JPH0219659B2 - - Google Patents

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JPH0219659B2
JPH0219659B2 JP60161307A JP16130785A JPH0219659B2 JP H0219659 B2 JPH0219659 B2 JP H0219659B2 JP 60161307 A JP60161307 A JP 60161307A JP 16130785 A JP16130785 A JP 16130785A JP H0219659 B2 JPH0219659 B2 JP H0219659B2
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receiver
prc
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SHUTANDARUTO EREKUTORIIKU ROORENTSU AG
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    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/29—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system carrier including Doppler, related
    • G—PHYSICS
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Structure Of Receivers (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明はバンドスプレツド信号用の受信装置
に関するものである。
［発明の技術的背景］ バンドスプレツド信号は高周波搬送波が疑似ラ
ンダム符号（psedo−random code：以下PRCと
呼ぶ）により符号化されている信号である。この
スペクトラム−スプレツド符号はデータ伝送に使
用される変調信号によつて変調される。変調信号
もまたデジタル信号である場合がしばしばある。
この場合にはしたがつて別のデジタル信号が伝送
のための第１の信号、すなわちPRCに重畳され
る。一般に二つのデジタル信号に対するクロツク
速度は互いに著しく異なつている。
バンドスプレツドが目的の送信装置により使用
されるPRCは受信機中に蓄積される。さらに、
受信機はまたクロツクパルス発生器を備え、それ
はメモリからの符号の読出しを制御するクロツク
パルス信号を生じる。受信機中に蓄積された
PRCと受信されたPRCとの間に時間的一致を生
成するようにクロツクパルス信号の位相が制御さ
れることが必要である。受信装置から送信装置ま
での距離は蓄積されたPRCと受信されたPRCと
の間の位相シフトによつて決定することができ
る。
バンドスプレツド信号が使用されるシステムは
例えばJTIDS（Joint Tactical Information
Distrbution System）およびGPS（Global
Positioning System）である。 GPSはジヤー
ナル・オブ・ザ・インステイテユート・オブ・ナ
ビゲーシヨン第25巻第２号、1978年、121〜146頁
に記載されている。
バンドスプレツド信号用の受信装置は前記文献
の139〜146頁に記載されている。しかしながら、
そのような受信装置は非常に複雑で高価である。
［発明の概要］ この発明の目的は、簡単に構成することのでき
るバンドスプレツド信号用の受信装置を提供する
ことである。
この目的は、バンドスプレツドのために送信装
置によつて使用される受信装置中に蓄積された符
号が受信された信号のバンドスプレツド符号と同
期され、受信された信号の変調が回復される変調
されたバンドスプレツド搬送波信号用の受信装置
であつて、それは制御ループを含み、それにおい
て変調された搬送波信号のＩおよびＱ成分は制御
のために生成される受信装置において、受信され
た信号は、デジタル化されるべき信号がしきい値
を超えたかそれに到達しないかによつてデジタル
信号が第１または第２の値を有するようにデジタ
ル化され、デジタル信号が受信装置中に蓄積され
た符号によつて乗算され、乗算の積として生成さ
れた信号がサンプリングされ、サンプリングプロ
セスにより生成された信号がカウンタに供給さ
れ、第１の合算値Ｉおよび第２の合算値Ｑまたは
その積または分数に等しい合算値が形成され、そ
れにおいて Ｉ＝−Ｚ（０）＋2Z（π）−Ｚ（2π） Ｑ＝−Ｚ（０）＋2Z（π／２） −2Z（3π／２）＋Ｚ（2π） であり、加数は“カツコ”の瞬間における各カウ
ンタを表わし、2πはデジタル化されるべき信号
の周期に等しく、２個の合算値の一時的なシーケ
ンスはＩおよびＱ成分であり、それらはさらに制
御のために処理される受信装置によつて解決され
る。さらにその好ましい、実施態様については特
許請求の範囲第２項以下に記載されている。
この発明による受信装置は非常に高い集積レベ
ルで構成することができる。
機能の大部分はプロセツサによつて遂行される
ことができる。この発明によればRF部分を構成
するためにほんの少量の回路が必要であるに過ぎ
ない。
特に、周波数および振幅制御手段が不要であ
る。もしもGSP受信装置の形態で構成されるな
らば特に必要である時分割多重における複数のサ
テライトと接触することができるように受信機装
置を拡張することが簡単な方法で可能である。要
求される付加的な複雑さは非常に重要性の少ない
ものに過ぎない。
［発明の実施例］ 以下、添附図面を参照に実施例で詳細に説明す
る。
バンドスプレツド信号を発生するために例えば
1GHzの周波数を有する高周波搬送波（第１図ａ）
は疑似ランダム符号PRC（第１図ｂ）によつて変
調され、その符号PRCは０および１状態信号よ
りなり、例えば1MHzのクロツク速度を有してい
る。符号PRCが０状態か１状態かによつて搬送
波の位相は変化しないままか、180度シフトされ
るかである。このようにして発生された信号（第
１図ｃ）を以下搬送波信号と呼ぶ。
この信号は距離の測定のためにGPSによつて
使用されることができる。
もしも受信機中に蓄積されたPRCの位相が二
つのPRCを再び一時的な一致にもたらすように
制御されるならば、距離はよく知られた方法で決
定することができる。
もしもデータがバンドスプレツド信号により送
信されるべきであるならば、これはデータを含む
信号により搬送波信号を変調することによつて行
なうことができる。変調信号はまたデジタル信号
であつてもよい。この場合には別のデジタル信号
がデジタルPRCに重畳されることになる。二つ
のデジタル信号のクロツク速度は両者がはつきり
と相違していることが好ましい。1MHzと50Hzの
クロツク速度が適当な値である。
上述のように、GPSはバンドスプレツド信号
が使用されるすでに知られているシステムであ
る。距離測定およびデータ伝送は共にGPSによ
り行われる。
前記文献に記載されたような従来のGPS受信
機においては、蓄積されたPRCの位相は例えば
いわゆるπデイザー（dither）制御ループまたは
アーリー／レート（early／late）制御ループに
より制御される。また変調された搬送波信号のＩ
およびＱ成分が形成され（次の適当な信号処理、
例えばIF値への変換による）、変調信号が回復さ
れるコスタス（Costas）ループが設けられる。
この発明による新しい受信装置においては制御
基準は従来の受信機の場合と同じであるが、従来
の受信機と著しく異なつた構成である。制御基準
は知られているから、以下の説明においてはそれ
らについては詳細な説明は行なわない。
次に第２図および第３図を参照に説明する。信
号はアンテナ１で受信されRFセクシヨン２へ与
えられる。5kHzへの高周波変換がRFセクシヨン
２に後続して配置されたIFセクシヨン３で行わ
れる。IF周波数は最大の予想しうるドツプラー
シフトが発生したときゼロに等しくない状態に止
どまるように選択される。IF信号はデジタル化
装置４でデジタル化され、それはデジタル信号が
しきい値を超えたとき１状態であり、超えないと
き０状態であるようなものである。適当なしきい
値はゼロの振幅である。
変調された搬送波信号よりほぼ20dB大きい振
幅である雑音信号がデータで変調された受信され
た搬送波信号に重畳される。もしも搬送波信号が
なければ、デジタル化された信号中の０と１の数
は同一である。このデジタル化された信号は乗算
器５においてPRCと乗算され、それによつて生
成された信号は、PRCがメモリ７から読み出さ
れる周波数の２倍の周波数でサンプリング回路６
でサンプリングされる。サンプリングにより生成
された信号は第３図ｃに示されている。
もしも搬送波信号がデータ伝のための変調信号
と共にまたはもたずに存在するならば乗算器５の
後では０と１の数は信号全体を通じて等しく分布
している。０と１の発生の周波数の分布は、もし
も受信された信号がドツプラシフトを受けていな
いならば搬送波信号のIF周波数すなわち5kHzに
おいて変化する（第３図ａおよびｂ）。またもし
も信号がドツプラ周波数が予想されるならば500
Hzと9.5kHzの間の周波数で変化する。
サンプリングプロセスで生成された信号はカウ
ンタ１０に与えられる。もしも搬送波信号が存在
しないならば、第３図ｄに破線で示すようにカウ
ントは直線的に増加する。しかしながら、もしも
変調信号を有する或いは有しない搬送波信号が存
在するならば、第３図ｄに実線で示すような傾斜
が破線のそれよりも交互に大きくなつたり小さく
なつたりするカウントのカーブが生じる。これら
のカウントは２個の乗算器１２，１３に連続的に
供給される。これらの各乗算手段は“＋１”と
“−１”の規則的なシーケンスよりなるクロツク
パルス発生器１５で発生された信号を受ける。ク
ロツク速度はIF周波数と同じである。すなわち
それは存在するかも知れないドツプラシフトを含
んでいる。乗算器１３に対する信号は乗算器１２
に対する信号に対してIF信号の１／４周期ずれ
ている。両乗算器の出力信号は前に示したＩおよ
びＱ信号に対応する。それは従来の受信機におい
て生成されるのと同様であり、この場合にもまた
この発明による新しい受信機においてそれらは制
御信号を生成するために使用される。
各合算回路１６，１７においては、クロツクパ
ルス発生器１５において発生されたクロツクパル
ス信号の各期間に対して次式の合算値が形成され
る。
Ｉ＝−Ｚ（０）＋2Z（π）−Ｚ（2π） Ｑ＝−Ｚ（０）＋2Z（π／２） −2Z（3π／２）＋Ｚ（2π） 各加数は“カツコ”で与えられた瞬間における
それぞれのカウントである。所望の時間にカウン
トがさらに処理されることを確実にする制御ライ
ンは第２図に示されていない。それは当業者であ
ればその機能がわかれば第２図に示された回路を
適当に完成することが可能であるからである。
合算値ＩおよびＱは乗算器１９において互いに
乗算され、乗算処理の結果生成された値はデジタ
ルローパスフイルタ３２に与えられる。デジタル
ローパスフイルタ３２の出力信号は、その出力信
号がIF値に変換された搬送波信号と同じ位相お
よび同じ周波数を有するようにクロツクパルス発
生器の周波数および位相を制御する。乗算器１
２，１３，１９、合算回路１６，１７、デジタル
ローパスフイルタ３２、クロツクパルス発生器１
５および位相シフト手段１４はコスタスループを
形成している。制御状態において合算回路１６に
より出力された数値Ｉのシーケンスは変調信号を
表わし、それから変調信号により伝送されたデー
タは図示されていない評価装置において通常の方
法で回復される。
値ＩおよびＱは乗算器１９に与えられるだけで
なく、２乗回路１８および２０にも供給され、そ
こにおいてこれらの各値は２乗される。これらの
値の２乗値は合算回路２１で加算され、搬送波信
号の振幅を表わす合算値は第１および第２のロー
パスフイルタ２３，２４に交互に与えられる。切
替えはPRCがメモリ７から読み出されるのと同
じ速度（デイザー周波数125Hz）で行われる。ロ
ーパスフイルタ２３，２４の出力信号はプロセツ
サ２５に与えられ、そこにおいてこれらの値の和
と差が計算される。それからよく知られた方法で
制御信号が決定されそれはクロツクパルス発生器
９で発生されたクロツクパルス信号の位相を制御
し、それは（クロツクパルスが除算器８で２で除
算された後）メモリ７からのPRCの読み出しを
制御する。さらにクロツクパルス発生器９からの
クロツクパルス信号はサンプリング回路６用のク
ロツクパルス信号として作用する。位相制御は、
受信機に蓄積されたPRCが受信された信号の
PRCと同じ位相をもつように行われる。基準期
間と呼ばれるPRCの時間位置は受信機と送信局
との間の距離に比例し、それ故これもまた図示さ
れない評価装置に与ええられる。
クロツクパルス発生器９、除算器８、メモリ
７、サンプリング回路６、カウンタ１０、乗算器
１２、合算回路１６，１７、２乗回路１８，２
０、合算回路２１、ローパスフイルタ２３，２
４、プロセツサ２５はアーリー／レート制御ルー
プを形成する。クロツクパルス発生器９により出
力されたクロツク信号は上記の手段に加えて前記
GPSの文献に記載されたように１クロツク期間
だけ前進または遅延する。これはプロセツサによ
つて制御される。
コスタスループと関連して与えられた回答は第
２図に示されたブロツク図に関するアーリー／レ
ート制御ループに関しても適用される。すなわ
ち、前記の機能から当然のこととして生じるクロ
ツク信号は図示されていない。それは当業者が適
当に補足できるからである。
個々の装置の構成もまた当業者が容易になえる
ことである。すなわち、例えば乗算器５は排他的
オアゲートで構成することができる。サンプリン
グ回路６はＪ−Ｋフリツプフロツプの形態で構成
すると特に有効である。それは所要のクロツクパ
ルスをクロツクパルス発生器９から受ける。さら
に数値が多くの位置で処理されるようにプロセツ
サにより複数の前記のような装置を設けることも
可能である。
以上の説明においてPRCについて種々説明し
た。GPSにおいては各サテライト（すなわち送
信局）は特定のPRCを有する。航海用には、同
時に或いは少なくとも急速に連続して測定される
べき複数のサテライトに対する距離測定が必要で
ある。この発明による新しい受信装置によつて時
分割多重を使用して有利に行なうことができる。
このために所望のサテライトのPRCが受信装置
に蓄積されことが必要である。一つのPRCから
次のものへの切替えはミリ秒毎に行われ、上述の
制御動作はこれらの期間中に行われる。制御回路
は全ての所望のサテライトにロツクされれたまま
であり、全てのサテライトから受信された信号の
複調は遮断せずに可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図はバンドスプレツド信号を示し、第２図
はこの発明の１実施例の受信機のブロツク図を示
し、第３図は受信機の動作を説明する信号を示
す。 １…アンテナ、４…デジタル化装置、５，１
２，１３…乗算器、６…サンプリング回路、７…
メモリ、１６，１７，２１…合算回路、１０…カ
ウンタ、１８，２０…２乗回路、２３，２４，３
２…ローパスフイルタ、２５…プロセツサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ バンドスプレツドのために送信装置によつて
    使用される受信装置中に蓄積された符号が受信さ
    れた信号のバンドスプレツド符号と同期され、受
    信された信号の変調が回復される変調されたバン
    ドスプレツド搬送波信号用の受信装置であつて、
    それは制御ループを含み、それにおいて変調され
    た搬送波信号のＩおよびＱ成分が制御のために生
    成される受信装置において、 受信された信号は、デジタル化されるべき信号
    がしきい値を超えたかそれに到達しないかによつ
    てデジタル信号が第１または第２の値を有するよ
    うにデジタル化され、 デジタル信号が受信装置中に蓄積された符号に
    よつて乗算され、 乗算の積として生成された信号がサンプリング
    され、 サンプリングプロセスにより生成された信号が
    カウンタに供給され、 第１の合算値Ｉおよび第２の合算値Ｑまたはそ
    の積または分数に等しい合算値が形成され、それ
    において Ｉ＝−Ｚ（０）＋2Z（π）−Ｚ（2π） Ｑ＝−Ｚ（０）＋2Z（π／２） −2Z（3π／２）＋Ｚ（2π） であり、加数は“カツコ”の瞬間における各カウ
    ントを表わし、2πはデジタル化されるべき信号
    の周期に等しく、 ２個の合算値の一時的なシーケンスはＩおよび
    Ｑ成分であり、それはさらに制御のために処理さ
    れることを特徴とする受信装置。 ２ デジタル信号が“０”および“１”または
    “＋１”および“−１”より構成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の受信装
    置。 ３ 受信された変調された搬送波信号がデジタル
    化される前にIF値に変換されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項または第２項記載の受信
    装置。 ４ カウンタが周期的にリセツトされることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
    れか１項記載の受信装置。 ５ カウンタ出力値が値“＋１”および“−１”
    よりなるパルスシーケンスと乗算され、互いに
    IF信号の１／４期間シフトされることを特徴と
    する特許請求の範囲第３項または第４項記載の受
    信装置。 ６ サンプリング回路がＪ−Ｋフリツプフロツプ
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
    至第５項のいずれか１項記載の受信装置。
JP60161307A 1984-07-23 1985-07-23 バンドスプレツド信号用受信装置 Granted JPS6157142A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3427058.2 1984-07-23
DE19843427058 DE3427058A1 (de) 1984-07-23 1984-07-23 Empfaenger fuer bandgespreizte signale

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6157142A JPS6157142A (ja) 1986-03-24
JPH0219659B2 true JPH0219659B2 (ja) 1990-05-02

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ID=6241307

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JP60161307A Granted JPS6157142A (ja) 1984-07-23 1985-07-23 バンドスプレツド信号用受信装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4672629A (ja)
EP (1) EP0169520B1 (ja)
JP (1) JPS6157142A (ja)
AT (1) ATE40244T1 (ja)
CA (1) CA1244887A (ja)
DE (2) DE3427058A1 (ja)
ES (1) ES8703070A1 (ja)
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