FI116002B - Sijainninmääritysvastaanotin - Google Patents

Description

\ \ \ \ 11CCC2

Sijainninmääritysvastaanotin

Keksinnön kohde 5

Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu sijainninmääritysvastaanottimeen, joka käsittää yhden tai useamman vastaanottokanavan sijainninmääri-tysaseman lähettämän signaalin vastaanottamiseksi, säätövälineet s-jainninmääritysaseman lähettämän signaalin vastaanottamisen säätä-10 miseksi, ja välineet kellosignaalin muodostamiseksi mainituille säätövä-lineille. Keksintö kohdistuu lisäksi järjestelmään, jossa on sijainninmää-ritysasemia, jotka lähettävät sijainninmäärityksessä käytettäväksi tarkoitettua signaalia, sekä sijainninmääritysvastaanotin, joka käsittää yhden tai useamman vastaanottokanavan sijainninmääritysaseman lähet-15 tämän signaalin vastaanottamiseksi, säätövälineet sijainninmääritysaseman lähettämän signaalin vastaanottamisen säätämiseksi, ja välineet kellosignaalin muodostamiseksi mainituille säätövälineille. Keksintö kohdistuu lisäksi langattomaan viestintälaitteeseen, joka käsittää sijainninmääritysvastaanottimen, joka käsittää yhden tai useamman 20 vastaanottokanavan sijainninmääritysaseman lähettämän signaalin | ; vastaanottamiseksi, säätövälineet sijainninmääritysaseman lähettämän "!: ’ signaalin vastaanottamisen säätämiseksi, ja välineet kellosignaalin "**. muodostamiseksi mainituille säätövälineille. Keksintö kohdistuu lisäksi » * * I * moduuliin, joka käsittää yhden tai useamman vastaanottokanavan si-:·: : 25 jainninmääritysaseman lähettämän signaalin vastaanottamiseksi, sää- tövälineet sijainninmääritysaseman lähettämän signaalin vastaanotta-misen säätämiseksi, ja välineet kellosignaalin muodostamiseksi mainituille säätövälineille. Keksintö kohdistuu lisäksi menetelmään sijain-ninmäärityksen suorittamiseksi, jossa yhdellä tai useammalla vastaan-30 ottokanavalla vastaanotetaan sijainninmääritysaseman lähettämää sig- • * ' naalia, suoritetaan säätövaihe sijainninmääritysaseman lähettämän ·;* signaalin vastaanottamisen säätämiseksi, ja muodostetaan kellosig- naali käytettäväksi mainitussa säätövaiheessa. Keksintö kohdistuu vie-lä tietokoneohjelmatuotteeseen, joka käsittää koneellisesti suoritetta-35 vissa olevia käskyjä sijainninmäärityksen suorittamisen ohjaamiseksi, jossa sijainninmäärityksessä yhdellä tai useammalla vastaanottokana- 116C02 2 valla vastaanotetaan sijainninmääritysaseman lähettämää signaalia, suoritetaan säätövaihe sijainninmääritysaseman lähettämän signaalin vastaanottamisen säätämiseksi, ja muodostetaan kellosignaali käytettäväksi mainitussa säätövaiheessa.

5

Keksinnön taustaa

Satelliittipaikannukseen perustuvissa sijainninmääritysjärjestelmissä s-jainninmääritysvastaanotin pyrkii vastaanottamaan vähintään neljän sa-10 telliitin signaalia, jotta sijainninmääritysvastaanottimen sijainti sekä ä-katieto voidaan selvittää. Eräitä esimerkkejä tällaisista satelliittipaikannusjärjestelmistä mainittakoon GPS-jänestelmä (Global Positioning System), GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System) sekä kehitteillä oleva eurooppalainen Galileo-järjestelmä. Esimerkiksi GPS-15 järjestelmässä on lukuisa määrä satelliitteja, jotka kiertävät maapalloa ennalta määrättyjen ratojen mukaan. Nämä satelliitit lähettävät rata-tietoa, jonka perusteella satelliitin sijainti kullakin ajanhetkellä voidaan määrittää, mikäli satelliittipaikannusjärjestelmässä käytetty aikatieto on tarkasti selvillä sijainninmääritysvastaanottimessa. GPS-järjestelmän 20 satelliitit lähettävät hajaspektrimoduloitua signaalia, jota moduloidaan : kullekin satelliitille yksilöllisellä koodilla. Tällöin sijainninmääritys- "V vastaanotin pystyy erottamaan eri satelliittien lähettämät signaalit toi- sistaan käyttämällä sijainninmääritysvastaanottimessa paikallisesti ge-' ' neroitua tai sijainninmääritysvastaanottimeen tallennettua satelliitin ·.: · 25 koodia vastaavaa vertailukoodia.

: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 30 1227,6 MHz:n kantoaaltotaajuudella, eli 120f0. Satelliitissa suoritetaan näiden signaalien modulointi ainakin yhdellä valesatunnaissekvenssillä.

.Kullakin satelliitilla tämä valesatunnaissekvenssi on erilainen. Modu-',··*, loinnin tuloksena muodostuu koodimoduloitu laajakaistasignaali. Käy tetty modulointitekniikka mahdollistaa sen, että vastaanottimessa pys-· 35 tytään erottamaan eri satelliittien lähettämät signaalit, vaikka lähetyk- :** sessä käytettävät kantoaaltotaajuudet ovat olennaisesti samat. Tästä 116002 3 modulointitekniikasta käytetään nimitystä koodijako-monikäyttö- tekniikka (CDMA, Code Division Multiple Access). Kussakin satelliitissa L1-signaalin moduloinnissa käytetään valesatunnaissekvenssinä mm. ns. C/A-koodia (Coarse/Acquisition code), jona käytetään Gold-koodia.

5 Jokainen GPS-satelliitti lähettää signaalia käyttämällä yksilöllistä C/A-koodia. Koodit muodostetaan kahden 1023-bittisen binäärisekvenssin modulo-2 summana. Ensimmäinen binäärisekvenssi G1 on muodostettu polynomilla X10+X3+1 ja toinen binäärisekvenssi G2 on muodostettu viivästämällä polynomia Xl0+X9+X8+X6+X3+X2+1 siten, että kulla-10 kin satelliitilla viive on erilainen. Tämä järjestely mahdollistaa sen, että eri C/Arkoodit 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 alibittiä (Chip), jolloin koodin toistoaika (koodijakso, epoch) on 1 ms. L1-sig-15 naalin kantoaaltoa moduloidaan vielä navigointi-informaatiolla 50 bit/s bittinopeudella. Navigointi-informaatio käsittää tietoa satelliitin ’’terveydentilasta” (health), radasta, aikatietoa jne.

Satelliittien signaalien havaitsemiseksi ja satelliittien tunnistamiseksi on 20 vastaanottimen suoritettava tahdistus, jossa vastaanotin etsii kulloinkin , , kunkin satelliitin signaalin ja pyrkii tahdistumaan tähän signaaliin, jotta • · * : signaalin mukana lähetettävä informaatio voidaan vastaanottaa ja de- moduloida.

» I * * »

I I

• 25 Sijainninmääritysvastaanottimen on suoritettava tahdistus mm. silloin, • · · * . kun vastaanotin kytketään päälle ja myös tilanteessa, jossa vastaanotin ei ole pitkään aikaan pystynyt vastaanottamaan minkään satelliitin sig-naalia. Mm. kannettavissa laitteissa tällainen tilanne voi syntyä helposti, koska laite liikkuu ja laitteen antenni ei aina ole optimaalisessa 30 asennossa satelliitteihin nähden, mikä heikentää vastaanottimeen tule-van signaalin voimakkuutta. Kannettavissa laitteissa pyritään vielä tehonkulutus saamaan mahdollisimman pieneksi. Tällöin esimerkiksi lan-·;;; gattoman viestimen yhteyteen järjestettyä sijainninmääritysvastaan- otinta ei välttämättä pidetä jatkuvasti toiminnassa, vaan lähinnä silloin, . ’. : 35 kun sijainninmääritys on tarpeen suorittaa.

» I

116002 4

Edellä mainittu tahdistus ja taajuudensäätöprosessi on suoritettava kullekin sellaisen satelliitin signaalille, jota vastaanottimessa vastaanotetaan. Joissakin vastaanottimissa voi olla useampia vastaanottokanavia, jolloin kullakin vastaanottokanavalla pyritään tahdistumaan kulloinkin 5 yhden satelliitin signaaliin ja suorittamaan tämän satelliitin lähettämän informaation selvitys.

Sen jälkeen kun tahdistuminen on saatu suoritettua, sijainninmääritys-vastaanotin pyrkii pysymään tahdistuneena eli seuraamaan (tracking) 10 satelliitin signaalia. Tahdistumisessa käytetään tavallisesti korrelaatto-reita, joiden muodostamien signaalien avulla mm. etsitään oikeaa koo-divaihetta. Vastaanottimessa vastaanotetusta satelliittisignaalista otetaan näytteitä (sampling), jotka johdetaan korrelaattoreille. Tunnetun tekniikan mukaisissa vastaanottimissa näytteenottonopeus (sampling 15 rate) määräytyy tyypillisesti satelliittisignaalin alibittien (chip) mukaan siten, että näytteenottonopeus on tavallisesti kaksi kertaa alibittinopeus (chipping rate). Tämä merkitsee sitä, että kustakin alibitistä otetaan kaksi näytettä. GPS-järjestelmässä sovellettuna tämä tarkoittaa n. 2 miljoonaa näytettä sekunnissa. Käytännössä tällainen näytteenottono-20 peus on yleensä riittävä signaaliin tahdistumiseen, mutta seurantaa : varten tämä näytteenottonopeus ei välttämättä ole riittävä erityisesti "V olosuhteissa, joissa esiintyy monitie-etenemistä, eli satelliittien signaalit '":. saapuvat vastaanottimeen useita reittejä.

• · i 25 Näytteenottonopeuden valinnalla voidaan vaikuttaa mm. vastaanotti- '/l· men valmistuskustannuksiin ja tehonkulutukseen. Suurempi näyt- ;***: teenottonopeus merkitsee tavallisesti myös suurempia valmistuskus tannuksia sekä suurempaa tehonkulutusta johtuen mm. siitä, että tahdistuksessa käytettävien korrelaattoreiden määrää tulisi myös kasvat-·;;; 30 taa näytteenottonopeutta kasvatettaessa. Suurempi korrelaattoreiden määrä vaatii myös enemmän piiripinta-alaa, mikä myös omalta osal· · taan lisää tehonkulutusta.

Tunnetun tekniikan mukaisissa sijainninmääritysvastaanottimissa käy-, ‘ 35 tetään samaa näytteenottotaajuutta sekä tahdistumisessa että seuran- :*·.! nassa. Tällöin näytteenottotaajuus on erilaisten ominaisuuksien määrit- 5 116002 tämä kompromissi. Lisäksi vastaanottimissa, joilla on tarkoitus vastaanottaa useamman kuin yhden sijainninmääritysjärjestelmän satelliitin tai muun sijainninmääritysaseman lähettämää signaalia, voi olla tarve käyttää erilaista näytteenottonopeutta eri järjestelmissä. Tunnetun 5 tekniikan mukaisia ratkaisuja sovellettaessa on tällöin muodostettava omat vastaanottokanavansa sekä näytteenottovälineet eri järjestelmiä varten, mikä monimutkaistaa vastaanottimen toteutusta.

Keksinnön lyhyt yhteenveto 10

Nyt esillä olevan keksinnön mukaisesti on keksitty järjestely sijainnin-määritysvastaanottimessa, jolla järjestelyllä pyritään parantamaan si-jainninmääritysvastaanottimen toimintaa. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että muodostetaan ainakin kaksi eri näytteenottonopeutta, jol-15 loin tahdistuksessa voidaan käyttää eri näytteenottonopeutta kuin seurannassa. Täsmällisemmin ilmaistuna nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle sijainninmääritysvastaanottimelle on pääasiassa tunnusomaista se, että sijainninmääritysvastaanotin käsittää välineet näytteiden muodostamiseksi ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenotto-20 nopeudella, ja välineet näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näyt- • · 'V teistä käytettäväksi mainituissa säätövälineissä signaalin vastaanotta- misen säätämisessä. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle järjestelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, että järjestelmän sijainninmää- • · : 25 ritysvastaanotin käsittää välineet näytteiden muodostamiseksi ainakin ...” ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella, välineet näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näytteistä käytettäväksi mainituissa sää-tövälineissä signaalin vastaanottamisen säätämisessä. Nyt esillä ole-30 van keksinnön mukaiselle langattomalle viestintälaitteelle on pääasias- ♦» sa tunnusomaista se, että langaton viestintälaite käsittää välineet näyt-teiden muodostamiseksi ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenotto-• nopeudella, välineet näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin en- ·': simmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näytteis- 35 tä käytettäväksi mainituissa säätövälineissä signaalin vastaanottamisen säätämisessä. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle moduulille 6 116002 on pääasiassa tunnusomaista se, että moduuli käsittää välineet näytteiden muodostamiseksi ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottono-peudella, välineet näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näytteistä 5 käytettäväksi mainituissa säätövälineissä signaalin vastaanottamisen säätämisessä. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, että menetelmässä muodostetaan näytteitä ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella, valitaan näytteitä mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteen-10 ottonopeudella muodostetuista näytteistä käytettäväksi mainitussa sää-tövaiheessa signaalin vastaanottamisen säätämisessä. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle tietokoneohjelmatuotteelle on pääasiassa tunnusomaista se, että tietokoneohjelmatuote käsittää koneellisesti suoritettavissa olevia käskyjä näytteiden muodostamiseksi ainakin en-15 simmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella, näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näytteistä käytettäväksi mainitussa säätövaihees-sa signaalin vastaanottamisen säätämisessä.

20 Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan mm. seuraavia etuja tunnetun tekniikan mukaisiin ratkaisuihin verrattuna. Keksinnön mukaisella ratkaisulla on mahdollista parantaa mm. sijainninmääritysvastaanotti-men seurantatoimintaa vaikuttamatta tahdistukseen ja siinä tarvittavien korrelaattoreiden määrään, koska näytteenottonopeus voidaan asettaa : 25 seurantatoiminnassa erisuureksi kuin tahdistuksessa. Lisäksi tehonku- lutus ei välttämättä kasva merkittävästi, koska korrelaattoreiden määrä »» ja näin ollen tarvittava piiripinta-ala ei kasva. Keksinnön erään esimerkin mukaisessa ratkaisussa on sijainninmääritysvastaanotin mahdollis-ta asettaa erilaisiin toimintamoodeihin kulloisenkin tarpeen mukaan. 30 Keksintö mahdollistaa lisäksi sen, että samassa sijainninmääritysvas-·. taanottimessa voidaan toteuttaa useamman eri sijain- ;;;* ninmääritysjärjestelmän sijainninmääritysasemien signaalien vastaan- otto valitsemalla kuhunkin vastaanottokanavaan näytteenottotaajuus ·': kulloinkin vastaanotettavan sijainninmääritysaseman vaatimusten mu- : 35 kaiseksi.

116002 7

Piirustusten kuvaus

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin piirustuksiin, joissa 5 kuva 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista järjestelmää pelkistettynä kaaviona, kuva 2 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista vastaan-10 otinta pelkistettynä lohkokaaviona, kuva 3 esittää yksityiskohtaa keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen vastaanottimen vastaanottokanavasta, 15 kuva 4 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista laitetta pelkistettynä lohkokaaviona, ja kuva 5 esittää vuokaaviona keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen menetelmän olennaisia vaiheita.

20 • Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Seuraavassa keksintöä selostetaan käyttämällä esimerkkinä sijainnirv määritysjärjestelmästä GPS-järjestelmää, mutta on selvää, että kek-: 25 sintöä ei ole rajoitettu ainoastaan GPS-järjestelmässä käytettäväksi. Si- jainninmääritysasemina 10.1—10.4 GPS-järjestelmässä käytetään sa-telliitteja, joista lähetetään hajaspektrimoduloitua signaalia. Sijain-ninmääritysasemat voivat kuitenkin olla myös muita kuin satelliittiase-: mia, esimerkiksi matkaviestinjärjestelmän tukiasemia BS, BS’, BS”.

·;;; 30 :*··: Kuvassa 1 on havainnollistettu erästä järjestelmää, jossa vastaanotti- mella 1 vastaanotetaan sijainninmääritysasemien 10.1—10.4 lähettä-!*··. miä signaaleita. Näiden signaalien avulla vastaanottimessa suorite- taan sijainninmääritys käyttämällä esim. signaalien ajoitustietoa, koodi-35 vaihetietoa ja ratatietoja ja suorittamalla paikka-aika -ratkaisun lasken-; ’ ·, · ta sinänsä tunnetusti.

116002 8

Vastaanottimessa 1 on kuvan 2 suoritusmuodossa useita vastaanotto-kanavia 2, jolloin kullakin kanavalla pyritään ensin suorittamaan tahdis-tuminen yhden sijainninmääritysaseman lähettämään signaaliin. Sig-5 naalia vastaanotetaan antennilla 1.1 ja johdetaan suurtaajuusvahvisti-men 1.2 kautta kaistanpäästösuodattimeen 1.3, jossa signaalista erotetaan haluttu taajuuskaista johdettavaksi alasmuuntimeen 1.4. Alas-muuntimessa 1.4 vastaanotettuun signaaliin sekoitetaan taajuussynte-tisaattorilla 1.5 muodostettu paikallisoskillaattorisignaali LO vastaanote-10 tun signaalin taajuuden muuntamiseksi esim. matalalle välitaajuudelle tai kantataajuudelle. Taajuussyntetisaattori 1.5 muodostaa halutun taajuuden referenssioskillaattorin 1.6 muodostamasta referenssitaajuu-desta. Alasmuuntimen 1.4 muodostama signaali vahvistetaan säädettävällä vahvistimella 1.7, jonka vahvistusta ohjataan vahvistuksensää-15 tölohkon 1.8 avulla. Vahvistettu signaali muutetaan analogisesta muodosta digitaaliseen muotoon eli näytteistetään analogia-digitaalimuunti-messa 1.9. Analogia-digitaalimuuntimen 1.9 muodostamat näytteet johdetaan vastaanottokanaviin 2. Lisäksi vahvistuksensäätölohko 1.8 muodostaa näytteiden perusteella vahvistuksensäätöohjauksen, jolla 20 tarvittaessa säädetään säädettävän vahvistimen 1.7 vahvi stusta.

"V Kuvan 2 mukaisessa vastaanottimessa 1 on alipäästösuodatin 1.10 sekä desimointilohko 1.11, joiden avulla näytteet alipäästösuodatetaan ja desimoidaan, eli suoritetaan alipäästösuodatetuille näytteille uusi 25 näytteistys pienemmällä näytteenottotaajuudella. Uudet näytteet sekä .,; j' alkuperäiset näytteet johdetaan valitsimille 1.12, joilla valitaan vastaan- ottokanaviin 2 johdettavaksi joko ensimmäiset näytteet, eli tässä suoritusmuodossa analogia-digitaalimuuntimessa 1.9 muodostetut näytteet, tai toiset näytteet, eli desimointilohkossa 1.11 pienemmällä näytteenot-30 totaajuudella muodostetut uudet näytteet. On selvää, että ensimmäiset näytteet eivät välttämättä ole suoraan analogia-digitaalimuuntimen 1.9 ·;· muodostamia näytteitä, vaan ne on voitu ensin uudelleen näytteistää . ··. jollakin toisella desimointilohkolla käyttämällä eri näytteenottotaajuutta kuin desimointilohkon 1.11 näytteenottotaajuus. Tässä esimerkissä de-35 simointilohkossa 1.11 käytettävä kerroin N määrittää desimointilohkon 1.11 näytteenottotaajuuden suhteessa analogia-digitaalimuuntimen 1.9 116002 9 näytteenottotaajuuteen, jolloin alempi näytteenottotaajuus on N:s osa analogia-digitaalimuuntimen 1.9 käyttämästä näytteenottotaajuudesta (1/N).

5 Kuvaan 2 on katkoviivalla merkitty myös keksinnön erään suoritusmuodon mukaiseen moduuliin 1a kuuluvat lohkot, mutta on selvää, että toteutettaessa keksintö vastaanottimen tai muun laitteen yhteyteen liitettävänä moduulina 1a, voi moduuliin 1a kuulua rryös muita vastaanottimen 1 lohkoja kuin kuvaan 2 merkityt lohkot.

10

Keksintöä voidaan soveltaa myös sellaisten vastaanottimien 1 yhteydessä, jossa satelliittien lähettämän signaalin vastaanottamisen säätämiseksi suoritetaan vain joko tahdistus tai seurantatoimenpiteitä. Tällöin säätövälineet käsittävät vastaavasti joko tahdistusvälineet2.4—2.8 15 tai seurantavälineet 2.1—2.3.

Keksinnön mukaisessa vastaanottimessa voidaan muodostaa useampiakin kuin ensimmäiset ja toiset näytteet valittavaksi vastaanottokana-vissa 2 käsiteltäväksi.

20 j Kuvassa 3 on esitetty keksinnön erään suoritusmuodon mukaisessa ··· vastaanottimessa 1 käytettävien vastaanottokanavien 2 rakenne pelkis- tettynä lohkokaaviona. Kukin vastaanottokanava 2 on tyypillisesti sa-; . manlainen, joten tässä yhteydessä riittää yhden vastaanottokanavan 2 :*y 25 toiminnan käsittely. Valitsimessa 1.12 valitut näytteet johdetaan en- ··: simmäiseen sekoitusasteeseen 2.1, jossa signaalista poistetaan mah dollinen välitaajuus (IF) sekä satelliitin doppler-taajuus ensimmäisen numeerisesti ohjattavan oskillaattorin 2.2 (NCO) sekä vaiheensiirtoloh-kon 2.3 avulla. Vaiheensiirtolohkossa 2.3 muodostetaan numeerisesti /·. 30 ohjattavan oskillaattorin 2.2 signaalista kaksi signaalia, joiden välillä on 90° vaihe-ero. Toisessa numeerisesti ohjattavassa oskillaattorissa 2.4 muodostetaan kellosignaali vertailukoodigeneraattoria 2.5 varten. Ver-tailukoodigeneraattorissa 2.5 muodostetaan sen sijainninmääritysase-man 10.1—10.4 signaalin muodostuksessa käytettävää koodia vastaa-; ; 35 va vertailukoodi, joka johdetaan viivelinjaan 2.6. Viivelinjassa 2.6 on in- . : tegraattoreiden 2.8 lukumäärää vastaava määrä viiveitä, jolloin kunkin 116002 10 viiveen ulostulo johdetaan yhteen koodikertojista 2.7. Koodikertojissa 2.7 muodostettava tulos johdetaan integraattoreihin 2.8. Integraatto-reissa 2.8 muodostetut signaalit johdetaan edelleen ohjauslohkoon 3 edullisesti digitaaliselle signaalinkäsittely-yksikölle DSP (Digital Signal 5 Processor), jossa pyritään kanavakohtaisesti selvittämään vastaanotetun signaalin koodivaihe ja taajuussiirtymä. Ohjauslohko 3 muodostaa takaisinkytkennän vastaanottokanaviin 2 ensimmäisen 2.2 ja toisen numeerisesti ohjattavan oskillaattorin 2.4 säätämiseksi tarvittaessa. Sen jälkeen kun koodivaihe ja taajuussiirtymä on selvitetty, eli vas-10 taanotin on lukittunut vastaanotettavaan signaaliin, voidaan aloittaa seurantavaihe, jossa esim. toistuvasti suoritetaan signaalin pseudo-etäisyysmittaukset sekä tarvittaessa signaalissa lähetetyn navigointi-informaation ilmaisu ja tallennus, mikäli mahdollista.

15 Keksinnön mukaisessa vastaanottimessa kullekin vastaanottokanavalle 2 johdettava kellosignaali valitaan kellosignaalin valitsimissa 1.13. Kuvan 2 mukaisessa esimerkkivastaanottimessa valitaan joko ensimmäinen kellotaajuus tai toinen kellotaajuus. Toinen kellotaajuus saadaan jakamalla ensimmäinen kellotaajuus jakajalla N jakajalohkossa 1.14. 20 Tällä jakajalla N on siis sama arvo kuin desimointilohkossa 1.11 käy-: tettävän jakajan arvo. On kuitenkin selvää, että valittavissa olevia kel- lotaajuuksia voi olla useampiakin kuin kaksi.

. . Selostetaan seuraavaksi keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen : : : 25 menetelmän toimintaa viitaten samalla kuvan 5 vuokaavioon. Olete- taan, että valittavissa on kaksi kellotaajuutta sekä kaksi eri näytteenot-totaajuuksilla muodostettua näytesignaalia vastaanottokanavissa 2 käsiteltäväksi. Lisäksi oletetaan, että eri tilanteita varten on määritetty eri-laisia toimintamoodeja, kuten esimerkiksi tehonsäästömoodi ja nor-30 maalimoodi. On kuitenkin selvää, että vastaanotin 1 voi aina toimia ’ ; * esim. tehonsäästömoodissa. Oletetaan, että ensin suoritetaan signaali* liin tahdistuminen. Tällöin toiminnan alussa valitaan toiset näytteet, eli ; ·. desimointilohkossa 1.11 muodostetut näytteet, johdettavaksi vastaan- / ottokanaviin 2. Lisäksi vastaanottokanavien 2 kellotaajuudeksi valitaan • ·: 35 kellosignaalin valitsimilla 1.13 pienempi kellotaajuus, eli jakajalohkon 1.14 muodostama kellosignaali. Näitä vaiheita esittää lohko 501 kuvan 116002 11 5 vuokaaviossa. Tämän jälkeen suoritetaan tahdistusvaihetta 502, kunnes jokin vastaanottokanava 2 on tahdistunut haluttuun signaaliin 503. Tämän jälkeen tutkitaan 504 toimintamoodi ja jos se on normaali-moodi, siirrytään lohkoon 505, jossa kyseiselle vastaanottokanavalle 2 5 valitaan kyseisen kanavan valitsimella 1.12 ensimmäiset näytteet johdettavaksi vastaanottoasteisiin 2.1, 2.7, 2.8. Lisäksi vastaanottokanavalle 2 johdettavaksi kellosignaaliksi valitaan kyseisen kanavan kello-signaalin valitsimella 1.13 ensimmäinen kellosignaali, eli suurempi kellotaajuus. Tällöin seurantavaiheessa 506 käytetään suurempaa näyt-10 teenottonopeutta sekä sitä vastaavaa kellotaajuutta seurantatoiminnan parantamiseksi erityisesti heikoissa signaaliolosuhteissa. Jos toiminta-moodi sen sijaan on esimerkiksi tehonsäästömoodi, valitsimien 1.12, 1.13 valintaohjausta ei muuteta, jolloin seurantavaiheessa 506 käytetään samaa näytteenottonopeutta ja kellotaajuutta kuin tahdistusvai-15 heessa. Tällä aikaansaadaan pienempi tehonkulutus kuin suurempaa näytteenottonopeutta ja kellotaajuutta käytettäessä. Edellä mainittu toimintamoodin selvittäminen 504 sekä näytteiden (näytteenottonopeu-den) ja kellotaajuuden valinta 505 voidaan suorittaa tahdistusvaiheen jälkeen sekä esim. toimintamoodin vaihtuessa.

20 : Edellä esitettyjä toimenpiteitä suoritetaan kullekin vastaanottokanavalle " V 2, jolla signaaleja vastaanotetaan.

’ ' Keksinnön mukaisella vastaanottimella 1 voidaan vastaanottaa use- : 25 ämmän eri sijainninmääritysjäijestelmän sijainninmääritysaseman sig- naaleja. Tällöin kullekin vastaanottokanavalle 2 valitaan valitsimille :1.12, 1.13 haluttu ohjaustieto sen mukaan, mitä näytteenottonopeutta ja kellotaajuutta on tarkoitus käyttää. Tällöin voi olla tarve toteuttaa useampia desimointilohkoja 1.11 sekä jakajalohkoja 1.14, joihin ase-•:;; 30 tetaan jakajan arvo siten, että haluttu näytteenottotaajuus ja kellotaa- '··>' juus saavutetaan. Valitsimilla 1.12, 1.13 voidaan tällöin valita kullekin ·· vastaanottokanavalle 2 desimointilohkoista 1.11 ja jakajalohkoista 1.14 .···. ne, joissa käytetty jakaja on asetettu vastaamaan sen sijainninmääri- tysjärjestelmän parametreja, jota kyseisellä vastaanottokanavalla 2 '·.'·· 35 vastaanotetaan.

116.CC? 12

Keksinnön mukainen vastaanotin 1 voi toimia sellaisenaan tai se voi olla osa jotakin toista laitetta, esimerkiksi matkaviestimen 4 (kuva 4) yhteydessä oleva sijainninmääritysvastaanotin 1. Kuvan 4 matkaviestimessä 4 on esitetty myös ohjauslohko 4.1, käyttöliittymä 4.2, matka-5 viestinvälineet 4.3 ja muisti 4.4. Tällaisessa yhdistetyssä laitteessa voi osa toiminnallisista lohkoista, kuten käyttöliittymä ja ohjauslohko olla yhteisiäkin.

On selvää, että nyt esillä olevaa keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan 10 edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

t · I I f

Claims (28)

116CG2 13

1. Sijainninmääritysvastaanotin (1), joka käsittää yhden tai useamman vastaanottokanavan (2) sijainninmääritysaseman(10.1—10.4) lähettä- 5 män signaalin vastaanottamiseksi, säätövälineet(2.1—2.8) sijainnin-määritysaseman (10.1—10.4) lähettämän signaalin vastaanottamisen säätämiseksi, ja välineet (1.5, 1.6) kellosignaalin muodostamiseksi mainituille säätövälineille (2.1—2.8), tunnettu siitä, että sijainninmääritysvastaanotin (1) käsittää välineet (1.9, 1.10, 1.11) näytteiden muo-10 dostamiseksi ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella, ja välineet(1.12) näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näytteistä käytettäväksi mainituissa säätövälineissä (2.1—2.8) signaalin vastaanottamisen säätämisessä. 15

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sijainninmääritysvastaanotin (1), tunnettu siitä, että mainitut säätövälineet (2.1—2.8) käsittävät tahdis-tusvälineet (2.4-2.8) vastaanotettavaan signaaliin tahdistumiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sijainninmääritysvas- taanotin(1), tunnettu siitä, että mainitut säätövälineet (2.1—2.8) käsit-: · Y tävät seurantavälineet (2.1—2.3) vastaanotettavan signaalin seuraami- ···: seksi. ; 25

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen sijainninmääritysvas- ·>· taanotin(1), tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi välineet(1.14) ä- .··, nakin ensimmäisen ja toisen kellotaajuuden muodostamiseksi, ja väli- » · neet (1.13) kellotaajuuden valitsemiseksi mainituille säätövälinei l·-le (2.1—2.8) johdettavalle kellosignaalille mainituista ainakin ensim-30 mäisestä ja toisesta kellotaajuudesta käytettäväksi signaalin vastaanot-:tamisen säätämisessä. ;:l

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sijainninmääritysvastaanotin(1), tunnettu siitä, että mainitut välineet(1.9, 1.10, 1.11) näytteiden muo-35 dostamiseksi ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella : käsittävät desimointilohkon(1.11) näytteiden desimoimiseksi, ja väli- 116C02 14 neet(1.14) ainakin ensimmäisen ja toisen kellotaajuuden muodostamiseksi käsittävät jakajalohkon (1.14) kellosignaalin jakamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sijainninmääritysvastaanotin(l), 5 tunnettu siitä, että mainitussa desimointilohkossa (1.11) näytteiden desimointi on järjestetty suoritettavaksi tekijällä N, ja jakajalohkos-sa (1.14) kellosignaali on järjestetty jaettavaksi tekijällä N.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1—6 mukainen sijainninmääritysvas-10 taanotin(1), tunnettu siitä, että se käsittää ainakin ensimmäisen ja toisen toimintamoodin, jolloin ensimmäisessä toimintamoodissa on järjestetty käytettäväksi ensimmäistä kellotaajuutta ja ensimmäistä näyt-teenottonopeutta ja toisessa toimintamoodissa on järjestetty käytettäväksi toista kellotaajuutta ja toista näytteenottonopeutta.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sijainninmääritysvastaanotin(l), tunnettu siitä, että toinen toimintamoodi on tehonsäästömoodi, jolloin toinen kellotaajuus on pienempi kuin ensimmäinen kellotaajuus ja toinen näytteenottonopeus on pienempi kuin ensimmäinen näytteenotto- 20 nopeus. • · • · · "Y

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1—8 mukainen sijainninmääritysvas- • · · ·' taanotin (1), tunnettu siitä, että se käsittää ai nakin kaksi vastaanotto- kanavaa (2), joissa on mainitut välineet (1.12) näytteiden valitsemiseksi :,j : 25 mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella · muodostetuista näytteistä.

10. Järjestelmä, jossa on sijainninmääritysasemia, jotka lähettävät s-jainninmäärityksessä käytettäväksi tarkoitettua signaalia, sekä sijain-| 30 ninmääritysvastaanotin(l), joka käsittää yhden tai useamman vas- Y taanottokanavan (2) sijainninmääritysaseman (10.1—10.4) lähettämän signaalin vastaanottamiseksi, säätövälineet(2.1—2.8) sijainninmääri- Y( tysaseman(10.1—10.4) lähettämän signaalin vastaanottamisen sää- Y tämiseksi, ja välineet (1.5, 1.6) kellosignaalin muodostamiseksi maini- 35 tuille tahdistus- ja seurantavälineille (2.1—2.8), tunnettu siitä, että : · · järjestelmän sijainninmääritysvastaanotin(l) käsittää väli- 116002 15 neet(1.9, 1.10, 1.11) näytteiden muodostamiseksi ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella, välineet (1.12) näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näytteistä käytettäväksi mainituissa sää-5 tövälineissä (2.1—2.8) signaalin vastaanottamisen säätämisessä.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut säätövälineet(2.1—2.8) käsittävät tahdistusvälineet (2.4—2.8) vastaanotettavaan signaaliin tahdistumiseksi. 10

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut säätövälineet(2.1—2.8) käsittävät seurantavälineet (2.1—2.3) vastaanotettavan signaalin seuraamiseksi.

13. Patenttivaatimuksen 10, 11 tai 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi välineet (1.14) ainakin ensimmäisen ja toisen kellotaajuuden muodostamiseksi, ja välineet (1.13) kellotaajuuden valitsemiseksi mainituille säätövälineille (2.1—2.8) johdettavalle kellosignaalille mainituista ainakin ensimmäisestä ja toisesta kellotaajuu-20 desta käytettäväksi signaaliin tahdistumisessa, signaalin seuraamises-. · sa tai molemmissa. • · a * » · * > · · i

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainitut välineet(1.9, 1.10, 1.11) näytteiden muodostamiseksi ainakin ! 25 ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella käsittävät desimointi- ·;· lohkon (1.11) näytteiden desimoimiseksi, ja välineet (1.14) ainakin en- .···, simmäisen ja toisen kellotaajuuden muodostamiseksi käsittävät jakaja- I · lohkon (1.14) kellosignaalin jakamiseksi. >! 30

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ,,,: mai nitussa desimointilohkossa (1.11) näytteiden desimointi on järjestet ty suoritettavaksi tekijällä N, ja jakajalohkossa(1.14) kellosignaali on 1;; järjestetty jaettavaksi tekijällä N. I (

16. Langaton viestintälaite(4), joka käsittää sijainninmääritysvastaanot- , . : timen(1), joka käsittää yhden tai useamman vastaanottokanavan (2) 16 116C02 sijainninmääritysaseman(10.1—10.4) lähettämän signaalin vastaanottamiseksi, säätövälineet (2.1—2.8) sijainninmääritysaseman (10.1— 10.4) lähettämän signaalin vastaanottamisen säätämiseksi, ja välineet (1.5, 1.6) kellosignaalin muodostamiseksi mainituille tahdistus- ja 5 seurantavälineille (2.1—2.8), tunnettu siitä, että langaton viestintälai te (4) käsittää välineet(1.9, 1.10,1.11) näytteiden muodostamiseksi ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella, välineet (1.12) näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näytteistä käytettä-10 väksi mainituissa säätövälineissä(2.1—2.8) signaalin vastaanottamisen säätämisessä.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen langaton viestintälaite (4), tunnettu siitä, että mainitut säätövälineet (2.1—2.8) käsittävät tahdistusvä- 15 lineet (2.4—2.8) vastaanotettavaan signaaliin tahdistumiseksi.

18. Patenttivaatimuksen 16 tai 17 mukainen langaton viestintälaite (4), tunnettu siitä, että mainitut säätövälineet (2.1—2.8) käsittävät seurantavälineet (2.1—2.3) vastaanotettavan signaalin seuraamiseksi. 20 : .·.

19. Moduuli, joka käsittää yhden tai useamman vastaanottokanavan (2) « I I sijainninmääritysaseman (10.1—10.4) lähettämän signaalin vastaanot- «· · tamiseksi, säätövälineet (2.1—2.8) sijainninmääritysaseman (10.1— 10.4) lähettämän signaalin vastaanottamisen säätämiseksi, ja väli- 25 neet(1.5, 1.6) kellosignaalin muodostamiseksi mainituille tahdistus-ja :· seurantavälineille (2.1—2.8), tunnettu siitä, että moduuli käsittää vä- I t « « .···. lineet(1.9, 1.10, 1.11) näytteiden muodostamiseksi ainakin ensimmäi sellä ja toisella näytteenottonopeudella, välineet (1.12) näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottono-··<· 30 peudella muodostetuista näytteistä käytettäväksi mainituissa säätöväli- neissä(2.1—2.8) signaalin vastaanottamisen säätämisessä. I I ·

20. Menetelmä sijainninmäärityksen suorittamiseksi, jossa yhdellä tai useammalla vastaanottokanavalla (2) vastaanotetaan sijainninmääri-35 tysaseman(10.1—10.4) lähettämää signaalia, suoritetaan säätövaihe sijainninmääritysaseman(10.1—10.4) lähettämän signaalin vastaanot- * · 17 116GC2 tamisen säätämiseksi, ja muodostetaan kellosignaali käytettäväksi mainitussa säätövaiheessa, tunnettu siitä, että menetelmässä muodostetaan näytteitä ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottono-peudella, valitaan näytteitä mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella 5 näytteenottonopeudella muodostetuista näytteistä käytettäväksi mainitussa säätövaiheessa signaalin vastaanottamisen säätämisessä.

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa säätövaiheessa suoritetaan tahdistusvaihe vastaanotetta- 10 vaan signaaliin tahdistumiseksi.

22. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa säätövaiheessa suoritetaan seurantavaihe vastaanotettavan signaalin seuraamiseksi. 15

23. Patenttivaatimuksen 20, 21 tai 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan ainakin ensimmäinen ja toinen kellotaajuus, ja valitaan kellotaajuus mainituille tahdistus- ja seurantavaiheelle mainituista ainakin ensimmäisestä ja toisesta kellotaajuudesta käytettäväksi 20 signaaliin tahdistumisessa, signaalin seuraamisessa tai molemmissa. t · • · * • * ·

24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * * * ····'. näytteet toisella näytteenottonopeudella muodostetaan desinfioimalla " : ensimmäisellä näytteenottonopeudella muodostettuja näytteitä, ja toi- · 25 nen kellotaajuus muodostetaan jakamalla ensimmäinen kellotaajuus.. » I ·

25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että desimointi ja jakaminen suoritetaan tekijällä N. I ’ ·

26. Jonkin patenttivaatimuksen 20—25 mukainen menetelmä, tunnet- tu siitä, että muodostetaan ainakin ensimmäinen ja toinen toiminta-. moodi, jolloin ensimmäisessä toimintamoodissa käytetään ensimmäistä kellotaajuutta ja ensimmäistä näytteenottonopeutta ja toisessa toimi n-’ ; · ’ tamoodissa käytetään toista kellotaajuutta ja toista näytteenottonopeut- 35 ta. I t * - f • » 18 116002

27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen toimintamoodi on tehonsäästömoodi, jolloin toinen kellotaajuus on pienempi kuin ensimmäinen kellotaajuus ja toinen näytteenottono-peus on pienempi kuin ensimmäinen näytteenottonopeus. 5

28. Tietokoneohjelmatuote, joka käsittää koneellisesti suoritettavissa olevia käskyjä sijainninmäärityksen suorittamisen ohjaamiseksi, jossa sijainninmäärityksessä yhdellä tai useammalla vastaanottokanaval-la(2) vastaanotetaan sijainninmääritysaseman (10.1—10.4) lähettä- 10 mää signaalia, suoritetaan säätövaihe sijainninmääritysaseman (10.1— 10.4) lähettämän signaalin vastaanottamisen säätämiseksi, ja muodostetaan kellosignaali käytettäväksi mainitussa säätövaiheessa, tunnettu siitä, että tietokoneohjelmatuote käsittää koneellisesti suoritettavissa olevia käskyjä näytteiden muodostamiseksi ainakin ensimmäisel-15 lä ja toisella näytteenotto nopeudella, näytteiden valitsemiseksi mainituista ainakin ensimmäisellä ja toisella näytteenottonopeudella muodostetuista näytteistä käytettäväksi mainitussa säätövaiheessa signaalin vastaanottamisen säätämisessä. • 1 1 · •»· I » » 19 116002