FI114742B - Paikannus pienitoleranssisella oskillaattorilla - Google Patents

Paikannus pienitoleranssisella oskillaattorilla Download PDF

Info

Publication number
FI114742B
FI114742B FI20010421A FI20010421A FI114742B FI 114742 B FI114742 B FI 114742B FI 20010421 A FI20010421 A FI 20010421A FI 20010421 A FI20010421 A FI 20010421A FI 114742 B FI114742 B FI 114742B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
frequency
doppler
data
search
code
Prior art date
Application number
FI20010421A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20010421A (fi
Inventor
Gilbert C Sih
Qiuzhen Zou
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of FI20010421A publication Critical patent/FI20010421A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI114742B publication Critical patent/FI114742B/fi

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/23Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
    • G01S19/235Calibration of receiver components
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/246Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving long acquisition integration times, extended snapshots of signals or methods specifically directed towards weak signal acquisition
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S2205/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S2205/001Transmission of position information to remote stations
    • G01S2205/008Transmission of position information to remote stations using a mobile telephone network

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Description

1 1 4742
PAIKANNUS PIENITOLERANSSISELLA OSKILLAATTORILLA
Esillä oleva keksintö liittyy paikannukseen. Erityisesti esillä oleva keksintö liittyy uuteen ja 5 parannettuun menetelmään ja laitteeseen paikannuksen toteuttamiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä.
Sekä valtiovallan asettamat säädökset että 10 kuluttajien kysyntä on ohjannut paikannustoimintojen tarvetta matkapuhelimissa. Maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä (GPS) on nykyään saatavilla paikannuksen toteuttamiseksi käyttäen GPS-vastaanotinta yhdessä maata kiertävän satelliittijoukon kanssa. Näin ollen 15 on toivottavaa toteuttaa GPS-paikannuksen matkapuhelimissa .
Matkapuhelimet, kuitenkin, ovat äärimmäisen herkkiä kustannuksille, painolle ja tehon kulutuksel-20 le. Näin ollen yksinkertaisesti ylimääräisen GPS-paikannuksen toteuttavan piiristön lisääminen ei ole tyydyttävä ratkaisu paikannustoiminnallisuuden järjes- t tämiseksi matkapuhelimeen. Näin ollen esillä oleva • keksintö on tarkoitettu GPS-toiminallisuuden järjestä- ·;. 25 miseksi siten, että käytetään mahdollisimman vähän .···, ylimääräisiä komponentteja, aiheutetaan mahdollisimman vähän kustannuksia ja tehon kulutusta.
• #
I I I
• «
• I
• « »
30 KEKSINNÖN YHTEENVETO
’•y* Esillä oleva keksintö on uusi ja parannettu : : : menetelmä ja laite paikannuksen toteuttamiseksi lan- gattomassa tietoliikennejärjestelmässä. Keksinnön I I t 35 eräässä sovelluksessa esitetään menetelmä paikannus-proseduurin toteuttamiseksi langattomassa tietoliiken- • » 114742 2 nelaitteessa, johon kuuluu paikallinen oskillaattori, jossa menetelmässä vastaanotetaan paikkatietopyyntö, kerätään ajoitussignaalia, kun riittävä aikajakso on kulunut siitä, kun paikallinen oskillaattori on kor-5 jattu ja korjataan paikallista oskillaattoria käyttäen korjaussignaalia perustuen ajoitussignaaliin, kiinnitetään korjaussignaali, suoritetaan paikannusproseduu-ri käyttäen paikallista oskillaattoria, johon on lisätty korjaussignaali, ja lopetetaan paikannusprose-10 duuri.
Esillä olevan keksinnön muodot, tavoitteet ja edut tulevat selvemmiksi seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta, joka esitetään yhdessä oheisten 15 piirustusten kanssa, joissa piirustuksissa viitenume- rot ovat kauttaaltaan samat ja joissa: kuvio 1 on maailmanlaajuisen paikannusjärjestelmän (GPS) aaltogeneraattorin lohkokaavio; kuvio 2 on äärimmäisen yksinkertaistettu loh-20 kokaaviokuvio esillä olevan keksinnön mukaisesti kon-figuroidusta matkapuhelinjärjestelmästä; kuvio 3 on lohkokaavio vastaanottimesta esil-lä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; t · . . kuvio 4 on toinen lohkokaavio kuviossa 3 esi-
• * I
’* * 25 tetystä lohkokaavioista; ···' kuvio 5 on vastaanotin, joka on konfiguroitu ·...· esillä keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; ·"· kuvio 6 on vuokaavio vaiheista, jotka toteu- *: tetaan paikannustoimenpiteen aikana; 3 0 kuvio 7 on lohkokaavio DSP:stä, joka on kon- figuroitu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; kuvio 8 on vuokaavio, joka esittää vaiheita, jotka toteutetaan esillä olevan keksinnön erään sovel-35 luksen mukaisen haun yhteydessä;
I I
114742 3 kuvio 9 on aikaviiva, joka esittää vaiheita, joiden aikana hienohaku ja karkeahaku toteutetaan esillä olevan erään sovelluksen mukaisesti; kuvio 10 on aikaviiva hakuprosessista, joka 5 on toteutettu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti; kuvio 11 on kaaviokuva hakuavaruudesta; kuvio 12 on lohkokaavio vastaanottimesta esillä olevan keksinnön erään toisen sovelluksen mu-10 kaisesti.
Uusi ja parannettu menetelmä ja laite paikannuksen toteuttamiseksi langattomassa tietoliikennejärjestelmässä kuvataan seuraavassa. Esimerkkisovellus 15 kuvataan digitaalisen matkapuhelinjärjestelmän yhteydessä. Vaikka käyttö tässä yhteydessä on edullista, keksinnön eri sovelluksia voidaan yhdistää eri ympäristöihin tai kokoonpanoihin. Yleisesti eri järjestel-1 miä, joita kuvataan tässä, voidaan toteuttaa käyttäen | 20 ohjelmilla ohjattuja prosessoreita, integroituja pii rejä tai diskreettejä logiikkapiirejä, vaikkakin toteutus integroidussa piirissä on edullinen. Data, oh-. jeet, komennot, informaatio, signaalit, merkit ja ali- bitit, joihin saatetaan viitata hakemuksessa, esite- 1 » ♦ *· ’* 25 tään edullisesti jännitteinä, virtoina, elektromag- neettisinä aaltoina , magneettikenttinä tai partikke-leina, optisina kenttinä tai partikkeleina tai niiden Ί’"· yhdistelmänä. Lisäksi kussakin lohkokaaviossa esitetyt lohkot voivat edustaa laitteistoa tai menetelmävaihei-30 ta.
*-' Kuvio 1 on maailmanlaajuisen paikannusjärjes- 4 » T telmän (GPS) aaltogeneraattorin lohkokaavio. Ympyrä, jossa on plus-merkki tarkoittaa modulo-2 lisäystä.
: : 35 Yleisesti GPS-asetelma sisältää 24 satelliittia: 21 ,·’··, avaruuskulkuneuvoa (SV) , joita käytetään navigoinnis- sa, ja kolme varalla. Jokainen SV sisältää kellon, jo- 114742 4 ka on synkronoitu GPS-aikaan tarkkailemalla maa-asemia. Paikan ja ajan määrittämiseksi GPS-vastaanotin käsittelee signaaleita, jotka vastaanotetaan usealta satelliitilta. Ainakin neljää satelliittia on käytet-5 tävä neljän tuntemattoman (x, y, z, aika) ratkaisemiseksi .
Jokainen SV lähettää kaksi mikroaaltokanto- aaltoa: Kantoaallon LI 1575,42 MHz , joka kuljettaa i 10 signaaleita, joita käytetään standardin mukaisessa paikannuspalvelussa (SPS) ja L2 kantoaallon taajuudella 1227,60 MHz , joka kuljettaa signaaleita, joita tarvitaan tarkassa paikannuspalvelussa (PPS). PPS:ää käyttävät hallinnolliset instanssit ja se mahdollistaa 15 tarkemman paikannuksen.
LI-kantoaalto moduloidaan karkealla keräys-koodilla (C/A), joka on 1023-alibittinen näennäis-satunnainen koodi, jota lähetetään 1.023 Mcps-.llä, ja 20 jota käytetään siviilipaikannuspalveluissa. (Karkeaa keräyskoodia ei pitäisi sekoittaa tässä kuvattuihin karkeaan ja hienoon keräykseen, jotka molemmat sisäl-tfi>: tävät C/A-koodien käytön.) Jokaisella satelliitilla on . . oma C/A-koodi, joka toistuu yhden millisekunnin vä- • ♦ » • 25 lein. P-koodi, jota käytetään PPS:ssä, on 10.23 MHz:n ···; koodi, joka on 267 päivää pitkä. P-koodi esiintyy mo- lemmilla kantoaalloilla, mutta on 90 asteen vaihesiir-rossa C/A-koodiin nähden Ll-kantoaallolla. 50 Hz:n na- • >t/ vigointisanoma, joka XOR-portitetaan sekä C/A-koodin 30 ja P-koodin kanssa ennen kantoaaltomodulaatiota, tar- joaa järjestelmäinformaatiota, kuten satelliitin rata-ja kellokorjauksia.
Jokaisella satelliitilla on C/A-koodi, joka 35 kuuluu koodiperheeseen, jota kutsutaan kulta-koodeik-·/’; si. Kulta-koodeja käytetään, koska ristitulo niiden välillä on pieni. C/A-koodi generoidaan käyttäen kahta 5 114742 10-asteista siirtorekisteriä. Gl-generaattori käyttää polynomia 1+X3+X10, kun taas G2-generaattori käyttää polynomia 1+X2+X3+X6+X8+X9+X10. C/A-koodi generoidaan XOR-portittamalla Gl-siirtorekisterin lähtö G2-5 siirtorekisterin kahdella bitillä.
Kuvio 2 on äärimmäisen yksinkertaistettu lohkokaavio matkapuhelinjärjestelmästä, joka on konfigu-roitu esillä olevan keksinnön mukaan. Matkapuhelimet 10 10 sijaitsevat tukiasemien 12 joukossa, jotka tukiase mat on kytketty tukiasemaohjaimeen (BSC) 14. Matkapuhelinkeskus MSC 16 yhdistää BSC:n 14 yleiseen kytken-täiseen puhelinverkkoon (PSTN). Toiminnan aikana jotkin matkapuhelimet välittävät puheluja liittymällä tu-15 kiasemiin 12, sillä aikaa, kun toiset ovat valmiustilassa .
j Kuten kuvataan patenttihakemuksessa US
j 09/040,051 "System and Method for Determing the Posi- 20 tion of a Wireless CDMA Transceiver", jossa hakijana on sama kuin tässä hakemuksessa ja joka liitetään tähän viittauksella, paikannus toteutetaan lähettämällä paikannuspyyntösanoma, joka sisältää "avustavaa infor- • « . , maatiota", joka antaa matkapuhelimelle mahdollisuuden t * · ' ,* 25 nopeasti lukkiutua GPS-signaaliin. Tämä informaatio >··: sisältää SV:n ID-numeron (SV ID), estimoidun koodivai- heen, hakuikkunan koon estimoidun koodivaiheen ympä-rillä ja estimoidun taajuus-Dopplerin. Käyttäen tätä : : informaatiota matkaviestin voi lukkiutua GPS-signaa- 30 leihin ja määrittää paikkansa nopeammin.
.··*. Vasteena avustavaan sanomaan matkaviestin '·' säätyy GPS-taajuudelle ja aloittaa vastaanotetun sig- ·.:.· naalin korreloimisen paikallisesti SVreille generoi- 35 tuihin C/A-sekvensseihin tukiaseman osoittamana. Se ,*··, käyttää avustavaa informaatiota kaventaakseen hakua- varuutta ja kompensoidakseen Doppler-vaikutukset ja 114742 6 pseudoalueet kullekin satelliitille käyttäen aikakor-relaatiota. Huomaa, että nämä pseudoalueet perustuvat matkaviestimen aikaan (saadaan CDMA-vastaanottimen yh-distäjäjärjestelmän aikalaskurista), joka on viivästy-5 nyt GPS-ajan versio.
Kun tämä informaatio on laskettu, matkaviestin lähettää pseudoalueet kullekin satelliitille (edullisesti 1/8 alibitin resoluutiolle) ja ajan, jol-10 loin mittaukset vastaanotettiin tukiasemaan. Sen jälkeen matkaviestin palautuu CDMA:han jatkaakseen puhelua .
Vastaanotettuaan informaation BSC käyttää yk-15 sisuuntaista viive-estimaattia muuttaakseen pseudoalueet matkaviestimen ajasta tukiaseman aikaan ja laskee matkaviestimen estimoidun paikan ratkaisemalla usean kuvaajan leikkauspisteen.
20 Toinen parametri, joka saadaan avustavassa sanomassa, on taajuus-Doppler tai Doppler-siirtymä.
Doppler-ilmiö todistaa olemassa olevan muutoksen vas- . taanotetun signaalin taajuudessa johtuen suhteellises- , , ta nopeudesta lähettimen ja vastaanottimen välillä.
* · · '· " 25 Doppler-vaikutusta kantoaallolle kuvataan taajuus- ...: Doppleriksi, kun taas vaikutusta peruskaistasignaaliin t · « kutsutaan koodi-Doppleriksi .
» » GPS-tapauksessa taajuus-Doppler muuttaa vas-30 taanotettua kantotaajuutta siten, että vaikutus on sa-ma kuin demodulointi kantoaaltosiirtymällä. Koska tu-kiaseman GPS-vastaanotin aktiivisesti seuraa haluttua satelliittia, se tuntee taajuus-Dopplerin, joka johtuu satelliitin liikkeestä. Edelleen satelliitti on niin : : 35 kaukana tukiasemasta ja matkaviestimestä, että matka- ,···, viestimen näkemä Doppler on tehollisesti sama kuin tu- kiaseman näkemä Doppler. Keksinnön eräässä sovelluk- 114742 7 sessa taajuus-Doppler-arvon korjaamiseksi matkaviestin käyttää rotaattoria vastaanottimessa. Taajuus-Doppler vaihtelee välillä -4500 Hz - +4500 Hz ja muutosnopeus on luokkaa 1 Hz/s.
5
Koodi-Dopplerin vaikutuksesta 1.023 MHz:n alibittinopeus muuttuu, mikä tehollisesti supistaa tai laajentaa vastaanotetun C/A-koodialibittien leveyttä. Keksinnön eräässä sovelluksessa matkaviestin korjaa j 10 koodi-Dopplerin kertomalla taajuus-Dopplerin suhteella ! 1.023/1575.42. Sen jälkeen matkaviestin voi korjata i koodi-Dopplerin ajan suhteen hidastamalla (tuomalla viiveen) vastaanotettujen IQ-näytteiden vaihetta 1/16 alibitin lisäyksin tarpeen mukaan.
15
Kuvio 3 on lohkokaavio matkapuhelimen (langattoman tilaajapäätelaitteen) vastaanotto-osasta, joka on konfiguroitu esillä olevan keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. Vastaanotettua aaltomuotoa 100 1 20 mallinnetaan C/A-signaalina c(n), joka on moduloitu kantoaallolle taajuudella wc+wd, jossa wc on ominais-kantotaajuus 1575.42 MHz ja wd on Doppler-taajuus, joka . muodostuu satelliitin liikkeestä. Doppler-taajuus , . vaihtelee O-.sta satelliitin ollessa juuri yläpuolella *· ’· 25 suunnilleen 4.5 kHz:iin pahimmassa tapauksessa. Vas- taanottimen analogiosaa voidaan mallintaa demoduloi- • · · maila kantoaaltotaajuutta wr ja satunnaisvaiheella Θ, jota seuraa alipäästösuodatus.
I · 30 Saatu peruskaistasignaali siirretään A/D- muuntimen (ei esitetty) läpi digitaalisten I- ja Q-/'t näytteiden muodostamiseksi, jotka näytteet tallenne taan siten, että niitä voidaan toistuvasti etsiä.
, Näytteet generoidaan kaksi kertaa C/A-koodialibitti- : 35 nopeudella (alibittix2), joka on pienempi resoluutio kuin tarvitaan hienohakualgoritmien toteuttamiseksi, mutta joka mahdollistaa 18 ms:n näytedatan tallentami-
I I
8 114742 sen järkevään muistikokoon. Yleisesti on toivottavaa toteuttaa haku suunnilleen suuremmalla kuin 10 ms :11a vastaanoton mahdollistamiseksi kaikissa olosuhteissa, 18 ms ollen kuitenkin integrointiaikana. Nämä olosuh-5 teet sisältävät myös sisätilat tai paikat, joissa ei ole suoraan näkymää satelliittiin.
Toiminnan aikana näytteitä ensin kierretään kiertimellä 102 Doppler-taajuussiirtymän korjaamisek-10 si. Kierretyt I- ja Q-näytteet korreloidaan eri offseteilla satelliittien C/A-sekvensseistä ja saadut tulot integroidaan koherentisti Nc-alibittien yli integraat-torilla 104. Koherentit integraatiosummat neliöitetään ja lisätään yhteen tuntemattoman vaihesiirtymän Θ vai-15 kutuksen poistamiseksi. Hypoteesitestin lisäämiseksi tietylle siirtymälle yhdistetään useita koherentteja aikajaksoja ei-koherentisti. Tämä yhdistäminen toteutetaan toistuvasti eri aikaoffseteillä satelliittisig-! naalin aikaoffsetin löytämiseksi. Kierrin 102 poistaa 20 taajuus-Dopplerin, joka syntyy satelliitin liikkeistä.
Se käyttää Doppler-taajuutta, joka määritetään tukiasemalla (edullisesti kvantisoitu 10 Hz:n aikajak-. soihin) ja kiertää I- ja Q-näytteet poistaakseen taa- . » i juusoffsetin.
'! 25 :* Keksinnön eräässä sovelluksessa kiertyminen on jatkuvaa vain koherentin integrointi-ikkunan yli.
1 Tällöin kierto pysähtyy koherenttien integrointijakso- jen, esimerkiksi 1 ms:n välein. Syntyvä vaihe-ero eli-30 minoidaan neliöimällä ja summaamalla.
Kuvio 4 on toinen lohkokaavio vastaanottimes- T.‘, ta, joka on konfiguroitu keksinnön erään sovelluksen » » Ί’ mukaisesti, jossa vastaanottimen rotaattori-osaa kuva- i,·/ taan yksityiskohtaisemmin.
Kuvio 5 on vastaanotin, joka on konfiguroitu keksinnön vaihtoehtoisen sovelluksen mukaisesti. Tämä 35 114742 9 keksinnön sisäinen sovellus hyödyntää mahdollisuutta rotaattorin pysäyttämiseen koherenttien integrointi-jaksojen välillä kiertämällä paikallisesti generoitua C/A-sekvenssiä tulonäytteiden sijaan.
5
Kuten esitetään, C/A-sekvenssi c (n) on kierretty käyttämällä siniaaltoja sin(WdnTc) ja cos(WdnTc) ja sen jälkeen se on tallennettu. C/A-sekvenssin kiertäminen on tehtävä vain kerran kullekin satelliitille.
10 Täten C/A-sekvenssin kiertäminen vähentää tarvittavaa laskentaa. Se myös säästää muistia käytetyssä DSP:ssä laskennan toteuttamiseksi keksinnön eräässä sovelluk-I sessa.
15 Toinen merkittävä haitta, joka heikentää pai- kannusalgoritmin suorituskykyä on taajuusvirhe matkaviestimen sisäisessä kellossa. Tämä taajuusvirhe ohjaa lyhyiden 1 ms:n koherenttien integrointijaksojen käyttöön. On edullista toteuttaa koherentti integrointi 20 pidempien aikajaksojen yli.
Esimerkkikokoonpanoissa matkaviestimen vapaasti kulkeva (sisäinen) paikallinen oskillaattori-, , kello on 19.68 MHz:n kristallivärähtelijä, jonka taa- * ]· 25 juustoleranssi on +/-5 ppm. Tämä voi aiheuttaa suuria ·>.: virheitä luokkaa +/-7500 Hz. Tätä kelloa käytetään ge- I I ( neroimaan GPS-signaalien demoduloimiseen käytettyjä Ί"! kantoaaltoja, joten kellovirhe voi kasvattaa signaalin keräysaikaa. Koska hakuun käytettävä aika on hyvin ly-30 hyt, tämän suuruusluokan virhe johtuen taajuustole- ranssista ei ole hyväksyttävä ja sitä on merkittävästi pienennettävä.
Pidempien koherenttien integrointiaikojen / 35 mahdollistamiseksi keksinnön eräässä sovelluksessa CDMA-vastaanotin korjaa paikallista oskillaattorivir-hettään käyttämällä ajoitusta, joka saadaan CDMA- 114742 10 alustuksesta tai muusta ajoituslähteestä, joka on saatavilla. Tämä muodostaa ohjaussignaalin, jota käytetään paikallisen oskillaattorikellon säätämiseen niin lähelle kuin mahdollista 19.68 MHz:ia. Paikalliseen 5 oskillaattorikelloon liitetty ohjaussignaali kiinnitetään, kun RF-yksikkö vaihtaa CDMA:sta GPS:ään.
Joka korjauksen jälkeen tukiasemalta (tai muusta lähteestä) saatu ajoitusinformaatio kuitenkin 10 sisältää edelleen jonkin verran kellovirhettä. Keksinnön eräässä sovelluksessa saatu taajuusepävarmuus korjauksen jälkeen on +/- 100 Hz. Tämä jäljellä oleva virhe edelleen pienentää vastaanottimen suorituskykyä ja yleisesti ottaen estää pidemmän koherentin integ-15 rointiaikajakson käytön. Keksinnön eräässä sovelluksessa jäljelle jäävä virhe yksinkertaisesti vältetään toteuttamalla ei-koherentti integrointi yli 1 ms.-n kestolla, mikä vähentää suorituskykyä.
j 20 Kuten kuviossa 1 myös esitetään, 50 Hz:n NAV/järjestelmädataa myös moduloidaan Ll-kantoaallol-le. Jos datasiirtymä (0:sta l:een tai l:stä Oraan) esiintyy koherentin integrointi-ikkunan kahden puolikkaan välillä, saatu koherentti integrointisumma on 0, '· · 25 koska puolikkaat poistavat toisensa. Tämä vähentää merkittävästi ei-koherenttien keräysten määrää, yhdel-lä pahimmassa tapauksessa. Vaikka kaikkien satelliit-*:*·: tien datarajat synkronoidaan, ne eivät saavu matka- viestimeen samanaikaisesti johtuen reittiviive-
Iti 30 eroista. Tämä reittiviive satunnaistaa tehokkaasti vastaanotettua datavaihetta.
Keksinnön eräässä sovelluksessa eri datavai-V heiden ongelma eri signaaleilla on sisällyttää data- 35 vaihe tukiasemalta matkaviestimeen lähetettyyn avus- tusinformaatioon. Koska tukiasema demoduloi 50 Hz: n dataa, se tietää milloin datasiirtymä esiintyy kulia- 114742 11 kin satelliitilla. Käyttämällä tietoa yksisuuntaisesta viiveestä tukiasema voi koodata datavaiheen, esimerkiksi 5 bittiin (satelliittia kohden) osoittamalla, millä yhden millisekunnin (20:stä) aikajaksolla data-5 siirtymä esiintyy.
Jos koherentti integrointi-ikkuna on 50 Hz:n datarajalla, koherentti integrointi jaetaan kahteen (2) osaan. Ensimmäinen osa edeltää datarajaa ja toinen 10 osa seuraa datarajaa. Esimerkiksi, jos Enl on koherentti integrointisumma datarajaa edeltävän ikkunan yli ja En2 on koherentti integrointisumma datarajaa seuraavaan ikkunan yli, matkaviestin valitsee suurimman (voimakkuudeltaan) (Enl + En2) (jos data pysyy sa-15 mana) ja (Enl - En2) (tilanteessa, jossa data muuttui) ottaakseen huomioon vaihesiirtymän. Matkaviestimellä on myös mahdollisuus suorittaa kahden puolikkaan ei-koherentti yhdistäminen dataikkunan yli tai jättää tämä dataikkuna kokonaan huomiotta.
20 ! Keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa mat- i j kaviestin yrittää löytää datasiirtymiä ilman avus- tusinformaatiota tukiasemalta vertaamalla neliöidyn summan voimakkuutta ja eroa yhden millisekunnin kohe-' '! 25 rentissa integroinnissa.
,Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään t < » ! laitevalmistajaperustaista DSP-(Digital Signal Proces- * i* : sor) sovellusta GPS-käsittelyyn. DSP vastaanottaa I- ja Q-näytteet alibittix2- (2.046 MHz) tai alibitti x8- » t · 30 (8.184 MHz) nopeudella ja tallentaa neljäbittisen vä- läyksen I- ja Q-näytteistä sisäiseen RAMiin.
Esimerkkisovelluksessa DSP generoi C/A-sek- venssin, toteuttaa kierron eliminoidakseen taajuus- 35 Dopplerin ja korreloi hakuikkunan, joka annetaan tu-kiasemalla, yli kullekin satelliitille. DSP toteuttaa koherentin integroinnin ei-koherentin yhdistämisen ja 12 TT 4742 kallistaa IQ-näytedesimaattoria tarpeen mukaan kompen-soidakseen koodi-Dopplerin.
Laskennan ja muistin säästämiseksi alkuperäi-5 nen haku toteutetaan käyttäen alibittiresoluutiota ja hienompi haku l/8-alibitti (suurempi) -resoluution saamiseksi toteutetaan parhaan indeksin (tai indeksien) ympärillä. Järjestelmän aikaa ylläpidetään laskemalla laitteiston generoimia 1 ms:n keskeytyksiä (saa-10 daan paikalliselta oskillaattorilta).
Lisäksi keksinnön eräässä sovelluksessa hie-nohaku toteutetaan keräämällä alibittix8 näytteitä (korkeampi resoluutio) yhden alibitin yli eri alibit-15 tix8 siirtymin. Korrelaatiokoodeja lisätään kerättyihin arvoihin, jolloin saadaan korrelaatioarvoja, jotka vaihtelevat tietyn alibittix8 siirtymän mukaan. Tämä mahdollistaa koodioffsetin määrittämisen alibittixS resoluutiolla.
20
Kuvio 6 on vuokaavio, joka osoittaa vaiheita, jotka suoritetaan paikallisen oskillaattorivirheen korjaamiseksi paikannusproseduurin aikana esillä ole- » · . . van keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. Vaiheessa • · · '25 500 määritetään, onko paikallista oskillaattoria kor- » * · • ·*j jattu hiljattain. Jos ei ole, alustussignaali vastaan- • · otetaan tukiasemalta ja paikallisen oskillaattorin '*”· virhe määritetään vertaamalla alustusajoitusta vai- ; ί heessa 502 ja korjaussignaalia, joka generoidaan pe- 30 rustuen kyseiseen virheeseen.
Sen jälkeen edetään vaiheeseen 504, jossa korjaussignaali kiinnitetään sen hetkiseen arvoonsa.
t t
Vaiheessa 506 siirrytään GPS-moodiin ja suoritetaan 35 paikannus käyttäen korjattua kelloa. Kun paikannus on suoritettu, matkaviestin jättää GPS-moodin vaiheessa 508.
114742 13
Kuvio 7 esittää DSP-vastaanotinjärjestelmää, joka on konfiguroitu keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. DSP toteuttaa koko hakuoperaation minimaalisella ylimääräisellä laitteistolla. DSP-ydin 308, mo-5 deemi 306, liitäntäyksikkö 300, ROM 302 ja muisti (RAM) 304 yhdistetään väylällä 306. Liitäntäyksikkö 300 vastaanottaa RF-näytteet RF-yksiköltä (ei esitetty) ja antaa näytteet RAMiin 304. RF-näytteet voidaan tallentaa karkealla resoluutiolla tai hienolla reso-10 luutiolla. DSP-ydin 308 käsittelee näytteet, jotka on tallennettu muistiin käyttäen komentoja, jotka on tallennettu ROMiin 302 samoin kuin muistiin 304. Muistissa voi olla useita "pankkeja", joista osa tallentaa näytteitä ja osa komentoja. Modeemi 306 toteuttaa 15 CDMA-käsittelyn normaalimoodin aikana.
Kuvio 8 on vuokaavio vaiheista, jotka suoritetaan paikannuksen aikana. Paikannus alkaa, kun avus-tussanoma on vastaanotettu ja RF-järjestelmä on kyt-20 ketty GPS-taajuuksille vaiheessa 600. Kun RF on kytketty vastaanottamaan GPSrää, taajuuden seurantasil-mukka kiinnitetään. DSP vastaanottaa avustusinformaa-tiota puhelimen mikroprosessorilta ja lajittelee sa-f . telliitit Doppler-voimakkuuksien mukaan.
’ / 25 < « ·
Vaiheessa 602 karkea hakudata tallennetaan * » » * · DSP RAMiin. DSP vastaanottaa muutamia satoja mikrose- * *’ * kunteja tulodataa asettaakseen Rx AGC:n. DSP tallentaa • > * :tii! järjestelmää jän ja aloittaa 18 ms-.n ikkunan (DSP-muis- 30 tirajoitus) tallentamisen alibittix2 IQ-datasta sen ·· sisäiseen RAMiin. Jatkuvaa dataikkunaa käytetään koo- di-Dopplerin vaikutusten välttämiseksi.
Kun dataa on tallennettu, karkea haku toteu-35 tetaan vaiheessa 604. DSP aloittaa karkean (alibittix2 resoluutiolla) haun. Kullekin satelliitille DSP gene-roi C/A-koodin, kiertää koodia perustuen taajuus- 11474? 14
Doppleriin ja korreloi tukiaseman määrittämän hakuik-kunan yli C/A-koodin toistuvalla soveltamisella tallentaakseen karkeaa hakudataa. Satelliitteja käsitellään saman 18 ms:n dataikkunan ajan ja paras alibit-5 tix2 olettama, joka ylittää kynnyksen, saadaan kullekin satelliitille. Vaikka 2 ms:n koherenttia integ-rointiaikaa (9 ei-koherentilla integroinnilla) käytetään keksinnön eräässä sovelluksessa, pidempi koherentti integrointiaika voi olla käytössä (esim. 18 10 ms) , vaikka edullisesti tehtäessä ylimääräisiä säätöjä, kuten alla kuvataan.
Kun karkeahaku on toteutettu, toteutetaan hienohaku vaiheessa 606. Ennen hienohaun aloittamista 15 DSP laskee kierretyn C/A-koodin kullekin satelliitille. Tämä antaa DSP:lie mahdollisuuden käsitellä hieno-hakua reaaliajassa. Suoritettaessa hienoa (alibittix8 resoluutiolla) hakua satelliitteja käsitellään yksi kerrallaan eri datalle.
I 20 DSP ensin kallistaa desimaattoria kompen-soidakseen koodi-Dopplerin annetulle satelliitille tai satelliiteille. Se myös nollaa Rx AGC -arvon odottaes-, · saan seuraavaa 1 ms:n rajaa ennen 1 ms:n koherentin 25 integrointi-ikkunan alibittixS näytteistä tallentamis-ta.
< * ‘ · DSP käsittelee 5 jatkuvaa alibittix8 resoluu- tion olettamaa tällä 1 ms:n koherentilla integrointi-30 ikkunalla, jossa keskiolettama on paras olettama, joka ··· saadaan karkeassa haussa. Seuraavan 1 ms:n ikkunan kä- sittelyn jälkeen tulokset yhdistetään koherentisti ja tämä 2 ms:n summa yhdistetään ei-koherentisti kaikille » * '··' N:lle iteraatiolle.
35 Tämä vaihe (alkaen desimaattorin kallistuk-sesta) toistetaan samalle datalle seuraavassa satel- 1 1 4742 15
Hitissä kunnes kaikki satelliitit on käsitelty. Jos koodi-Doppler kahdelle satelliitille on voimakkuudeltaan samanlainen, voi olla mahdollista käsitellä molemmat satelliitit samalle datalle vaadittujen data-5 joukkojen määrän vähentämiseksi. Pahimmassa tapauksessa 8 2*N:n 1 ms:n dataikkunajoukkoa käytetään hienossa haussa.
; Lopulta vaiheessa 608 tulokset raportoidaan 10 mikroprosessorille ja vokooderikäsittely uudelleen- I käynnistetään DSP:llä siten, että puhelu voi jatkua.
DSP raportoi pseudoetäisyydet mikroprosessorille, joka välittää ne edelleen tukiasemalle. Kun mikroprosessori uudelleenlataa vokooderiohjelman DSP-muistiin, DSP 15 tyhjentää sen datamuististaan ja uudelleenkäynnistää vokooderin.
Kuvio 9 on kaavio, joka kuvaa hienoa hakua, joka suoritetaan karkean haun jälkeen. Parhaan alibit-20 tix2 vaiheen eristämisen jälkeen karkeassa haussa DSP suorittaa hienon haun tämän vaiheen ympärillä saadak-! seen alibittix8 resoluution.
•t : Verrattavat 5 vaihetta hienossa haussa esite- 25 tään suljettuna laatikolla. Paras alibittix2 vaihe ar- ·;;; vioidaan uudelleen siten, että vertailut voidaan tehdä * · ’··’ samalle datajoukolle. Tämä myös mahdollistaa karkean * · haun ja hienon haun käyttämisen eri integrointiajoil- ·,,,! la. Hienohaku toteutetaan erikseen kullekin satellii- 30 tille, koska kullakin satelliitilla voi olla erilainen ··« arvo koodi-Dopplerille.
Kuvio 10 esittää aikajonon hakuprosessille suoritettuna keksinnön erään sovelluksen mukaisesti. 35 Kokonaisprosessointiaika (karkea- + hienohaku) on suunnilleen 1.324 sekuntia keksinnön eräässä sovelluk-sessa, mikä ei keskeytä puhelua, vaan yhä mahdollistaa 16 1 1 4742 puhelun jatkamisen haun suorittamisen jälkeen. Koko-naishakuaika 1.324 sekuntia on ylärajalla, koska silloin oletetaan, että DSP:n on etsittävä kaikki 8 satelliittia ja kullakin satelliitilla on hakuikkuna 68 5 alibittiä. Todennäköisyys, että koko 1.324 sekuntia on tarpeen, on pieni kuitenkin johtuen satelliittien kiertoratojen geometriasta.
J Ensimmäisen 18 ms:n 80 aikana IQ-näytedataa 10 kerätään GPS-taajuudella. Jakson 82 aikana karkeahaku suoritetaan sisäisesti, mikä voisi kestää 1.13 sekuntia, mutta mikä todennäköisesti keskeytyy aikaisemmin, kun satelliittien signaalit on identifioitu. Kun karkeahaku on suoritettu, C/A-koodit lasketaan aikajakson 15 84 aikana, mikä kestää 24 ms. Aikajaksojen 86 aikana kallistusarvo säädetään koodi-Dopplerille ja Rx AGC:tä säädetään edelleen. Aikajaksojen 88 aikana hienohaku suoritetaan IQ-datanäytteille, jatkaen säätöä aikajaksojen 86 aikana. 18 ms:n integrointiajän käyttö mah-20 dollistaa koodi-Dopplerin poistamisen, koska vastaanotettua C/A-koodivaihetta siirretään alle 1/16 alibittiä. Säätöjen kahdeksan sekvenssiä ja hienohaut teh-. dään kahdeksalle satelliitille, minkä jälkeen paikan- ’ nusproseduuri on suoritettu.
25
Lisäksi keksinnön joissakin sovelluksissa pu-,,· helin jatkaa paluukanavakehysten lähettämistä tukiase- 1 ’1: maan, vaikka paikannusproseduuria suoritetaan. Nämä kehykset voivat sisältää nollainformaatiota yksinker-30 taisesti siksi, että tukiasemalle annetaan mahdolli- suus pysyä synkronoituna tilaajalaitteeseen tai kehyk-set voivat sisältää ylimääräistä informaatiota, kuten ‘h tehonohjauskomentoja tai informaatiopyynnön. Näiden kehysten lähettäminen toteutetaan edullisesti, kun 35 GPS-näytteitä ei kerätä, kun RF-piiri on saatavilla tai kun GPS-näytteitä kerätään, jos riittävästi RF-piiristä on vapaana.
114742 17
Vaikka 18 ms:n integrointiajalla vältetään koodi-Doppler, datan siirtyminen GPS-signaaleissa 50 Hz:n nopeudella voi aiheuttaa ongelmia, jos datamuu-toksia esiintyy 18 ms:n käsittelyjaksossa (kuten yllä 5 kuvattiin). Datamuutos aiheuttaa signaalin vaiheen siirtymisen. 50 Hz:n dataraja esiintyy eri paikoissa kullakin satelliitilla. 50 Hz:n siirtymien vaihe kullekin satelliitille on tehokkaasti satunnaistunut muuttuvilla reittipituuksilla kultakin satelliitilta 10 puhelimeen.
Pahimmassa tapauksessa, jos databitti kääntyy koherentin integrointiaikajakson keskellä, koherentti integrointi saattaa täydellisesti pyyhkiytyä pois.
15 Tästä syytä keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa tukiaseman on kommunikoitava datan siirtymärajoilla kullakin satelliitilla puhelimeen (myös kuvattiin yllä) . Edullisesti datan lähetysraja sisältyy avustussa-; nomaan, joka lähetetään tukiasemalta (kuten 5-bittinen 20 sanomajoukko, joka osoittaa millisekunnin aikajaksoa, jonka aikana siirtymä esiintyy kullakin satelliitilla) . Puhelin käyttää tätä rajaa jakaakseen koherentin integrointiaikajakson kullekin satelliitille kahteen : osaan ja päättääkseen, lisääkö vai vähentääkö koheren- 25 tit integraatiosummat näissä kahdessa aikajaksossa.
M Täten myös sisällyttämällä datarajan kuhunkin GPS- ···[ signaaliin paikannusproseduurin luotettavuutta paran netaan .
30 Keksinnön eräässä sovelluksessa mikä tahansa ·.’· taajuuden epävarmuus luo heikentymää Ec/Nt:hen, mikä kasvattaa koherenttia integrointiaikaa. Esimerkiksi + /-100 Hz.-n epävarmuus aiheuttaa menetyksen Ec/Nt:ssä nopeasti, koska koherentti integrointiaika kasvaa, ku-35 ten esitetään taulukossa I.
114742 18
Ne Menetys Ec/Nt:ssä 1023 (1 ms)__0.14 dB_ 2046 (2 ms)__0.58 dB_ 4092 (4 ms)__2.42 dB_ 6138 (6 ms) _5.94 dB_ 8184 (8 ms) _12.6 dB_
Taulukko I.
Kuten myös yllä huomattiin, matkaviestinten paikallisoskillaattoreissa on aina jonkin verran tun-5 tematonta taajuussiirtymää. Tämä tuntematon taajuus-siirtymä estää pidemmän koherentin yhdistämisen ja integroinnin toteuttamisen. Pidempi koherentti parantaisi käsittelyä, jos tuntemattoman taajuussiirtymän vaikutuksia voitaisiin vähentää.
10
Keksinnön eräässä sovelluksessa tämä tuntema- j ton taajuussiirtymä otetaan huomioon laajentamalla ha- I kutilaa kahteen dimensioon sisältämään taajuushaut.
Kullekin olettamalle suoritetaan useita taajuushakuja, 15 jossa jokainen taajuushaku olettaa taajuusoffsetin olevan tunnettu arvo. Sijoittamalla taajuusoffsetit ··· voidaan vähentää taajuuden epävarmuutta äärimmäisen pieneen arvoon ylimääräisen laskennan ja muistin kus-tannuksella. Esimerkiksi, jos käytetään viittä taa-20 juusolettamaa, saatu hakutila esitetään kuviossa 10.
+/-100 Hz.-n taa j uusepävarmuudella, joka on » · ’·<·* tyypillisesti matkaviestimen toimintamäärittelyissä, tämä kokoonpano vähentää maksimitaajuussiirtymää 20 t 25 Hz: iin (yhden olettaman on oltava 20 Hz:n sisällä to-: _ dellisella taajuusoffsetilla) . 20 ms:n koherentilla integrointiajalla menetys Ec/Nt:ssä 20 Hz:n taa- ♦ * · !'.! juusof f setillä on 2.42 dB:tä. Kahdentamalla • * taajuusolettamien määrä 10:neen taajuuden epävarmuutta 30 voidaan vähentää 10 Hz: iin, mikä aiheuttaa menetyksen .58 dB:tä Ec/Nt:ssä. Kuitenkin ylimääräisten olettami- 11474? 19 en lisääminen laajentaa hakutilaa, mikä kasvattaa sekä laskenta- että muistivaatimuksia.
Keksinnön eräässä sovelluksessa lasketaan 5 taajuusolettama sisällyttämällä taajuusoffset taajuus-Doppleriin ja laskemalla uusi kierretty PN-koodi kullekin taajuusolettamalle. Kuitenkin tämä kasvattaa taajuusolettamien määrää moninkertaisesti kokonaislas-kennassa: 5 taajuusolettamaa tarkoittaisi viisinker- 10 täistä laskentaa.
Vaihtoehtoisesti, koska taajuusepävarmuus on pieni verrattuna taajuus-Doppleriin, kiertovaiheen voidaan ajatella olevan vakio 1 ms:n aikajakson yli (8 15 % jaksosta 80 Hz:n olettamalla) keksinnön eräässä toi sessa sovelluksessa. Siksi jakamalla koherentti integ-rointiaika 1 ms:n aliaikajaksoihin aliaikajaksojen integrointi summia kierretään ylimääräisen tarvittavan laskennan vähentämiseksi taajuushakujen laskennassa 20 voimakkuudeltaan kolminkertaisesti. Tämän seurauksena on, että pidempi koherentti yhdistäminen voidaan toteuttaa ja tehokkuutta parantaa.
S · · · * : Kuvio 12 on lohkokaavio vastaanottimesta, jo- 25 ka on konfiguroitu käyttämällä pidempää koherenttia yhdistämissovellusta. Ensimmäinen kertojajoukko 50 • · kompensoi taajuus-Dopplerin korreloimalla IQ-näytteet kierrettyyn C/A-koodiin. Tämä vastaa IQ-näytteiden ·...· kiertämistä ennen korrelaatiota modiflomattomalla C/A- 30 koodilla. Koska taajuus-Doppler voi olla 4500 Hz, ·;· kiertoa sovelletaan jokaiseen alibittiin. Koherentin integroinnin 1 ms.-n aikajakson yli jälkeen (1023 ali-bittiä) käyttäen keräimiä 52 toinen kertojajoukko 54 kiertää 1 ms:n integrointisummat (Ej ja Σ0) toteuttaak-
‘ I
·*.’ 35 seen taajuusolettamat. Kierretyt summat sen jälkeen lisätään koko koherenttiin integrointiaikajaksoon.
114742 20
Muistutamme, että taajuus-Doppler-kierto laskettiin ainoastaan 1023 alibitille muistin ja laskennan säästämiseksi. Pidemmälle kuin 1 ms:n koherentille integrointiajoille jokainen koherentti integrointisum-5 ma kerrotaan vaihesiirtymällä kiertovaiheen saamiseksi ajan suhteen jatkuvaksi. Tämän osoittamiseksi matemaattisesti 1 ms:n koherentti integrointiaika taajuus-Doppler-kiertoineen voidaan esittää seuraavasti: j 1023 10 5, = Σ [/(«) + jQ{n)\:(ri)e jw"n ‘ , jossa Στ = RefsJ ja Σ0 = Ιτη^} I /1=1 jossa I (n) ja Q(n) ovat tulonäytteitä, jotka on vastaanotettu I- ja Q-kanavilla vastaavasti, c(n) on kiertämätön C/A-koodi, wd on taajuus-Doppler ja Tc j 15 on alibitin kesto (.9775 μβ). 2 ms:n koherentti integ- { rointisumma voidaan esittää seuraavasti: f ! 2046 , ! S(2ms) = Σ [/(») + jQ{ri)}:{n)e-^
j »=I
1023r i 1023 20 = Σ [/(«) + jQ(n)]c(n)e~J^nT‘ + e^0023^ Σ [/(n +1023) + jQ(n + 1023]c(«)e'7M,‘",7; n=l /1=1 J =Si + e ~j*>j (1023)ΓΓ g ^ Tässä Sx on ensimmäinen 1 ms:n integrointisum-25 ma ja S2 on toinen 1 ms: n integrointi summa, jotka on laskettu käyttäen samoja kierrettyjä C/A-arvoja, joita ·,.· käytettiin Sx:n laskemiseen. Termi 0-^1023^ on vaihe- siirtymä, joka kompensoi samojen kierrettyjen arvojen ;* käytön. Vastaavasti 3 ms:n koherentti integrointisumma 30 voidaan esittää seuraavasti : : S(3ms) = S, + e~Mmi)T‘ S2+e ->^2046)t g3
Niinpä integrointiajän kasvattamiseksi käyt-; 35 täen samaa 1023-elementtistä kierrettyä C/A-sekvenssiä 114742 21 (n+1) 1 ms: n integrointisumma on kerrottava arvolla e-jwdn(ims) ennen sen lisäämistä kokonaissummaan. Johtuen tästä yhden millisekunnin integrointisummien kierrosta voimme yhdistää tämän toiminnan taajuushakuun kahden 5 kiertämisen välttämiseksi. Tällöin, koska e-jwjn(\ms)e~jwh{\ms) _ -j(wd+vh)n(\ms) \ voimme kertoa (n+1):nnen 1 ms:n integroin-10 tisumman arvolla e-](wd+wh,n<lms) taajuusolettamien hakemiseksi ja taajuus-Dopplerin huomioimiseksi vaiheoffse-tiin.
Huomaa, että taajuushakua voidaan pienentää yhden satelliitin keräämisen jälkeen, koska taa-15 juusepävarmuus ei riipu satelliitista. Paljon hienompi taajuushaku voidaan toteuttaa, jos pidempää koherent-tia integrointiaikaa toivotaan.
Keksinnön esimerkkisovelluksessa hienohaku toteutetaan samalla tavalla kuin karkeahaku kahdella 20 erolla. Ensiksikin integrointiaikajaksot aina lisätään koherentisti ei-koherentin neliöinnin ja lisäämisen sijaan. Toiseksi kiertoa taajuusepävarmuuden poistami-seksi (joka pitäisi olla tiedossa karkean haun jäl-, : keen) yhdistetään taajuus-Doppler-vaihesiirtymään ja .] 25 sitä käytetään 1 ms .-n koherentin integrointiaikajaksoin jen kiertämiseen ennen niiden laskemista yhteen.
'’·[ Keksinnön vaihtoehtoisessa sovelluksessa ko- < * 1 * herenttia integrointi-ikkunaa alibittix2:n datalla in-·,,,· tegroidaan integrointiajoilla, jotka ovat pidempiä 30 kuin 18 ms. Tämä sovellus on käyttökelpoinen, kun yli-;· määräistä muistia on käytettävissä. Pidemmille kuin 18 ms:n koherenteille integroinneille 50 Hz:n datarajat käsitellään samalla tavalla kuin lyhyemmiHäkin integ-rointijaksoilla. Tukiasema osoittaa, missä rajat ovat 35 kullekin satelliitille ja DSP päättää, lisääkö vai vä-hentääkö 20 1 ms:n koherentin integrointiaikajakson 22 11474? summan sen juoksevaan summaan tai juoksevasta summasta .
Kuitenkin, koska taajuusepävarmuuden tulo ja integrointiaikavakio vaikuttaa Ec/Nt häviöön, taa-5 juusepävarmuutta on vähennettävä erittäin pieniin tasoihin pitkillä koherenteilla integrointiaikajaksoil-la. Koska 20 ms:n integrointi 20 Hz:n taajuusepävar-muudella johtaa 2.42 dB:n häviöön Ec/Nt:ssä, saman häviön ylläpitäminen 400 ms:n aikajaksolla edellyttää, 10 että taajuusepävarmuus vähennetään 1 Hz:iin. Tämän on-; gelman korjaamiseksi taajuusepävarmuutta vähennetään 1 J Hz:iin hierarkkisesti. Esimerkiksi ensimmäinen taa- j juushaku vähentää epävarmuutta 100 Hz:stä 20 Hz:iin, toinen haku vähentää epävarmuutta 4 Hz:iin ja kolmas 15 haku vähentää epävarmuutta 1 Hz:iin. Taajuushaku myös kompensoi virheet taajuus-Dopplerissa, joka tulee tukiasemalta .
!
Lisäksi pidempien integrointien suorittamiseksi vain satelliitteja, joilla on samanlainen Dopp-20 ler, haetaan samalla datalla pidemmille integroin- tiajoille, koska koodi-Doppler on erilainen kullekin satelliitille. DSP laskee, kuinka kauan kestää jakaa 1/16 alibitistä ja kallistaa desimaattoria kerätessään , : koherenttia integrointidataikkunaa. Lisäksi useita da- .* 25 talkkunoita otetaan mukaan tässä sovelluksessa.
► * · Näin ollen menetelmä ja laite paikannuksen toteuttamiseksi langattomassa tietoliikennejärjestel- I * · ' mässä on kuvattu. Edellä oleva edullisten sovellusten *...· kuvaus on annettu, jotta ammattimies voisi valmistaa 30 tai käyttää edellä olevaa keksintöä. Näiden sovellus- ti‘f ten eri modifikaatiot ovat ammattimiehelle ilmeisiä ja tässä esitettyjä yleisiä periaatteita voidaan soveltaa \ muihin sovelluksiin keksimättä mitään uutta. Näin oi- » ;; Ien keksintöä ei ole tarkoitettu rajoitettavaksi tässä ;>* 35 esitettyihin sovelluksiin vaan tässä esitettyjen peri- aatteiden ja uusien ominaisuuksien laajimpaan piiriin.
»

Claims (6)

11474?
1. Menetelmä paikannuksen toteuttamiseksi langattomassa tilaajalaitteessa (10), johon kuuluu paikallinen oskillaattori, tunnettu siitä, että 5 menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: vastaanotetaan paikkatietopyyntö; kerätään ajoitussignaali aikajakson kuluttua siitä, kun paikallinen oskillaattori on korjattu ja korjataan paikallinen oskillaattori käyttäen korjaussig-10 naalia (502), joka perustuu ajoitussignaaliin; kiinnitetään korjaussignaali (504) ; suoritetaan paikannusproseduuri (506) käyttäen paikallista oskillaattoria, johon on lisätty korjaus-signaali; ja 15 lopetetaan paikannusproseduuri.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ajoitussignaali on langattoman tietoliikennejärjestelmän alustussignaali.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että alustussignaali on CDMA- alustussignaali.
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, , ; tunnettu siitä, että alustussignaali on GSM- alustussignaali. * 25 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, - * ' tunnettu siitä, että alustussignaali on TDMA- • * I alustussignaali.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirrytään tietoliikennemoo-30 diin paikannusproseduurin suorittamisen jälkeen. * » • I » I I : » 11474?
FI20010421A 1998-09-09 2001-03-02 Paikannus pienitoleranssisella oskillaattorilla FI114742B (fi)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15009398 1998-09-09
US09/150,093 US6208292B1 (en) 1998-09-09 1998-09-09 Position location with low tolerance oscillator
PCT/US1999/020371 WO2000014562A1 (en) 1998-09-09 1999-09-03 Position location with a low tolerance oscillator
US9920371 1999-09-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20010421A FI20010421A (fi) 2001-03-02
FI114742B true FI114742B (fi) 2004-12-15

Family

ID=22533106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20010421A FI114742B (fi) 1998-09-09 2001-03-02 Paikannus pienitoleranssisella oskillaattorilla

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6208292B1 (fi)
EP (1) EP1110099A1 (fi)
JP (1) JP5079941B2 (fi)
KR (2) KR100937619B1 (fi)
CN (1) CN1317090A (fi)
AU (1) AU763169B2 (fi)
BR (1) BR9913552A (fi)
CA (1) CA2343741C (fi)
FI (1) FI114742B (fi)
ID (1) ID29544A (fi)
IL (2) IL141794A0 (fi)
MX (1) MXPA01002489A (fi)
WO (1) WO2000014562A1 (fi)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6324159B1 (en) * 1998-05-06 2001-11-27 Sirius Communications N.V. Method and apparatus for code division multiple access communication with increased capacity through self-noise reduction
US6665539B2 (en) * 1998-09-09 2003-12-16 Qualcomm Inc. Position location with low tolerance oscillator
US6704348B2 (en) 2001-05-18 2004-03-09 Global Locate, Inc. Method and apparatus for computing signal correlation at multiple resolutions
US7372888B1 (en) * 1999-05-10 2008-05-13 Agilent Technologies Inc. Method and apparatus for software reconfigurable communication transmission/reception and navigation signal reception
EP1175734A1 (en) * 1999-05-10 2002-01-30 Sirius Communications N.V. Method and apparatus for high-speed software reconfigurable code division multiple access communication
US8255149B2 (en) 1999-07-12 2012-08-28 Skybitz, Inc. System and method for dual-mode location determination
US20040143392A1 (en) * 1999-07-12 2004-07-22 Skybitz, Inc. System and method for fast acquisition reporting using communication satellite range measurement
JP3695571B2 (ja) * 1999-07-21 2005-09-14 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ Cdma移動通信システムにおけるcdma受信装置および受信信号電力測定方法
US7327779B1 (en) 1999-07-23 2008-02-05 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus for high-speed software reconfigurable code division multiple access communication
US6429811B1 (en) 2000-02-15 2002-08-06 Motorola, Inc. Method and apparatus for compressing GPS satellite broadcast message information
US6839547B2 (en) * 2000-03-30 2005-01-04 Cellguide Ltd. Enhanced GPS receiver utilizing wireless infrastructure
US6804290B1 (en) 2000-05-26 2004-10-12 Motorola, Inc. Method of acquiring signal code phases and geographic positioning receiver
KR100416990B1 (ko) * 2000-11-03 2004-02-05 삼성전자주식회사 네트워크 에이디드 글로벌 포지셔닝 시스템 수신기의수신성능 향상 방법
US6452541B1 (en) 2001-02-20 2002-09-17 Motorola, Inc. Time synchronization of a satellite positioning system enabled mobile receiver and base station
US7567636B2 (en) * 2001-05-18 2009-07-28 Global Locate, Inc. Method and apparatus for performing signal correlation using historical correlation data
US7006556B2 (en) 2001-05-18 2006-02-28 Global Locate, Inc. Method and apparatus for performing signal correlation at multiple resolutions to mitigate multipath interference
US7995682B2 (en) * 2001-05-18 2011-08-09 Broadcom Corporation Method and apparatus for performing signal processing using historical correlation data
US6819707B2 (en) * 2001-05-18 2004-11-16 Global Locate, Inc. Method and apparatus for performing signal correlation using historical correlation data
US6891880B2 (en) * 2001-05-18 2005-05-10 Global Locate, Inc. Method and apparatus for performing signal correlation
US7190712B2 (en) * 2001-05-18 2007-03-13 Global Locate, Inc Method and apparatus for performing signal correlation
US7769076B2 (en) * 2001-05-18 2010-08-03 Broadcom Corporation Method and apparatus for performing frequency synchronization
US6542116B1 (en) * 2001-06-22 2003-04-01 Enuvis, Inc. Determining the spatio-temporal and kinematic parameters of a signal receiver and its clock by information fusion
US6775319B2 (en) 2001-08-16 2004-08-10 Motorola, Inc. Spread spectrum receiver architectures and methods therefor
US6532251B1 (en) 2001-08-16 2003-03-11 Motorola, Inc. Data message bit synchronization and local time correction methods and architectures
US6965754B2 (en) * 2001-10-09 2005-11-15 Motorola, Inc. Satellite positioning system receiver with reference oscillator circuit and methods therefor
US6756938B2 (en) 2001-11-06 2004-06-29 Motorola, Inc. Satellite positioning system receivers and methods therefor
US6944540B2 (en) 2002-03-28 2005-09-13 Motorola, Inc. Time determination in satellite positioning system receivers and methods therefor
US6661371B2 (en) 2002-04-30 2003-12-09 Motorola, Inc. Oscillator frequency correction in GPS signal acquisition
AU2003279161A1 (en) 2002-10-04 2004-05-04 Sigtec Navigation Pty Ltd Satellite-based positioning system improvement
US7062240B2 (en) 2003-04-22 2006-06-13 Motorola, Inc. Automatic frequency control processing in multi-channel receivers
US7283046B2 (en) * 2003-08-01 2007-10-16 Spectrum Tracking Systems, Inc. Method and system for providing tracking services to locate an asset
JP3876893B2 (ja) * 2004-05-14 2007-02-07 セイコーエプソン株式会社 端末装置、測位方法、端末装置の制御プログラム、端末装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
US7358897B2 (en) * 2004-08-16 2008-04-15 Sony Ericsson Mobile Communicatios Ab Apparatus, methods and computer program products for GPS signal acquisition using an adaptive search engine
US9568609B2 (en) 2010-05-13 2017-02-14 Qualcomm Incorporated High sensitivity satellite positioning system receiver
US8730101B2 (en) * 2010-05-13 2014-05-20 Qualcomm Incorporated High sensitivity satellite positioning system receiver

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0348526A (ja) * 1989-07-17 1991-03-01 Toyo Commun Equip Co Ltd 発振回路
JP3163621B2 (ja) * 1990-06-28 2001-05-08 日本電気株式会社 無線端末装置のクロック周波数補正方式
US5225842A (en) * 1991-05-09 1993-07-06 Navsys Corporation Vehicle tracking system employing global positioning system (gps) satellites
JPH05155397A (ja) * 1991-12-02 1993-06-22 Toshiba Corp 軌道推定装置
US5420592A (en) 1993-04-05 1995-05-30 Radix Technologies, Inc. Separated GPS sensor and processing system for remote GPS sensing and centralized ground station processing for remote mobile position and velocity determinations
US5666122A (en) * 1994-07-11 1997-09-09 Qualcomm Incorporated Method for rapid signal acquisition in a satellite communications system
US5742908A (en) * 1994-09-14 1998-04-21 Ericsson Inc. Frequency error correction in a satellite-mobile communications system
US5654718A (en) * 1994-10-06 1997-08-05 Garmin Corporation GPS receiver device and method for calibrating a temperature uncompensated crystal oscillator
EP2110683A1 (en) * 1995-10-09 2009-10-21 Snaptrack, Inc. Method for determining the position of a remote unit
CN1155835C (zh) * 1995-10-09 2004-06-30 快速追踪有限公司 使用共享电路的合成gps定位系统及通信系统
US6133871A (en) * 1995-10-09 2000-10-17 Snaptrack, Inc. GPS receiver having power management
US5841396A (en) 1996-03-08 1998-11-24 Snaptrack, Inc. GPS receiver utilizing a communication link
KR100663899B1 (ko) * 1996-03-08 2007-05-17 스냅트랙, 인코포레이티드 통신링크를이용한향상된지피에스수신기
US5945944A (en) * 1996-03-08 1999-08-31 Snaptrack, Inc. Method and apparatus for determining time for GPS receivers
US5893044A (en) * 1997-01-21 1999-04-06 Motorola Inc. Real time clock apparatus for fast acquisition or GPS signals

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080016722A (ko) 2008-02-21
CA2343741A1 (en) 2000-03-16
CA2343741C (en) 2009-01-13
US6208292B1 (en) 2001-03-27
KR20010075017A (ko) 2001-08-09
EP1110099A1 (en) 2001-06-27
BR9913552A (pt) 2001-10-09
IL141794A0 (en) 2002-03-10
KR100855916B1 (ko) 2008-09-02
KR100937619B1 (ko) 2010-01-20
FI20010421A (fi) 2001-03-02
CN1317090A (zh) 2001-10-10
AU763169B2 (en) 2003-07-17
WO2000014562A1 (en) 2000-03-16
JP2002524745A (ja) 2002-08-06
AU6027699A (en) 2000-03-27
MXPA01002489A (es) 2002-04-24
ID29544A (id) 2001-09-06
IL141794A (en) 2006-12-10
JP5079941B2 (ja) 2012-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI114742B (fi) Paikannus pienitoleranssisella oskillaattorilla
FI114578B (fi) Yksinkertaistettu vastaanotin, joka on varustettu rotaattorilla, paikannusta varten
FI115168B (fi) Datarajasta tietoisen tukiaseman käyttäminen apuna paikannusmenetelmässä
FI114579B (fi) Puhelun ylläpito paikannuksen aikana
FI111664B (fi) Vastaanotin paikannuksen toteuttamiseksi tehokkaalla rotaattorilla
KR100843519B1 (ko) 저공차 발진기를 사용하여 위치측정 및 위치지정을수행하기 위한 방법
FI111665B (fi) Luotettava paikannus muistirajoitetussa ympäristössä
MXPA01002495A (es) Localizacion de posicion con alta resolucion.
MXPA01002488A (en) Call maintenance during position location

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed