JP6377963B2 - 多重gnss衛星システムから信号を同時に受信するための受信機 - Google Patents
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Description
(2)自体の信号特性(Lバンド搬送波伝送周波数及び拡散コードを包含する)の面で各GNSSシステム信号が最適に分離されるようにすべての複合GNSS信号を処理することができるデジタル回路、
(3)GNSSシステム信号を受信するために選択されることに基づいて活性化され、非活性化されることができる素子を有するデジタル回路、及び
(4)GNSS受信機の感度を干渉信号までさらに減少させるために使用され得る選択的な帯域阻止フィルター(bandstop filter)。
115・・・RF信号
120・・・周波数変換モジュール
125・・・GPS/Gal/GLO/Bei IF信号
130・・・アナログ−デジタル変換機
140・・・信号分離モジュール
400・・・GNSSシステム
410・・・アンテナ
413・・・前置増幅/フィルタリング部
420・・・複素混合機
423・・・IFフィルター
425・・・可変利得増幅器
430・・・アナログ−デジタル変換機
443・・・数値制御変換機
445・・・スペクトル反転部
450・・・局部発振器
Claims (26)
- 衛星航法システム内の受信機が複数個の衛星システムコンステレーションから多重衛星の信号を受信する方法において、
前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を受信する段階と、
前記無線周波数信号と局部発振器誘導信号LORFとを混合して前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を、前記複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む中間周波数信号に変換する段階と、
fsのサンプリングレートで中間周波数信号をサンプリングしてアナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換する段階と、
前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSとを混合して各衛星システムについて前記デジタル中間周波数信号から前記衛星システムの衛星の信号を分離する段階と、を含み、
前記数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSは、前記アナログ中間周波数信号への変換の後の前記衛星システム内の前記衛星の伝送周波数の中心に対応する周波数を有する多重衛星信号受信方法。 - 前記局部発振器誘導信号LORF、前記サンプリングレートfs、及び前記出力信号fNCO−GNSSは、各々基準周波数fxの倍数である請求項1に記載の多重衛星信号受信方法。
- 前記基準周波数fxは、前記受信機内の局部発振器が発生した同期信号の除数である請求項2に記載の多重衛星信号受信方法。
- 前記局部発振器誘導信号LORFは、実質的に前記複数個の衛星システムコンステレーションが使用するすべての伝送周波数の中心にある請求項1に記載の多重衛星信号受信方法。
- 前記中間周波数信号をサンプリングする前に前記中間周波数信号に対して帯域通過フィルタリングを遂行する段階をさらに含み、
前記帯域通過は、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では最も高い周波数伝送より高く設定され、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では最も低い周波数伝送より低く設定される請求項1に記載の多重衛星信号受信方法。 - 前記中間周波数信号をサンプリングする前に前記中間周波数信号に対して帯域阻止フィルタリングを遂行する段階をさらに含み、
前記帯域阻止は、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では伝送の周波数の間に設定される請求項5に記載の多重衛星信号受信方法。 - 前記各衛星システムについて前記デジタル中間周波数信号から前記衛星システムの衛星の信号を分離する段階は、前記デジタル中間周波数信号と前記数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSとを混合した出力に対して低帯域通過フィルタリングを遂行する段階をさらに含み、
前記低帯域の帯域幅は、前記衛星システムの前記衛星が伝送した信号の帯域幅である請求項1に記載の多重衛星信号受信方法。 - 前記複数個の衛星システムから1つ又はそれ以上の衛星システムを選択する段階と、
前記選択する段階で非選択にされた任意の複数個の衛星システムに対しては前記信号を分離する段階を遂行しない段階と、をさらに含む請求項1に記載の多重衛星信号受信方法。 - 前記選択された衛星システムの分離された信号を処理して計算された航法ソリューションが正確度の閾値を満足させない時、前記信号を分離する段階が現在選択された、そして既に非選択にされた1つ又はそれ以上の衛星システムに対しても現在遂行されるように前記既に非選択にされた衛星システムを選択する段階をさらに含む請求項8に記載の多重衛星信号受信方法。
- 衛星航法システム受信機内の受信チェーンにおいて、
複数個の衛星システムコンステレーション内の多重衛星からの伝送を含む無線周波数信号を受信するように構成される受信機と、
前記受信された無線周波数信号と局部発振器誘導信号LORFとを混合して前記複数個の衛星システムコンステレーション内の前記多重衛星からの前記伝送を含むアナログ中間周波数信号の出力を発生するように構成される局所混合機と、
fsのサンプリングレートで前記中間周波数信号をサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換するように構成されるアナログ−デジタル変換機と、
前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSとを混合するように構成される複素混合機と、を含み、
前記数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSは、前記複数個の衛星システムの対象位相システム内の衛星の中間周波数で伝送周波数の中心に対応する周波数を有することによって前記デジタル中間周波数信号から前記対象位相システムの衛星の信号を分離する受信チェーン。 - 前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSとを混合するように構成される前記複素混合機は、複数個の複素混合機の中の1つであり、
前記複数個の複素混合機は、各々前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSとを混合するように構成され、
前記数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSが、複数個の衛星システムGNSS1−GNSSnの中で1つの衛星システムGNSSi内の衛星の中間周波数で伝送周波数に対応する周波数を有することによって、前記複数個の複素混合機が前記デジタル中間周波数信号から前記複数個の衛星システムGNSS1−GNSSn各々の衛星の信号を分離する請求項10に記載の受信チェーン。 - 前記中間周波数信号が前記アナログ−デジタル変換機に入力される前に前記中間周波数信号をフィルタリングするように構成される帯域通過フィルターをさらに含み、
前記帯域通過は、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では最も高い周波数伝送より高く設定され、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では最も低い周波数伝送より低く設定される請求項11に記載の受信チェーン。 - 前記中間周波数信号が前記アナログ−デジタル変換機に入力される前に前記中間周波数信号をフフィルタリングするように構成される帯域阻止フィルターをさらに含み、
前記帯域阻止は、前記複数個の衛星システムコンステレーションの中間周波数では伝送の周波数の間に設定される請求項11に記載の受信チェーン。 - 前記デジタル中間周波数信号と前記数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSとを混合するように構成される前記複数個の複素混合機用少なくとも1つの低帯域通過フィルターから構成される複数個の低帯域通過フィルターをさらに含み、
前記少なくとも1つの低帯域通過フィルターの帯域幅は、前記1つの衛星システムGNSSiが伝送した信号の帯域幅である請求項11に記載の受信チェーン。 - 信号fNCO−GNSSを出力する受信制御発振器は、ルックアップテーブルを利用する請求項11に記載の受信チェーン。
- 基準周波数fxは、前記受信機内の局部周波数が発生した同期信号の除数であり、前記局部発振器誘導信号LORF、前記サンプリングレートfs、及び前記出力信号fNCO−GNSSは、各々基準周波数fxの倍数である請求項15に記載の受信チェーン。
- 前記基準周波数fx、前記局部発振器誘導信号LORF、及び前記サンプリングレートfsは、各々以下の通りである請求項16に記載の受信チェーン、
fx=1.0230625MHz、LORF=1547fx=1582.6776875MHz、及びfs=48fx=49.107MHz。 - 前記衛星システムGNSSiは、グローバル位置決定システムGPSとGalileoシステムとの中で少なくとも1つであり、
NCOGPS/Galileoに対する入力クロック信号は、48fx=49.107MHzであり、
信号fNCO−GPS/Galileoを出力するためのルックアップテーブルは、以下の通りである請求項17に記載の受信チェーン。
- 前記衛星システムGNSSiは、GLObalnaya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema(GLONASS)であり、
NCOGLONASSに対する入力クロック信号は、48fx=49.107MHzであり、
信号fNCO−GLONASSを出力するためのルックアップテーブルは、以下の通りである請求項17に記載の受信チェーン。
- 前記衛星システムGNSSiは、BeiDouシステムであり、
NCOBeiDouに対する入力クロック信号は、48fx=49.107MHzであり、
信号fNCO−BeiDouを出力するためのルックアップテーブルは、以下の通りである請求項17に記載の受信チェーン。
- 衛星航法システムGPSの受信機において、
1つ又はそれ以上の処理器と、
その上に記録されたプログラム命令(program instructions)を有する、少なくとも1つの非一時的コンピューター読出し可能記録媒体(non−transitory computer−readable medium)を含み、
前記プログラム命令は、前記1つ又はそれ以上の処理器が、
複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだ無線周波数信号を受信する段階と、
前記無線周波数信号と局部発振器誘導信号LORFとを混合して、前記複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだ前記無線周波数信号を前記複数個の衛星システムコンステレーションの多重衛星からの伝送を含んだアナログ中間周波数信号に変換する段階と、
前記中間周波数信号をfsのサンプリングレートでサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換する段階と、
前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSとを混合して、各衛星システムについて前記衛星システムの衛星の信号を前記デジタル中間周波数信号から分離する段階であって、数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSは、前記アナログ中間周波数信号への変換の後の前記衛星システム内の前記衛星の伝送周波数の中心に対応する周波数を有する、段階、の実行を制御するように構成されている衛星航法システムの受信機。 - 複数個の航法衛星システムGNSS1−GNSSnから多重衛星の信号を受信できるモバイル端末機において、
前記複数個の航法衛星システムGNSS1−GNSSnからの前記多重衛星の前記信号を含む無線周波数信号を受信するように構成される受信機と、
前記受信された無線周波数信号と局部発振器誘導信号LORFとを混合して前記複数個の航法衛星システムGNSS1−GNSSnからの前記多重衛星の前記信号を含むアナログ中間周波数信号の出力を発生するように構成される複素混合機と、
前記中間周波数信号をfsのサンプリング信号にサンプリングして前記アナログ中間周波数信号をデジタル中間周波数信号に変換するように構成されるアナログ−デジタル変換機と、
各々が前記デジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSiとを混合するように構成される複数個の複素混合機と、を含み、
前記数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSiは、前記複数個の航法衛星システムGNSS1−GNSSnの中で1つの航法衛星システムGNSSiの衛星の中間周波数で送信周波数の中心に対応する周波数を有することによって、前記複数個の複素混合機が前記各々の航法衛星システムGNSS1−GNSSnの衛星の信号を前記デジタル中間周波数信号から分離するモバイル端末機。 - 前記複数個の航法衛星システムGNSS1−GNSSnからの1つ又はそれ以上の航法衛星システムのサブセットが選択され、
前記選択された航法衛星システムのサブセット内に存在しない前記航法衛星システムの任意のシステムに対応する前記複素混合機が非活性される請求項22に記載のモバイル端末機。 - 受信機が複数個の衛星システムコンステレーションからの信号を受信する方法において、
1セットの衛星システムコンステレーションGNSS1−GNSSnから1つ又はそれ以上の衛星システムコンステレーションのサブセットGNSSsを選択する段階であって、前記受信機は、上記セットの衛星システムコンステレーションGNSS1−GNSSn各々の衛星から信号を分離するように構成される回路を含む、段階と、
前記衛星システムコンステレーションのサブセットGNSSsからの信号を局部発振器誘導信号LO RF と混合してアナログ中間周波数信号に変換し、前記アナログ中間周波数信号から変換されたデジタル中間周波数信号と数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSとを混合して前記サブセットGNSSsの各衛星システムについて前記衛星システムの衛星の信号を前記デジタル中間周波数信号から分離する段階であって、数値制御発振器出力信号fNCO−GNSSは、前記アナログ中間周波数信号への変換の後の前記衛星システム内の衛星の伝送周波数の中心に対応する周波数を有する、段階と、
前記分離された信号を利用して航法/位置ソリューションを計算する段階と、
前記計算された航法/位置ソリューションが最小閾値を満足させない時、1つ又はそれ以上の以前に非選択にされたシステムコンステレーションを上記セットの衛星システムコンステレーションGNSS1−GNSSnから前記サブセットGNSSsに追加する段階と、
1つ又はそれ以上の条件が最大閾値を超過する時、1つ又はそれ以上の以前に非選択にされた衛星システムコンステレーションを前記サブセットGNSSsから除去する段階を含む受信機の信号受信方法。 - 前記最小閾値は、前記計算された航法/位置ソリューションのある程度の正確度である請求項24に記載の受信機の信号受信方法。
- 前記最大閾値は、前記信号を分離するための受信機回路が消費した電力のある程度の割合と前記受信機のシステムに残っている総電力のある程度の割合とのうちの少なくとも1つである請求項24に記載の受信機の信号受信方法。
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