia previamente procesada, de al menos una segunda señal de geolocalización que transporta un segundo identificador de satélite de la constelación; y

- al menos una nueva estimación de al menos un conjunto de características de la dicha segunda señal de geolocalización dentro de la dicha secuencia previamente procesada y de inicialización de un segundo módulo (122b) de rastreo de la dicha segunda señal de geolocalización,

caracterizado porque la dicha generación es también una función de una secuencia de preámbulo predeterminada de la dicha primera señal de geolocalización conocida del receptor de geolocalización y la generación no es una función de datos útiles transportados por la primera señal de geolocalización, comprendiendo la primera señal digital generada al menos una muestra representativa del preámbulo de la dicha primera señal de geolocalización, y en el cual la sustracción se implementa durante la duración del preámbulo de la dicha primera señal de geolocalización, los diferentes procesamientos implementados en los módulos del dispositivo (120) de detección se implementan trabajando en las secuencias sucesivas de muestras de datos.

10. Receptor (100) de geolocalización que comprende un dispositivo según la reivindicación 11.