FI109311B - Menetelmä informaatioelementin reunan määrittämiseksi, järjestelmä ja elektroniikkalaite - Google Patents

Description

109311

Menetelmä informaatioelementin reunan määrittämiseksi, järjestelmä ja elektroniikkalaite

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu oheisen patenttivaatimuksen 1 joh-5 danto-osassa esitettyyn menetelmään informaatioelementin reunan määrittämiseksi. Keksintö kohdistuu lisäksi oheisen patenttivaatimuksen 12 johdanto-osassa esitettyyn järjestelmään. Keksintö kohdistuu myös oheisen patenttivaatimuksen 20 johdanto-osassa esitettyyn elektroniikkalaitteeseen.

10

Satelliittipaikannukseen perustuvissa sijainninmääritysjärjestelmissä sijainninmääritysvastaanotin pyrkii vastaanottamaan vähintään neljän satelliitin signaalia, jotta sijainninmääritysvastaanottimen sijainti sekä aikatieto voidaan selvittää. Eräs esimerkki tällaisesta satelliittipaikan-15 nusjärjestelmästä on GPS-järjestelmä (Global Positioning System), jossa on lukuisa määrä satelliitteja, jotka kiertävät maapalloa ennalta määrättyjen ratojen mukaan. Nämä satelliitit lähettävät ratatietoa, jonka perusteella satelliitin sijainti kullakin ajanhetkellä voidaan määrittää, mikäli satelliittipaikannusjärjestelmässä käytetty aikatieto on tarkasti 20 selvillä sijainninmääritysvastaanottimessa. GPS-järjestelmän satelliitit lähettävät hajaspektrimoduloitua signaalia, jota moduloidaan kullekin satelliitille yksilöllisellä koodilla. Tällöin sijainninmääritysvastaanotin pystyy erottamaan eri satelliittien lähettämät signaalit toisistaan käyt- • · * * : .· tämällä sijainninmääritysvastaanottimessa paikallisesti generoitua sa- ! ·': · 25 telliitin koodia vastaavaa vertailukoodia.

Ongelmana tällaisissa satelliittipaikannukseen perustuvissa sijainnin-määritysjärjestelmissä on usein se, että satelliitin lähettämä signaali on voimakkaasti vaimentunut saapuessaan sijainninmääritysvastaanotti-30 meen, jolloin signaalin erottaminen taustakohinasta on erittäin vaikeaa. Signaalin vaimenemiseen vaikuttavat mm. ilmasto-olosuhteet sekä esteet signaalin kulkureitillä, kuten rakennukset ja ympäröivä maasto.

Lisäksi signaali voi kulkeutua sijainninmääritysvastaanottimeen useita eri reittejä, mikä aiheuttaa ns. monitie-etenemistä ja vaikeuttaa sijain-35 ninmääritysvastaanottimen tahdistumista haluttuun signaaliin, koska lähetetty signaali saapuu vastaanottimeen eri kulkureittejä, esim. suoraan satelliitista (line-of-sight) ja lisäksi heijastuneena. Tämä monitie- 2 109311 eteneminen aiheuttaa sen, että sama signaali vastaanotetaan useina eri vaiheisina signaaleina. Erityisen vaikeaa sijainninmäärityksen suorittaminen on rakennuksen sisätiloissa, koska rakennus itsessään vaimentaa voimakkaasti satelliittien lähettämää signaalia ja toisaalta mo-5 nitie-eteneminen voi olla vielä voimakkaampaa, koska esimerkiksi ikkunan kautta tulevat, mahdollisesti heijastuneet signaalit eivät välttämättä ole niin vaimentuneita kuin suoraan katon läpi tulevat signaalit.

Tällöin vastaanotin voi tulkita signaalin kulkuajan ja satelliitin sijainnin signaalin lähetyshetkellä virheellisesti johtuen mm. mainitusta monitie-10 etenemisen aiheuttamasta lisäyksestä signaalin kulkuaikaan.

Jokainen GPS-järjestelmän toimiva satelliitti lähettää ns. L1-signaalia 1575,42 MHz:n kantoaaltotaajuudella. Tätä taajuutta merkitään myös 154f0, missä f0=10,23 MHz. Lisäksi satelliitit lähettävät L2-signaalia 15 1227,6 MHz:n kantoaaltotaajuudella, eli 120f0. Satelliitissa suoritetaan näiden signaalien modulointi ainakin yhdellä valesatunnaissekvenssillä.

Kullakin satelliitilla tämä valesatunnaissekvenssi on erilainen. Moduloinnin tuloksena muodostuu koodimoduloitu laajakaistasignaali. Käytetty modulointitekniikka mahdollistaa sen, että vastaanottimessa 20 pystytään erottamaan eri satelliittien lähettämät signaalit, vaikka lähetyksessä käytettävät kantoaaltotaajuudet ovat olennaisesti samat.

. Tästä modulointitekniikasta käytetään nimitystä koodijako-monikäyttö- ·. tekniikka (CDMA, Code Division Multiple Access). Kussakin satelliitissa ·. L1-signaalin moduloinnissa käytetään valesatunnaissekvenssinä mm.

25 ns. C/A-koodia (Coarse/Acquisition code), jona käytetään Gold-koodia.

Jokainen GPS-satelliitti lähettää signaalia käyttämällä yksilöllistä C/A-koodia. Koodit muodostetaan kahden 1023-bittisen binäärisekvenssin modulo-2 summana. Ensimmäinen binäärisekvenssi G1 on muodos-! tettu polynomilla X10+X3+1 ja toinen binäärisekvenssi G2 on muodos- | : 30 tettu viivästämällä polynomia X10+X9+X8+X6+X3+X2+1 siten, että kulla kin satelliitilla viive on erilainen. Tämä järjestely mahdollistaa sen, että :!·. eri C/A-koodit voidaan muodostaa samanlaisella koodigeneraattorilla.

.···, C/A-koodit ovat siis binäärikoodeja, joiden kellotusnopeus (Chipping rate) GPS-järjestelmässä on 1,023 MHz. C/A-koodi käsittää 1023 alibit-35 tiä (Chip), jolloin koodin toistoaika (koodijakso, epoch) on 1 ms. L1-signaalin kantoaaltoa moduloidaan vielä navigointi-informaatiolla 50 bit/s 3 109311 bittinopeudella. Navigointi-informaatio käsittää tietoa satelliitin ’’terveydentilasta” (health), radasta, aikatietoa jne.

Satelliitit tarkkailevat laitteistonsa kuntoa toimintansa aikana. Satelliitit 5 voivat käyttää esim. ns. vahtikoiratoimintoja joidenkin laitteistoon mahdollisesti tulleiden vikojen havaitsemiseen ja ilmoittamiseen. Virheet ja toimintahäiriöt voivat olla hetkellisiä tai pidempiaikaisia. Terveydentila-tietojen perusteella voidaan mahdollisesti osa virheistä kompensoida tai jättää vikaantuneen satelliitin lähettämä informaatio kokonaan huo-10 mioimatta. Lisäksi tilanteessa, jossa useamman kuin neljän satelliitin signaali on vastaanotettavissa, voidaan terveydentilatietojen perusteella painottaa eri satelliiteista vastaanotettua informaatiota eri tavalla.

Tällöin epäluotettavalta vaikuttavien satelliittien mahdollisesti aiheuttamia virheitä mittauksiin voidaan minimoida.

15

Satelliittien signaalien havaitsemiseksi ja satelliittien tunnistamiseksi on vastaanottimen suoritettava tahdistus, jossa vastaanotin etsii kulloinkin kunkin satelliitin signaalin ja pyrkii tahdistumaan tähän signaaliin, jotta signaalin mukana lähetettävä data voidaan vastaanottaa ja demodu-20 loida.

Sijainninmääritysvastaanottimen on suoritettava tahdistus mm. silloin, kun vastaanotin kytketään päälle ja myös tilanteessa, jossa vastaanotin ei ole pitkään aikaan pystynyt vastaanottamaan minkään satelliitin sig-25 naalia. Mm. kannettavissa laitteissa tällainen tilanne voi syntyä helposti, koska laite liikkuu ja laitteen antenni ei aina ole optimaalisessa asennossa satelliitteihin nähden, mikä heikentää vastaanottimeen tulevan signaalin voimakkuutta.

j 30 Sijainninmääritysjärjestelylle on kaksi pääasiallista tehtävää: :v. 1. vastaanottimen pseudo-etäisyyden laskenta eri GPS-satel-

Hitteihin, ja T* 2. vastaanottimen sijainnin määritys, jossa käytetään lasket- 35 tuja pseudo-etäisyyksiä sekä satelliittien sijaintitietoa. Satel liittien kulloinenkin sijaintitieto voidaan laskea satelliiteista 4 109311 vastaanotettujen ephemeris- ja aikakorjaustietojen perusteella.

Etäisyyksiä satelliitteihin nimitetään pseudo-etäisyyksiksi, koska aika ei 5 vastaanottaessa ole tarkasti tiedossa. Tällöin sijainnin ja ajan määritystä toistetaan, kunnes on saavutettu riittävä tarkkuus ajan ja sijainnin suhteen. Koska aikaa ei tiedetä absoluuttisen tarkasti, on paikka ja aika selvitettävä esimerkiksi linearisoimalla yhtälöryhmä jokaista uutta ite-raatiota varten.

10

Pseudo-etäisyyden laskenta voidaan suorittaa mittaamalla eri satelliittien signaalien keskinäiset, näennäiset kulkuviiveet.

Lähes kaikki tunnetut GPS-vastaanottimet käyttävät korrelaatiomene-15 telmiä koodiin tahdistumiseen (acquisition) ja seurantaan (tracking). Si-jainninmääritysvastaanottimessa on tallennettu tai generoidaan paikallisesti vertailukoodit ref(k), eli eri satelliittien valesatunnaissekvenssit. Vastaanotetulle signaalille suoritetaan muunto välitaajuudelle (Down Conversion), minkä jälkeen vastaanotin suorittaa vastaanotetun sig-20 naalin kertomisen tallennetulla valesatunnaissekvenssillä. Kertolaskun tuloksena muodostunut signaali integroidaan tai alipäästösuodatetaan, . jolloin tuloksena saadaan tieto siitä, onko vastaanotetussa signaalissa ollut jonkin satelliitin lähettämä signaali. Vastaanottimessa suoritettava kertolasku toistetaan siten, että kullakin kerralla siirretään vastaanotti-25 meen tallennetun valesatunnaissekvenssin vaihetta. Oikea vaihe päätellään korrelaatiotuloksesta edullisesti siten, että korrelaatiotuloksen ollessa suurin, on oikea vaihe löytynyt. Tällöin vastaanotin on oikein tahdistunut vastaanotettuun signaaliin. Sen jälkeen, kun koodiin tah-distuminen on suoritettu, suoritetaan vielä taajuuden hienosäätö ja vai-30 helukitus.

Edellä mainittu tahdistus ja taajuudensäätöprosessi on suoritettava kul-!···. lekin sellaisen satelliitin signaalille, jota vastaanottimessa vastaanote taan. Joissakin vastaanottimissa voi olla useampia vastaanottokanavia, 35 jolloin kullakin vastaanottokanavalla pyritään tahdistumaan kulloinkin :.‘‘i yhden satelliitin signaaliin ja suorittamaan tämän satelliitin lähettämän informaation selvitys.

5 109311

Sijainninmääritysvastaanotin vastaanottaa satelliittien lähettämää informaatiota ja suorittaa vastaanotetun informaation perusteella sijain-ninmäärityksen. Sijainninmäärityksen suorittamiseksi on vastaanotti-5 men vastaanotettava vähintään neljän eri satelliitin lähettämä signaali, jotta x-, y-, z-koordinaatit sekä aikatieto voidaan selvittää. Vastaanotettua navigointi-informaatiota tallennetaan muistiin, jolloin tätä tallennettua informaatiota voidaan käyttää mm. satelliittien ratatietojen selvittämiseen.

10

Kuvassa 1 on esitetty periaatekaaviona sijainnin määritystä neljän satelliitin SV1, SV2, SV3, SV4 lähettämän signaalin avulla langattomassa viestintälaitteessa MS, joka käsittää sijainninmääritysvastaanottimen. GPS-järjestelmässä satelliitit lähettävät ratatietoa sekä aikatietoa, joi-15 den perusteella sijainninmääritysvastaanottimessa voidaan suorittaa laskentaa satelliitin kulloisenkin sijainnin määrittämiseksi. Tämän rata-tiedon ja aikatiedon lähettäminen suoritetaan kehyksissä, jotka on vielä jaettu alikehyksiin. GPS-järjestelmässä kukin kehys käsittää 1500 bittiä, jotka on jaettu viiteen 300 bittiä käsittävään alikehykseen.

20 Koska yhden bitin lähetys kestää 20 ms, kunkin alikehyksen lähetys kestää tällöin 6 s, ja koko kehys lähetetään 30 sekunnissa. Alikehykset on numeroitu 1—5. Kussakin alikehyksessä 1 lähetetään mm. aikatietoa, joka ilmoittaa alikehyksen lähetyshetken sekä tietoa satelliitin kellon poikkeamasta GPS-järjestelmän kellonaikaan nähden.

25

Alikehyksiä 2 ja 3 käytetään ratatiedon lähetykseen. Alikehys 4 sisältää muuta järjestelmäinformaatiota, kuten yleisen aikatiedon (UTC, Universal Time, Coordinated). Alikehys 5 on tarkoitettu kaikkien satelliittien almanakkatietojen lähetykseen. Näiden alikehysten ja kehysten muo-: 30 dostamaa kokonaisuutta nimitetään GPS-navigointisanomaksi (GPS

navigation message), joka käsittää 25 kehystä eli 125 alikehystä. Navi-: \ gointisanoman pituus on tällöin 12 min 30 s.

GPS-järjestelmässä aikaa mitataan sekunteina viikon alusta. GPS-jär-35 jestelmässä viikon alkuhetki on lauantain ja sunnuntain välinen keski-V yö. Kussakin alikehyksessä lähetetään tieto siitä, minä GPS-viikon ajanhetkenä kyseinen alikehys on lähetetty. Tällöin aikatieto ilmaisee 6 109311 tietyn bitin lähetyshetken, eli GPS-järjestelmässä kyseisen alikehyksen viimeisen bitin lähetyshetken. Aikaa satelliiteissa mitataan erittäin tarkkojen atomikellojen avulla. Tästä huolimatta GPS-järjestelmän ohjaus-keskuksessa (ei esitetty) valvotaan kunkin satelliitin toimintaa ja suori-5 tetaan mm. aikavertailu satelliittien kellovirheiden havaitsemiseksi ja tämän tiedon välittämiseksi satelliittiin.

Sijainninmäärityksen tarkkuudelle on suuri merkitys sillä, kuinka tarkasti vastaanottimessa on tiedossa todellinen GPS-aika. Käytännössä 10 tarkka GPS-aika voidaan selvittää sijainninmäärityslaskennan jälkeen, jossa määritetään vastaanottimen kellovirhe GPS-aikaan nähden. Kuitenkin aivan ensimmäisessä sijainninmäärityslaskennassa käytetään GPS -aika-arviota, koska todellinen GPS-aika ei vastaanottimessa välttämättä ole selvillä. GPS-aika-arvio ajanhetkellä k voidaan johtaa 15 kolmen aikaelementin mittauksen perusteella seuraavan kaavan mukaisesti: ϊ^(*) = Γη».(*)+^(*)+Γ^(*)+0.078 (1) 20 missä ttowj = viimeisimmän vastaanotetun alikehyksen sisältämä aika-tieto sekunteina (time of week), : Tiik) = viimeisimmän vastaanotetun alikehyksen alun jälkeen vas- 25 taanotettujen C/A-koodijaksojen lukumäärää vastaava aika ; sekunteina,

Tiip(k) = viimeisimmän koodijakson (epoch) vaihtumisen jälkeen vastaanotettujen kokonaisten alibittien lukumäärää (0—1022) . . ja koodivaihetta vastaava aika sekunteina, ja 30 j= vastaanottokanavan indeksi.

Γ\: Kaavassa 1 on käytetty signaalin keskimääräisenä kulkuaikana (ToF, ‘Time of Flight) satelliitista vastaanottimeen 78 ms. Referenssinä voi-daan käyttää mitä tahansa sellaista vastaanottokanavaa, jossa sig-: \ 35 naali-kohinasuhde (SNR, Signal-to-Noise Ratio) on riittävä.

7 109311

Aikatieto (ToW) lähetetään navigaatiosanomassa kuuden sekunnin välein ja se ilmaisee ajan, joka on kulunut viimeisimmästä GPS-viikon vaihtumisesta. Aikatiedon arvoalue on siis yhden viikon jakojäännös. Vastaavasti rmJs(fc) on kuuden sekunnin jakojäännös ja Tjhip{k) on yhden 5 millisekunnin jakojäännös. Kaavan (1) kolmea ensimmäistä termiä voidaan käyttää myös signaalin saapumisajan ToA (Time-of-Arrival) mittauksessa.

Heikoissa vastaanotto-olosuhteissa, joissa navigaatiodataa ei saada 10 ilmaistua johtuen mm. korkeasta bittivirhesuhteesta (BER, Bit Error Rate), ei aikatiedon ToW puuttumisen vuoksi voida kaavaa 1 käyttää suoraan GPS-ajan selvittämiseen. Kuitenkin koodivaihe on tavallisesti silti mitattavissa.

15 Heikoissa signaaliolosuhteissa voidaan yrittää selvittää bitin vaihtumishetki (reuna). Bitin reunan selvitys on tarpeen, jotta sen perusteella voidaan navigaatiodata selvittää, käyttää koherenttia integrointia seurantasilmukassa (tracking loop), ja/tai laskea pseudoetäisyyksiä sellaisessa vastaanottimessa, jossa seuranta 20 suoritetaan vain C/A-koodin perusteella.

Joissakin tunnetun tekniikan mukaisissa vastaanottimissa käytetään bitin reunan -päättelemiseen ns. kovia päätöksiä. Vastaanottimessa suoritetaan vastaanotetun signaalin integrointia koodijakson mittaisen 25 ajan. Tämän jälkeen (1 ms) tutkitaan vastaanottimen korrelaattorin ulostulosignaalia. Histogrammimenetelmässä korrelaattorin ulostuloarvoa verrataan edelliseen ulostuloarvoon. Mikäli ulostuloarvot ·* ovat erimerkkiset, tehdään päätös siitä, että databitin merkki vaihtui.

Tällaisen jokaisen koodijakson vaihtumisen jälkeen tehtävän päätöksen '·' 30 luotettavuus huononee voimakkaasti signaali/kohinasuhteen (C/NO) • * * huonontuessa, jolloin myös virheellisen sijainninmäärityksen :v. todennäköisyys kasvaa. Tämän menetelmän käyttö edellyttää sitä, että vastaanottimen tahdistusosa on vaihelukittuneena koodijaksoon.

Lisäksi tämän menetelmän soveltaminen sellaisissa vastaanottimissa, 35 joissa käytetään usean kanavan samanaikaista integrointia (common dump), on hankalaa.

8 109311

Eräässä toisessa vastaanottimessa suoritetaan vastaanotetun signaalin korrelointia navigaatiodatan erääseen alkutahdistusosaan (preamble of Telemetry Word), jonka sisältö tunnetaan. Tämän järjestelyn eräänä epäkohtana on se, että tahdistumisaika on 5 suhteellisen pitkä, keskimäärin vähintään 3 sekuntia. Lisäksi päätösvirhesuhde on melko huono, koska alkutahdistusosan pituus on vain 8 bittiä.

Nyt esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on saada aikaan pa-10 rannettu menetelmä bitin reunan määrittämiseksi vastaanotetusta / signaalista, ja vastaanotin, jossa bitin reuna pyritään määrittämään. . Täsmällisemmin ilmaistuna nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä olevan 15 keksinnön mukaiselle järjestelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa.

Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle elektroniikkalaitteelle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 20 tunnusmerkkiosassa.

20

Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan merkittäviä etuja tunnetun tekniikan mukaisiin sijainninmääritysmenetelmiin ja -vastaanottimiin verrattuna. Koska keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan bitin reuna määrittää myös heikosta ja kohinaisesta signaalista varmemmin 25 kuin tunnetun tekniikan mukaisia menetelmiä sovellettaessa, voidaan sijainninmääritystarkkuutta parantaa. Lisäksi keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa on mahdollista tunnettua tekniikkaa nopeammin selvittää signaalissa välitetyn datan sisältö, koska bitin reuna saadaan tarkemmin selvitettyä. Keksinnön mukaisen 30 menetelmän käyttö mahdollistaa sijainninmäärityksen suorittamisen myös sisätiloissa, mikä tunnetun tekniikan mukaisilla ratkaisuilla ei välttämättä ole mahdollista.

Nyt esillä olevaa keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten 35 samalla oheisiin piirustuksiin, joissa 9 109311 kuva 1 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista menetelmää soveltavaa sijainninmääritysmenetelmää pelkistetysti, 5 kuvat 2a ja 2b esittävät keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista elektroniikkalaitetta pelkistettynä lohkokaaviona, kuva 3 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista 10 menetelmää soveltavaa bitin reunan selvityslohkoa pelkistettynä lohkokaaviona, kuvat 4a—4d esittävät esimerkkisignaaleita keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän eri 15 vaiheissa, kuva 5 esittää todennäköisyyksiä bitin reunan havaitsemiselle käytettävien vektoreiden lukumäärän funktiona keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa, ja 20 kuva 6 esittää aikatasossa esimerkkitilannetta integrointiaikojen ja koodijaksojen keskinäisestä ajoituksesta.

Seuraavaksi selostetaan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon 25 mukaisen menetelmän toimintaa viitaten samalla kuvan 1 mukaiseen järjestelmään. Esimerkkinä sijainninmäärityksen suorittavasta elektroniikkalaitteesta käytetään kuvassa 2 esitettyä langatonta viestintälaitetta MS, joka käsittää matkaviestinvälineiden MT lisäksi sijainninmää-ritysvastaanottimen PR. Tällöin matkaviestinvälineillä MT voidaan siir-30 tää informaatiota langattoman viestintälaitteen MS ja matkaviestinverkon MN tukiasemien BS, BS', BS" välillä.

Selostetaan seuraavaksi vielä lyhyesti erään edullisen vastaanottimen PR toimintaa viitaten samalla kuvien 2a ja 2b pelkistettyihin 35 lohkokaavioihin. Antennin 1 kautta vastaanotettava toistokoodattu signaali vahvistetaan suurtaajuusvahvistimessa 2 ja muunnetaan kellogeneraattorin 3 ja taajuussyntetisaattorin 4 muodostaman 10 109311 kellosignaalin avulla sopivimmin välitaajuudelle tai suoraan kantataajuudelle muunninlohkossa 5. Tässä vaiheessa signaali on edullisesti vielä analogisessa muodossa, joten se muunnetaan digitaaliseksi signaaliksi AD-muuntimessa 6. AD-muuntimelta 6 5 saadaan digitaalisen vastaanottosignaalin lisäksi ohjaus automaattiselle vahvistuksensäätölohkolle 7 (AGC, Automatic Gain Control), joka pyrkii tasaamaan vastaanotetussa signaalissa olevia voimakkuusvaihteluita sinänsä tunnetusti. Välitaajuudelle tai kantataajuudelle muunnettu digitaalinen signaali johdetaan yhteen tai 10 useampaan digitaaliseen seurantalohkoon 8a, 8b, 8n, joissa suoritetaan digitaalisen signaalin muuntaminen kahdeksi eri vaiheiseksi signaaliksi (l/Q) ja vertailukoodilla kertominen. Seurantalohkoissa 8a, 8b, 8n muodostetut signaalit johdetaan edelleen ohjauslohkoon 9, jossa pyritään selvittämään vastaanotetun signaalin koodivaihe ja 15 taajuussiirtymä. Ohjauslohko 9 muodostaa takaisinkytkennän seurantalohkoille 8a, 8b, 8n vertailukoodin koodivaiheen ja numeerisesti ohjatun oskillaattorin 18 säätämiseksi tarvittaessa. Sen jälkeen kun koodivaihe ja taajuussiirtymä on selvitetty, eli vastaanotin on lukittunut vastaanotettavaan signaaliin, voidaan tarvittaessa aloittaa 20 signaalissa lähetetyn navigointi-informaation ilmaisu ja tallennus, mikäli mahdollista. Ohjauslohko 9 tallentaa navigointi-informaatiota edullisesti ·': muistiin 25.

·. Digitaalisten seurantalohkojen 8a, 8b, 8n eräs edullinen rakenne on 25 esitetty kuvan 2b lohkokaaviossa. Välitaajuudelle tai kantataajuudelle \ muunnettu digitaalinen signaali sekoitetaan sekoittimissa 10a, 10b numeerisesti ohjatun oskillaattorin 11 muodostamaan signaaliin siten, että ensimmäiseen sekoittimeen 10a johdettavan oskillaattorisignaalin ja toiseen sekoittimeen 10b johdettavan oskillaattorisignaalin välillä on ; 30 n. 90° vaihe-ero. Tällöin sekoitustuloksena saadaan signaali, joka käsittää sinänsä tunnetusti kaksi komponenttia: I- ja Q-komponentit.

;v. Vaihe-eron muodostuksessa käytetään edullisesti vaiheensiirtolohkoja 12a, 12b. Seuraavaksi I- ja Q-komponenteille suoritetaan kertominen vertailukoodin kanssa koodikertojissa 13e, 14e; 13p, 14p; 131,141.

35 Vertailukoodi johdetaan koodikertojiin 13e, 14e; 13p, 14p; 131,141 i erivaiheisina edullisesti siten, että sekä l-komponentista että Q- komponentista muodostetaan kolme tai useampia erivaiheisia 11 109311 vertailusignaaleja. Nämä vertailusignaalit edullisesti mm. integroidaan integrointilohkoissa 15e, 16e; 15p, 16p; 151, 161. Integrointilohkoista 15e, 16e; 15p, 16p; 151,161 integroidut signaalit johdetaan ohjauslohkoon 9, jossa eri integrointilohkojen lähtösignaalien 5 perusteella tehdään mm. päätelmä siitä, onko vertailukoodin koodivaihe edellä (E, Early), jäljessä (L, Late) tai samassa vaiheessa (P, Prompt) kuin vastaanotetun signaalin koodivaihe. Tämän päätelmän perusteella ohjauslohko 9 säätää vertailukoodigeneraattoria 17 ohjaavan numeerisesti ohjatun oskillaattorin 18 taajuutta.

10 Vertailukoodigeneraattorin 17 muodostamasta vertailukoodista muodostetaan edelleen erivaiheisia vertailukoodisignaaleita vaiheensiirtolohkossa 19. Lisäksi ohjauslohko 9 päättelee mahdollisen taajuussiirtymän ja säätää numeerisesti ohjatun oskillaattorin 11 taajuutta. Kullakin seurantalohkolla voidaan suorittaa signaalin 15 käsittelyä yhdelle signaalille kerrallaan, jolloin haluttaessa vastaanottaa samanaikaisesti esim. neljää signaalia, tulee seurantalohkoja olla vähintään 4. On selvää, että kuvissa 2a ja 2b esitetty vastaanotin on vain eräs esimerkkitoteutus, mutta nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan tässä vastaanottimessa käytettäväksi.

20

Vastaanotin PR käsittää edullisesti myös välineet langattoman viestimen toimintojen suorittamiseksi, kuten toisen antennin 20, radio-osan 21, audiovälineet, kuten koodekin 22a, kaiuttimen 22b ja mikrofonin 22c, näytön 23 ja näppäimistön 24 ja muistia 25. Ohjauslohko 9 voi 25 olla ainakin osittain yhteinen vastaanottimen PR toimintojen suorittamiseksi sekä langattoman viestimen toimintojen suorittamiseksi, tai näille toiminnoille voidaan käyttää erillisiä suorittimia tai vastaavia.

Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin käyttämällä 30 esimerkkinä kuvassa 2a esitettyä vastaanotinta ja kuvassa 3 esitettyä bitin reunan etsintälohkoa. Tässä käytetään esimerkkinä GPS-järjestelmän satelliittien lähettämiä signaaleita, jolloin koodijakson ; pituus on 1 ms ja bitti muodostuu 20:sta koodijaksosta. On kuitenkin selvää, että keksintöä voidaan soveltaa myös muissa järjestelmissä, 35 joissa vastaanotetaan toistokoodattua signaalia, jolloin seuraavassa esitettyjä lukuarvoja muutetaan vastaavasti.

12 109311

Heikoissa signaaliolosuhteissa navigaatiodataa ei kuitenkaan pystytä selvittämään, mutta kuitenkin signaaliin tahdistuminen voi olla mahdollista. Sen jälkeen kun vastaanotin PR on lukittunut vastaanotettavaan signaaliin (taajuus ja/tai koodivaihe), aloitetaan bitin 5 reunan selvitys keksinnön mukaisella menetelmällä edullisesti seuraavasti.

Eri binääriarvojen lähetys suoritetaan koodimoduloinnissa siten, että bitin ensimmäisellä arvolla (esim. +1) käytetään moduloivaa koodia 10 sellaisenaan ja vastaavasti bitin toisella arvolla (esim. -1) käytetään moduloivan koodin alibittien käänteisarvoja. Kuvassa 4a on esitetty esimerkki satelliittisignaalista, joka käsittää neljä bittiä, joiden arvot ovat +1,-1,+1,-1.

15 Vastaanotettaville satelliittisignaaleille suoritetaan analogia/digitaalimuunnos analogia/digitaalimuuntimessa 6, jolloin signaalien jatkokäsittely tehdään digitaalisten signaalien perusteella. Useita vastaanottokanavia käsittävässä vastaanottimessa voidaan käyttää joko kullakin kanavalla omaa analogia/digitaalimuunninta, tai 20 kanaville käytetään yhteistä muunninta, jolloin kanavasignaalien erottelu suoritetaan analogia/digitaalimuunnoksen jälkeen, kuten kuvan 2a mukaisessa vastaanottimessa. Tarkastellaan ensin tilannetta, jossa bitin reunan .etsintä suoritetaan yhden satelliitin signaalista. Tällöin signaalia edullisesti integroidaan integrointilohkossa INT (kuva 3) : 25 koodijakson mittaisen ajan. Integrointilohkon INT ulostulosignaali johdetaan liukulaskentalohkoon MA, jossa signaalista otetaan bitin mittaiselta ajalta näytteitä koodijakson välein, eli 20 näytettä edullisesti .·’ n. 1 ms:n välein ja yhdistetään näitä näytteitä tietty määrä. Tässä hyödynnetään siis sitä seikkaa, että koodimoduloidussa signaalissa : 30 sama koodijakso toistuu koko bitin lähetyksen ajan. Integrointilohkona INT voidaan käyttää esimerkiksi kuvassa 2b esitettyjä integrointilohkoja ;.\t 15e, 16e; 15p, 16p; 151,161, esimerkiksi integrointilohkoja 15p, 16p, : joita käytetään tahdistuksen aikana vertailukoodin koodivaiheen ;·’ samanvaiheisuuden ilmaisussa, kuten aikaisemmin tässä selityksessä 35 on mainittu.

13 109311 Käytännössä näytteidenottohetki ei aina ole samassa kohdassa koodijaksoa, koska erityisesti Doppler-siirtymä ja monitie-eteneminen voivat aiheuttaa ajallisesti vaihtuvaa viivettä signaalin kulkuaikaan satelliitista vastaanottimeen. Lisäksi näytteidenottoväli ei mm.

5 vastaanottimen kellon epätarkkuuksista johtuen ole välttämättä aina täsmälleen 1 ms. Kuvassa 6 tätä on havainnollistettu siten, että nuolet kuvaavat koodijakson vaihtumishetkiä vastaanottimen vastaanottamassa satelliittisignaalissa. Lyhyet pystyviivat esittävät näytteenottohetkiä, ja viivojen välit esittävät integrointilohkon INT 10 suorittamaa satelliittisignaalin integrointia. Vaakaviivan yläpuolella olevat numerot ilmaisevat integrointiaikavälien järjestysnumerolta ja vastaavasti pystyviivan alapuolella olevat numerot kuvaavat koodijaksojen järjestysnumerolta. Näytteiden perusteella liukulaskentalohko MA suorittaa alipäästösuodattavaa laskentaa, 15 edullisesti liukuvaa keskiarvottamista, jolloin näytteistä 1—20 (jos koodijakso on 1/20 bitin pituudesta) muodostetaan ensimmäinen vertailuarvo, näytteistä 2—21 muodostetaan toinen vertailuarvo, näytteistä 3—22 muodostetaan kolmas vertailuarvo, jne. Liukulaskentalohkon MA ulostulosignaali on tällöin kolmiosignaalin 20 tyyppinen signaali, jossa huippukohta sijaitsee bitin vaihtumishetken läheisyydessä. Keskiarvon sijasta voidaan suorittaa myös muu laskentatoimenpide, kuten summaus. Tämän laskentatoimenpiteen yhteydessä voidaan bitin datariippuvuus (etumerkin vaikutus) poistaa ottamalla laskennassa käytettävistä arvoista itseisarvo tai suorittamalla 25 arvoille potenssiin korotus. Kuva 4b esittää kuvan 4a mukaisesta signaalista keskiarvoina muodostettuja vertailuarvoja.

Siinä tapauksessa että liukulaskentalohkossa MA käytettiin etumerkin säilyttävää laskentaa, kuten keskiarvo tai summaus, 30 itseisarvolohkossa ABS otetaan näistä vertailuarvoista itseisarvot bitin datariippuvuuden poistamiseksi vertailuarvoista. Kuvan 4b signaalista saadaan tällöin kuvassa 4c esitetyn kaltainen joukko lukuarvoja, joita tämän jälkeen voidaan käsitellä vektoreina. Yksi vektori muodostuu i « ;·' yhden bitin pituutta vastaavasta joukosta lukuarvoja, eli tässä 35 esimerkissä 20:sta lukuarvosta. Tällöin muunnoslohkossa CONV vektorit muodostetaan esimerkiksi lukuarvoista 1—20, 21—40, 41—60, jne. Nämä vektorit johdetaan päätösarvon muodostuslohkoon AVG, 14 109311 jossa määrätty joukko tällaisia vektoreita yhdistetään vastinalkioittain.

Tämä tarkoittaa sitä, että ensimmäisen vektorin ensimmäinen lukuarvo, toisen vektorin ensimmäinen lukuarvo, kolmannen vektorin ensimmäinen lukuarvo jne. yhdistetään esimerkiksi summaamalla tai 5 keskiarvottamalla sopivimmin epäkoherentisti ensimmäisen päätösarvon muodostamiseksi. Vastaavasti vektoreiden toiset lukuarvot yhdistetään toisen päätösarvon muodostamiseksi, jne. Se, kuinka montaa vektoria käytetään päätösarvojen muodostuksessa, voi vaihdella eri sovelluksissa ja eri vastaanottotilanteissa mm. sen 10 mukaan, kuinka vaimeaa ja häiriöllistä signaalia vastaanotetaan. Kuva 4d esittää kuvan 4c lukuarvoista muodostettuja päätösarvoja. Kuvassa 5 on esitetty todennäköisyyttä bitin reunakohdan havaitsemisen luotettavuudelle signaali/kohinasuhteen C/NO funktiona eri päätösarvojen muodostuksessa käytettävien vektoreiden lukumäärillä 15 K. Kuvan 5 esimerkeissä on käytetty kolmea eri K:n arvoa: 40, 80 ja 160, jotka vastaavat keksinnön mukaisessa menetelmässä bitin reunan havaitsemiseen käytettäviä aikoja: 0,8 s, 1,6 s ja 3,2 s.

Nämä päätösarvot käsitellään päätöslohkossa DET, jossa etsitään 20 sopivimmin maksimikohta, eli suurin päätösarvo. Jos löytyy vain yksi tällainen maksimikohta, ilmaisee sen indeksi bitin reunan sijainnin.

Kuvan 4d tilanteessa maksimi päätösarvo on ensimmäinen päätösarvo, joten bitin reuna on ensimmäisen näytteen kohdalla, eli esim. kuvan 6 tilanteessa ensimmäisen nuolen kohdalla. Jos tällaisen maksimiarvon | 25 vieressä on sellainen arvo, joka on lähes yhtä suuri kuin maksimiarvo, l todellinen bitin reuna on suurella todennäköisyydellä näiden arvojen välissä, jolloin bitin reuna voidaan määrittää interpoloimalla.

Päätöslohkossa DET voidaan maksimin etsimisen sijasta suorittaa 30 vertailu ennalta määrättyyn kynnysarvoon, jolloin löydettäessä sellainen päätösarvo, joka on suurempi (tai yhtä suuri) kuin kynnysarvo, bitin reunan sijaintikohta päätellään tämän kynnysarvon : ylittävän päätösarvon indeksistä.

35 Vaikka edellä on esitetty, että päätösarvojen määrittämiseksi suoritetaan tiettyjä toimenpiteitä omissa lohkoissaan ja siirretään arvoja lohkojen välillä, on selvää, että nämä toimenpiteet voidaan suorittaa 15 109311 edullisesti ohjauslohkossa 9 signaalinkäsittely-yksikön (ei esitetty) tai vastaavan ohjelmakoodeina. Tällöin lukuarvoja ei välttämättä tarvitse siirtää eri lohkoihin, vaan esimerkiksi muistivälineistä varataan yksi tai useampi alue näiden arvojen tallennusta varten. Tällöin kunkin lohkon 5 mukainen toiminto suorittaa määrittämiensä arvojen tallennuksen tiettyyn muistialueeseen, josta seuraavan lohkon mukainen toiminto noutaa nämä lukuarvot toiminnan edetessä.

Edellä mainittuja toimintoja suoritetaan tietty aika, esimerkiksi niin 10 kauan, että haluttu määrä K vektoreita on saatu muodostettua, tai niin kauan kunnes maksimiarvo ylittää tietyn kynnysarvon. Tämän jälkeen päätöslohkossa tehdään edellä esitetyllä tavalla päätös bitin reunan sijainnista. Toimintaa voidaan myös toistaa, mikäli bitin reunan sijainti halutaan määrittää uudelleen, esim. signaaliolosuhteiden merkittävästi 15 muuttuessa, tai vastaanottimen seuraaman satelliitin vaihtuessa.

Edellä esitetyssä suoritusmuodossa suoritettiin signaalin integrointi kullakin kanavalla erikseen, jolloin integroinnin aloitus- ja lopetushetki määräytyy kanavakohtaisesti. Seuraavaksi kuvataan tilannetta, jossa 20 käytetään ns. yhteisintegrointi-periaatetta (common dump), jossa kaikille kanaville suoritetaan integrointi samanaikaisesti esimerkiksi yhden kanavan signaalin koodijakson perusteella. Tällöin muilla kanavilla koodijakson ajoitus ei välttämättä ole sama, koska eri satelliittien signaaleilla on eri kulkuaika satelliitista vastaanottimeen.

25 Kuitenkin liukuva keskiarvo lasketaan koodijaksoittain. Tämä edellyttää joitakin muutoksia edellä esitettyyn keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaiseen menetelmään. Kunkin kanavan signaalin koodijakson vaihe tulee selvittää, jotta voidaan laskea koodijakson vaihtumishetki suhteessa integrointiaikaan (siis missä kohdassa 30 integrointiaikaväliä koodijakso vaihtuu). Koska integrointiaikaväli voi merkittävässä määrin poiketa koodijakson ajoituksesta, saattaa bitin reuna olla suhteellisen kaukana integrointiaikavälin alku- ja loppuhetkestä. Tällöin kunkin kanava signaalikohtaisten vertailuarvojen muodostamiseksi valitaan yhden bitin lähetyksessä käytettäviä 35 koodijaksoja vastaava määrä sellaisia signaalikohtaisia integrointiarvoja, joissa vähintään puolet koodijaksosta kuuluu mainittuun integrointiaikaväliin. Esimerkiksi kuvan 6 tapauksessa, kun 16 109311 koodijakso on pidempi kuin integrointiaika, modifioidaan liukuvaa keskiarvolaskentaa seuraavasti. Liukuvaa keskiarvoa laskettaessa suoritetaan laskentaikkunan ensimmäisen näytteen kohdalla sen tutkiminen, kuinka kaukana koodijakson vaihtumishetki on ikkunan 5 alkuhetkestä. Jos laskentaikkunan ensimmäiseksi näytteeksi on tulossa sellainen näyte, jossa koodijakson vaihtumishetki on ollut integrointiajan loppuvaiheilla, edullisesti integrointiajan puolivälin jälkeen, ei tätä näytettä oteta laskentaan mukaan, vaan liukuvan keskiarvon laskenta aloitetaan (laskentaikkunan alku) seuraavasta 10 näytteestä. Vastaavasti viimeisen näytteen kohdalla tutkitaan, kuinka kaukana koodijakson vaihtumishetki on ikkunan loppuhetkestä. Jos laskentaikkunan viimeiseksi näytteeksi on tulossa sellainen näyte, jossa koodijakson vaihtumishetki on ollut integrointiajan alkuvaiheilla, edullisesti integrointiajan puoliväliä ennen, otetaan liukuvan keskiarvon 15 laskentaan viimeiseksi näytteeksi (laskentaikkunan loppu) tätä seuraava näyte. Esimerkiksi kuvan 6 tilanteessa muodostettaessa liukuva keskiarvo koodijaksoista 2—5, käytetään näytteitä 2—6, koska näytteessä 5 koodijakson vaihtuminen on ollut integrointiajan puolivälin jälkeen. Vastaavasti muodostettaessa liukuva keskiarvo koodijaksoista 20 5—8, käytetään näytteitä 6—9, koska näytteessä 5 koodijakson vaihtuminen on ollut integrointiajan puolivälin jälkeen. Edellä kuvatussa : esimerkissä on laskentaikkunan pituutena käytetty selvyyden vuoksi neljää koodijaksoa, mutta kuten jo aikaisemmin tässä selityksessä on mainittu, GPS-järjestelmässä käytetään 20:a koodijaksoa.

; 25 ! Vastaavasti tilanteessa, jossa koodijakso on lyhyempi kuin » t integrointiaika, voidaan soveltaa analogisesti edellä esitettyä toiminnan : : kaltaista päättelyä sen määrittämiseksi, mitkä näytteet kulloinkin valitaan laskentaikkunaan. Kuitenkin valintakriteerit poikkeavat kuin i 30 edellä esitetyssä tilanteessa käytetyistä kriteereistä.

; Myös päättelylohkoon saattaa olla tarve tehdä muutoksia, jos on

' I

: mahdollista, että koodijakso poikkeaa merkittävästi integrointiaikajaksosta. Jos integrointiaika päättyy esim. lähellä 35 koodijakson puoliväliä, sellaiset (peräkkäiset) laskentaikkunat, jotka alkavat joko juuri ennen bitin reunaa tai välittömästi sen jälkeen, ovat olennaisesti yhtä hyviä bitin energian tarkastelujen kannalta. Tällöin 109311 17 kumpaa tahansa laskentaikkunaa voidaan käyttää bitin mittaisessa koherentissa integroinnissa. Tämä merkitsee sitä, että bitin reunan päättelemiseen voi tulla n. 1 ms:n ero riippuen siitä, kumpaa laskentaikkunaa käytetään. Tämä saattaa aiheuttaa merkittäviä virheitä 5 pseudoetäisyyksien laskennassa ja sijainninmäärityksessä. Tämän virheen vaikutusta voidaan vähentää edullisesti seuraavasti. Tutkitaan sen vektorin, josta bitin reuna päätellään, maksimiarvon viereisiä arvoja. Jos jompikumpi näistä arvoista on merkittävästi suurempi kuin toinen ja samaa suuruusluokkaa kuin maksimiarvo, niin tämä näyte 10 ilmaisee sen, mihin suuntaan todellinen bitin reuna on maksimiarvon ilmaisemasta bitin reunasta. Tässä tarkastelussa tulkitaan myös laskentaikkunan viimeinen (20.) ja ensimmäinen arvo vierekkäisiksi arvoiksi. Bitin reuna voidaan nyt approksimoida esim. interpoloimalla seuraavasti: | 15 , . 1023 vai right-vai left ...

chip _at _ dump +---=-½-=-*- (2) 2 max_ vai - min(vai _ right, vai _ left) missä chip_at_dump on koodijakson alibitin järjestysnumero integrointiajan lopussa, max_val on maksimiarvo, val_right on 20 maksimiarvon oikealla puolella oleva arvo, ja valjeft on maksimiarvon vasemmalla puolella oleva arvo. Jos maksimiarvo on ao. laskentaikkunan ensimmäinen arvo, tulkitaan laskentaikkunan viimeinen arvo maksimiarvon vasemmalla puolella olevaksi arvoksi ja vastaavasti jos maksimiarvo on laskentaikkunan viimeinen arvo, 25 tulkitaan laskentaikkunan ensimmäinen arvo maksimiarvon oikealla puolella olevaksi arvoksi.

Siinä tilanteessa, että (koodivaihe- ja kantoaaltolohkossa) vastaanotin : on vain taajuuslukittuneena, on integroitava signaali 30 kompleksimuodossa. Tällöin liukuvan keskiarvon laskennassa käytetään kompleksilaskentaa, jolloin itseisarvolohkossa ABS muodostetaan kompleksinen itseisarvo, tai muu etumerkitön reaaliluku, : kuten reaaliosan itseisarvo ja imaginääriosan itseisarvo (abs(Re) + abs(lm)).

; 35 18 109311 Päätösarvon muodostuslohkossa AVG suoritettavan vektoreiden keskiarvotuksen tai summauksen sijasta voidaan käyttää myös jotakin muuta alipäästösuodatusfunktiota. Lisäksi päätösarvon muodostuslohkossa AVG voidaan käyttää adaptiivista päätösfunktiota, 5 esimerkiksi kynnysarvoa voidaan muuttaa vastaanotetun signaalin kohinasisällön perusteella.

Edellä selostetun menetelmän avulla voidaan sijainninmääritys suorittaa myös heikoissa signaaliolosuhteissa, myös sisätiloissa.

10 Menetelmässä ei tarvita tietoa signaalin moduloinnissa käytetystä datasta, kuten navigaatiodatasta, edellä esitetyn menetelmän mukaista bitin reunan määritystä varten. Sen jälkeen kun bitin reuna on määritetty, voidaan tarvittaessa esimerkiksi korrelaattoreita käyttämällä pyrkiä selvittämään navigaatiodatan lähetyksessä käytettävien 15 kehysten alkukohdat.

Erityisesti yhteisintegrointi-periaatetta käytettäessä voidaan joissakin sovelluksissa pienentää kohinan vaikutusta siten, että painotetaan ikkunan ensimmäistä ja viimeistä arvoa vähemmän kuin muita arvoja.

20 Painotuskertoimien laskennassa voidaan käyttää esimerkiksi sinänsä tunnettua Maximal Ratio Combining -kaavaa (MRC).

»

Bitin reunan selvittämisen jälkeen voidaan sijainninmääritys suorittaa, vaikka vastaanottimella ei olisi navigaatiodataa ja tarkkaa aikatietoa 25 tiedossa. Tässä voidaan hyödyntää esimerkiksi matkaviestinverkosta saatavaa avustedataa, mutta myös muita menetelmiä on mahdollista soveltaa tämän keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä.

Vaikka edellä keksintöä on selostettu käyttämällä esimerkkinä i 30 toistokoodatusta signaalista hajaspektrimoduloitua signaalia, jota moduloidaan yksilöllisellä koodilla, voidaan keksintöä soveltaa myös muissa toistokoodausta käyttävissä järjestelmissä, joissa binääri- tai ! muun informaation eri tilojen modulointi suoritetaan symbolien avulla.

i 35 On selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (28)

109311

1. Menetelmä informaatioelementin reunan määrittämiseksi, jossa vastaanotetaan toistokoodattua signaalia, jota on moduloitu 5 informaatioelementeillä, jolloin joukko symboleja muodostaa yhden informaatioelementin, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää ainakin seuraavat vaiheet: - suodatusvaihe, jossa vastaanotetun signaalin perusteella muodostetaan vertailuarvoja, 10. vektoreiden muodostusvaihe, jossa muodostetaan vertailuarvoista ainakin yksi vektori, jossa alkioiden lukumäärä vastaa informaatioelementin lähettämisessä käytettyjen symbolien lukumäärää, - vektoreiden käsittelyvaihe, jossa mainitun ainakin yhden vektorin 15 perusteella muodostetaan päätösvektori, - päätösvaihe, jossa etsitään mainitun päätösvektorin alkioiden arvoista suurin, jolloin tämän alkion indeksiä käytetään ilmaisemaan informaatioelementin reuna.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa vektoreiden muodostusvaiheessa muodostetaan ainakin [·· kaksi vektoria, jolloin mainitussa vektoreiden käsittelyvaiheessa j mainittu päätösvektori muodostetaan yhdistämällä mainitut ainakin j kaksi vektoria vastinalkioittain. 25

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä suoritetaan vastaanotetun signaalin integrointia symbolin mittaisissa integrointiaikaväleissä integrointiarvojen muodostamiseksi, joita alipäästösuodatetaan suodatusvaiheessa 30 vertailuarvojen muodostamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vertailuarvoista otetaan itseisarvo etumerkittömien vertailuarvojen muodostamiseksi, joita käytetään mainitussa vektoreiden 35 muodostusvaiheessa. 109311

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1—4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päätösvaiheessa tutkitaan, onko mainitun suurinta arvoa vastaavan alkion ainakin yhden vieressä olevan alkion arvo samaa suuruusluokkaa, jolloin informaatioelementin reuna päätellään 5 interpoloimalla, muussa tapauksessa informaatioelementin reuna päätellään mainitun suurimman arvon indeksin perusteella.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että interpoloinnissa käytetään mainittua suurinta arvoa ja ainakin yhtä sen 10 vieressä olevan alkion arvoa.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 3—6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alipäästösuodatuksena käytetään liukuvaa summausta, jolloin kukin etumerkitön vertailuarvo muodostetaan summaamalla 15 määrätty määrä integrointiarvoja, ja kunkin etumerkittömän vertailuarvon muodostuksessa käytetään osittain eri integrointiarvoja.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuhunkin vertailuarvoon summataan integrointiarvoja yhden 20 informaatioelementin lähetyksessä käytettäviä symboleja vastaava määrä, ensimmäinen vertailuarvo muodostetaan aloittaen ensimmäisestä integrointiarvosta, toinen vertailuarvo muodostetaan f aloittaen toisesta integrointiarvosta, kolmas vertailuarvo muodostetaan aloittaen kolmannesta integrointiarvosta, ja että vertailuarvoja 25 muodostetaan, kunnes määrätty määrä (K) vertailuarvoja on muodostettu. I > » :...

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä vastaanotetaan kahta tai useampaa 30 toistokoodattua signaalia samanaikaisesti, signaalikohtaisten integrointiarvojen muodostamiseksi suoritetaan vastaanotettujen signaalien integrointia symbolin mittaisissa integrointiaikaväleissä siten, että integrointi suoritetaan olennaisesti samanaikaisesti kullekin signaalille, muodostetaan signaalikohtaiset vertailuarvot ottamalla 35 näytteitä kustakin signaalikohtaisesta integrointiarvosta, yhden informaatioelementin lähetyksessä käytettäviä symboleita vastaava määrä signaalikohtaisia integrointiarvoja muodostaa laskentaikkunan, 109311 jolloin kussakin suodatusvaiheessa käytetään signaalikohtaisten vertailuarvojen muodostamisessa yhden informaatioelementin lähetyksessä käytettäviä symboleita vastaava määrä sellaisia signaalikohtaisia integrointiarvoja, joissa vähintään puolet 5 integrointiarvosta kuuluu vertailuarvoa vastaavaan laskentaikkunaan.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1—9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä vastaanotetaan satelliittipaikannusjärjestelmä satelliittien (SV1—SV4) lähettämiä signaaleita. 10

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1—10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että informaationa käytetään binääri-informaatiota, jolloin yksi bitti muodostaa yhden informaatioelementin. 15

12. Järjestelmä, joka käsittää vastaanottimen (PR) informaatioelementeillä moduloidun toistokoodatun signaalin vastaanottamiseksi, jossa signaalissa joukkoa symboleita on käytetty yhden informaatioelementin välittämiseksi, jolloin vastaanotin (PR) käsittää välineet (INT) välineet informaatioelementin reunan 20 määrittämiseksi vastaanotetusta signaalista, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi ainakin: ·.·. - suodatusvälineet (MA, ABS) vertailuarvojen muodostamiseksi I vastaanotetun signaalin perusteella, - vektoreiden muodostusvälineet (CONV) ainakin yhden vektorin I 25 muodostamiseksi mainituista vertailuarvoista, jossa mainitussa ainakin yhdessä vektorissa alkioiden lukumäärä vastaa informaatioelementin lähettämisessä käytettyjen symbolien lukumäärää, - vektoreiden käsittelyvälineet (AVG) päätösvektorin 30 muodostamiseksi mainitun ainakin yhden vektorin perusteella, - päätösvälineet (DET) mainitun päätösvektorin alkioista suurimman etsimiseksi, jolloin alkion indeksi on järjestetty käytettäväksi informaatioelementin reunan ilmaisemiseen.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että vektoreiden muodostusvälineissä (CONV) on muodostettu ainakin kaksi vektoria, jolloin vektoreiden käsittelyvälineissä (AVG) 109311 päätösvektori on järjestetty muodostettavaksi yhdistämällä mainitut ainakin kaksi vektoria vastinalkioittain.

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen järjestelmä, tunnettu 5 siitä, että se käsittää välineet (INT) vastaanotetun signaalin integroimiseksi symbolin mittaisissa integrointiaikaväleissä integrointiarvojen muodostamiseksi, ja välineet (MA) integrointiaikaväleissä muodostettujen integrointiarvojen alipäästösuodattamiseksi. 10

15. Patenttivaatimuksen 12, 13 tai 14 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että suodatusvälineet (MA, ABS) käsittävät välineet (ABS) etumerkittömien vertailuarvojen muodostamiseksi ottamalla itseisarvo ! vertailuarvoista. 15

16. Jonkin patenttivaatimuksen 12—15 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että päätösvälineet (DET) käsittävät välineet (9) sen alkion, jonka arvo on suurin, ja mainitun alkion vieressä olevien alkioiden arvojen vertaamiseksi, jolloin mikäli mainitun suurinta arvoa 20 vastaavan alkion vieressä olevan ainakin yhden alkion arvo on samaa suuruusluokkaa, informaatioelementin reuna on järjestetty pääteltäväksi interpoloimalla, muussa tapauksessa |’ informaatioelementin reuna on järjestetty pääteltäväksi mainitun suurimman arvon indeksin perusteella. 25

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että interpoloinnissa on järjestetty käytettäväksi mainittua suurinta arvoa ja ainakin yhtä vieressä olevan alkion samaa suuruusluokkaa olevaa arvoa. ·: : 30

18. Jonkin patenttivaatimuksen 13—17 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että suodatusvälineet (MA, ABS) käsittävät välineet (MA) liukuvan summauksen suorittamiseksi vertailuarvoille, jolloin kukin etumerkitön vertailuarvo on järjestetty muodostettavaksi 35 summaamalla määrätty määrä integrointiarvoja, ja kunkin etumerkittömän vertailuarvon muodostuksessa on järjestetty käytettäväksi osittain eri integrointiarvoja. 109311

19. Jonkin patenttivaatimuksen 12—18 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se on satelliittipaikannusjärjestelmä, joka käsittää toistokoodattua signaalia lähettäviä satelliitteja (SV1—SV4). 5

20. Elektroniikkalaite (MS), joka käsittää vastaanottimen (PR) informaatioelementeillä moduloidun toistokoodatun signaalin vastaanottamiseksi, jossa signaalissa joukkoa symboleja on käytetty yhden informaatioelementin välittämiseksi, jolloin vastaanotin (PR) 10 käsittää välineet informaatioelementin reunan määrittämiseksi vastaanotetusta signaalista, tunnettu siitä, että elektroniikkalaite käsittää lisäksi ainakin: - suodatusvälineet (MA, ABS) vertailuarvojen muodostamiseksi vastaanotetun signaalin perusteella, 15. vektoreiden muodostusvälineet (CONV) ainakin yhden vektorin muodostamiseksi mainituista vertailuarvoista, jossa mainitussa ainakin yhdessä vektorissa alkioiden lukumäärä vastaa informaatioelementin lähettämisessä käytettyjen symbolien lukumäärää, 20. vektoreiden käsittelyvälineet (AVG) päätösvektorin muodostamiseksi mainitun ainakin yhden vektorin perusteella, • · - päätösvälineet (DET) mainitun päätösvektorin alkioista j suurimman etsimiseksi, jolloin alkion indeksi on järjestetty käytettäväksi informaatioelementin reunan ilmaisemiseen. « 25

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että vektoreiden muodostusvälineissä (CONV) on muodostettu ainakin kaksi vektoria, jolloin vektoreiden käsittelyvälineissä (AVG) päätösvektori on järjestetty muodostettavaksi yhdistämällä mainitut 30 ainakin kaksi vektoria vastinalkioittain.

22. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että se käsittää välineet (INT) vastaanotetun signaalin integroimiseksi symbolin mittaisissa integrointiaikaväleissä 35 integrointiarvojen muodostamiseksi, ja välineet (MA) integrointiaikaväleissä muodostettujen integrointiarvojen alipäästösuodattamiseksi. 109311

23. Patenttivaatimuksen 20, 21 tai 22 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että suodatusvälineet (MA, ABS) käsittävät välineet (ABS) etumerkittömien vertailuarvojen muodostamiseksi 5 ottamalla itseisarvo vertailuarvoista.

24. Jonkin patenttivaatimuksen 20—23 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että päätösvälineet (DET) käsittävät välineet (9) sen alkion, jonka arvo on suurin, ja mainitun alkion vieressä olevien 10 alkioiden arvojen vertaamiseksi, jolloin mikäli mainitun suurinta arvoa vastaavan alkion vieressä olevan ainakin yhden alkion arvo on samaa suuruusluokkaa, informaatioelementin reuna on järjestetty pääteltäväksi interpoloimalla, muussa tapauksessa informaatioelementin reuna on järjestetty pääteltäväksi mainitun 15 suurimman arvon indeksin perusteella.

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että interpoloinnissa on järjestetty käytettäväksi mainittua suurinta arvoa ja ainakin yhtä vieressä olevan alkion samaa suuruusluokkaa 20 olevaa arvoa.

• : 26. Jonkin patenttivaatimuksen 20—25 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että suodatusvälineet (MA, ABS) käsittävät välineet (MA) liukuvan summauksen suorittamiseksi vertailuarvoille, 25 jolloin kukin etumerkitön vertailuarvo on järjestetty muodostettavaksi summaamalla määrätty määrä integrointiarvoja, ja kunkin j etumerkittömän vertailuarvon muodostuksessa on järjestetty käytettäväksi osittain eri integrointiarvoja.

27. Jonkin patenttivaatimuksen 20—26 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että vastaanotin (PR) on satelliittipaikannusvastaanotin.

28. Jonkin patenttivaatimuksen 20—27 mukainen elektroniikkalaite, tunnettu siitä, että se käsittää välineet matkaviestintoimintojen • 35 suorittamiseksi. • I 109311