DE488739T1 - Digitaler Vielkanal-Empfänger für GPS. - Google Patents

Digitaler Vielkanal-Empfänger für GPS.

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Thomas J Ford
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Claims (9)

8 733 PATENTANSPRÜCHE
1. Empfänger zum Decodieren eines Signalgemischs, das aus mehreren pseudozufallsrausch-(PRN-)codierten Signalen besteht, wobei der Empfänger aufweist:
eine Einrichtung zum Erzeugen eines lokalen Taktsignals;
eine Abtastschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das Signalgemisch und das lokale Taktsignal empfängt und digitale Gleichphasen- (I-) und Quadraturphasen- (Q-)Abtastwerte des Signalgemischs bereitstellt;
eine Kanal schaltung zum Decodieren eines der PRN-codierten Signale, wobei die Kanal schaltung ferner aufweist:
eine Einrichtung zum Erzeugen eines Doppler-Verschiebungsschätzungssignals; einen Korrelator, der so geschaltet ist, daß er die I- und Q-Abtastwerte, ein lokales Trägerreferenzsignal und ein lokales Codereferenzsignal empfängt und ein Codekorrektursignal bereitstellt; und
eine Code- und Trägersynchronisationsschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das Abtasttaktsignal, das Doppler-Verschiebungsschätzungssignal und das Codekorrektursignal empfängt, zum Bereitstellen des Trägerreferenzsignals und des Codereferenzsignals, wobei das Trägerreferenzsignal und das Codereferenzsignal miteinander synchron sind.
2. Empfänger nach Anspruch 1, bei dem die Kanal schaltung zusätzlich aufweist:
eine Einrichtung zum Bestimmen der relativen Divergenz zwischen dem Trägerreferenzsignal und dem Codereferenzsignal.
3. Empfänger zum Codieren eines Signalgemischs, das aus mehreren pseudozufallsrausch-(PRN-)codierten Signalen besteht, wobei der Empfänger aufweist:
eine Einrichtung zum Erzeugen eines lokalen Taktsignals;
eine Abtastschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das Signalgemisch und das lokale Taktsignal empfängt und digitale Gleichphasen- (I-) und Quadraturphasen- (Q-)Abtastwerte des Signalgemischs bereitstellt;
eine Kanal schaltung zum Decodieren eines der PRN-codierten Signale, wobei die Kanal schaltung ferner aufweist:
eine Einrichtung zum Bereitstellen eines lokalen PRN-Codesignals;
ein Paar Korrelatoren, wobei jeder Korrelator so geschaltet ist, daß er die I- und Q-Abtastwerte und den lokalen PRN-Code empfängt und ein decodiertes Signal bereitstellt, wobei die Korrelatoren in einem ersten
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Modus als frühe oder späte Korrelatoren wählbar konfigurierbar sind und in einem zweiten Modus als pünktliche und Früh-Minus-Spät-Korrelatoren konfigurierbar sind.
4. Empfänger nach Anspruch 3, bei dem die Korrelatoren eine Integrationszeit verwenden, die kurzer ist als die Epoche-Zeit des PRN-codierten Signals im ersten Modus.
5. Empfänger zum Decodieren eines Signalgemischs, das aus mehreren pseudozufallsrausch-(PRN-)codierten Signalen besteht, wobei der Empfänger aufweist:
eine Einrichtung zum Erzeugen eines lokalen Taktsignals;
eine Abtastschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das Signalgemisch und das lokale Taktsignal empfängt und digitale Gleichphasen- (I-) und Quadraturphasen- (Q-)Abtastwerte des Signalgemischs bereitstellt; und
eine Kanal schaltung zum Decodieren eines der PRN-codierten Signale, wobei die Kanal schaltung ferner aufweist:
eine Einrichtung zum Bereitstellen eines lokalen PRN-Codesignals; und
ein Paar Korrelatoren, wobei jeder Korrelator so geschaltet ist, daß er die I- und Q-Abtastwerte und den lokalen PRN-Code empfängt und ein decodiertes Signal bereitstellt, wobei die Korrelatoren dynamisch wählbare Verzögerungen haben.
6. Empfänger zum Decodieren eines Signalgemischs, das aus mehreren pseudozufallsrausch-(PRN-)codierten Signalen besteht, wobei der Empfänger aufweist:
eine Einrichtung zum Erzeugen eines lokalen Taktsignals;
eine Verstärkungsregelungsschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das Signalgemisch empfängt, und einen Verstärkungsregelungseingang aufweist und so geschaltet ist, daß sie ein verstärkungsgeregeltes Signalgemisch bereitstellt;
eine Abtastschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das verstärkungsgeregelte Signalgemisch und das lokale Taktsignal empfängt und digitale Gleichphasen- (I-) und Quadraturphasen- (Q-)Abtastwerte des Signalgemischs bereitstellt;
mehrere Zähler, wobei ein Zähler einem bestimmten erwarteten absoluten Wert der digitalen I- und Q-Abtastwerte zugeordnet ist und die Zähler so angeordnet sind, daß sie jedesmal inkrementiert werden, wenn ein I- oder Q-
Abtastwert mit der entsprechenden Größe von der Abtastschaltung ausgegeben wird; und
eine Einrichtung zum Lesen der Werte der Zähler und zum Korrigieren des Verstärkungsregelungseingangssignals der Verstärkungsregelungsschaltung. 5
7. Empfänger nach Anspruch 6, der zusätzlich aufweist:
eine Einrichtung zum Lesen der Werte der Zähler und zum Vergleichen ihrer relativen Größen, um festzustellen, ob Dauer-Störsignale im Signalgemisch vorhanden sind; und
eine Einrichtung zum Korrigieren des Verstärkungsregelungseingangssignals, wenn Störsignale vorhanden sind, zum Korrigieren des Verstärkungsregelungseingangssignals, so daß die positiven und negativen Spitzenwerte, die in die Abtastschaltung eingegeben werden, den niedrigsten positiven und negativen Ausgangswerten entsprechen.
8. Empfänger zum Demodulieren und Decodieren eines Hochfrequenz-(HF-)Signalgemischs, das aus mehreren übertragenen pseudozufallsrausch-(PRN-)codierten Signalen besteht, wobei der Empfänger aufweist:
einen HF-Abwärtsumsetzer, der so geschaltet ist, daß er das HF-Signalgemisch empfängt und ein Zwischenfrequenz-(ZF-)Signalgemisch bereitstellt;
eine Einrichtung zum Erzeugen eines lokalen Abtasttaktsignals;
eine Abtastschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das ZF-Signalgemisch und das lokale Abtasttaktsignal empfängt und digitale Gleichphasen- (I-)Abtastwerte und Quadraturphasen- (Q-)Abtastwerte des ZF-Signalgemischs bereitstellt;
mehrere Kanal schaltungen, wobei jede Kanal schaltung zum Demodulieren und Decodieren eines der übertragenen PRN-codierten Signale dient und mit den anderen Kanal schaltungen parallel geschaltet ist, so daß jede Kanal schaltung, die I-Abtastwerte und Q-Abtastwerte zur gleichen Zeit wie die anderen Kanal schaltungen empfängt, wobei jede Kanal schaltung ferner aufweist:
eine Einrichtung zum Bereitstellen eines erwarteten Trägerphasensignals;
eine Synchronisationsschaltung, die so geschaltet ist, daß sie das Abtasttaktsignal, das erwartete Trägerphasensignal und ein Synchronisationskorrektursignal empfängt, und so geschaltet ist, daß sie ein akkumuliertes Trägerphasensignal und ein PRN-Codephasensteuersignal
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bereitstellt, wobei das akkumulierte Trägerphasensignal und die PRN-Codephasensteuersignale miteinander synchron sind;
einen PRN-Codesignalgenerator, der so geschaltet ist, daß er das PRN-Codephasensteuersignal empfängt und ein lokales Referenz-PRN-Codesignal bereitstellt;
eine Decodier- und Trägerdrehungseinrichtung mit einer Einrichtung zum simultanen Demodulieren und Decodieren der I- und Q-Abtastsignale, die so geschaltet ist, daß sie die I-Abtastwerte, die Q-Abtastwerte, das lokale Referenz-PRN-Codesignal und das akkumulierte Trägerphasensignal empfängt, mit der Demodulationseinrichtung zur Phasendrehung der I- und Q-Abtastwerte um einen Betrag, der vom Trägerphasensignal angezeigt wird, und der Decodiereinrichtung zum Multiplizieren der I- und Q-Abtastwerte mit dem lokalen Referenz-PRN-Codesignal und zum Bereitstellen decodierter I- und Q-Abtastwerte; und
eine Korrrelationseinrichtung, die so geschaltet ist, daß sie die decodierten I- und Q-Abtastwerte empfängt, zum Bestimmen des Korrelationsstärkewertes bei einer ersten und einer zweiten Codephasenverzögerung und zum Bereitstellen des synchronisierten Korrektursignals für die Synchronisationsschaltung durch Vergleichen der Korrelationsstärkewerte bei der ersten und der zweiten Phasenverzögerung.
9. Empfänger nach Anspruch 7, bei dem die Abtastschaltung digitale Gleichphasen- (I-) und Quadraturphasen- (Q-)Abtastwerte bereitstellt, die Werte aufweisen im Bereich von 0, +/-1, +/-2, +/-3, und die Einrichtung zum Korrigieren des Verstärkungsregelungseingangssignals die positiven und negativen Spitzenwerte korrigiert, so daß sie den digitalen Werten 0 und +/-1 entsprechen.
DE0488739T 1990-11-28 1991-11-28 Digitaler Vielkanal-Empfänger für GPS. Pending DE488739T1 (de)

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