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DE102015004152B4 - Radio communication synchronization system - Google Patents

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Publication number
DE102015004152B4
DE102015004152B4 DE102015004152.5A DE102015004152A DE102015004152B4 DE 102015004152 B4 DE102015004152 B4 DE 102015004152B4 DE 102015004152 A DE102015004152 A DE 102015004152A DE 102015004152 B4 DE102015004152 B4 DE 102015004152B4
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DE
Germany
Prior art keywords
secondary code
signal
gnss
sequence
code sequence
Prior art date
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Active
Application number
DE102015004152.5A
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German (de)
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DE102015004152A1 (en
Inventor
Jason Goldberg
Emre Tapucu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Original Assignee
Avago Technologies International Sales Pte Ltd
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/319,909 external-priority patent/US9270323B2/en
Application filed by Avago Technologies International Sales Pte Ltd filed Critical Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Publication of DE102015004152A1 publication Critical patent/DE102015004152A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102015004152B4 publication Critical patent/DE102015004152B4/en
Active legal-status Critical Current
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    • 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
    • G01S19/30Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related

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  • 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)

Abstract

Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst:
Empfangen (402), an einem Empfänger (120) eines globalen Navigationssatellitensystems, GNSS, (100), einer Vielzahl von GNSS-Signalen (150), die von einem GNSS-Satelliten (110) gesendet werden, wobei ein GNSS-Signal (150) eine Primärcodefolge (160), eine Sekundärcodefolge (170) und
einen Datenanteil (180) aufweist;
Extrahieren (408) der Sekundärcodefolge (170) in jedem der empfangenen GNSS-Signale (150);
Analysieren (410) der extrahierten Sekundärcodefolge (170) auf der Basis einer Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen, wobei die Referenz-Sekundärcodefolgen verzögerte Versionen einer vorbestimmten Sekundärcodefolge (170) aufweisen;
Identifizieren, auf der Basis der Analyse, der Verzögerung, die mit einer Referenz-Sekundärcodefolge aus der Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen assoziiert ist, als einen Phasenversatz, der für das Synchronisieren des GNSS-Empfängers (120) mit dem GNSS-Satelliten (110) verwendet werden soll; und
Ausgeben (460) des Phasenversatzes, der für das Synchronisieren des GNSS-Empfängers (120) mit dem GNSS-Satelliten (110) verwendet werden soll.

Figure DE102015004152B4_0000
Procedure that includes the following steps:
Receiving (402), at a receiver (120) of a global navigation satellite system, GNSS, (100), a plurality of GNSS signals (150) transmitted by a GNSS satellite (110), wherein a GNSS signal (150) comprises a primary code sequence (160), a secondary code sequence (170) and
has a data portion (180);
Extracting (408) the secondary code sequence (170) in each of the received GNSS signals (150);
analyzing (410) the extracted secondary code sequence (170) based on a plurality of reference secondary code sequences, the reference secondary code sequences comprising delayed versions of a predetermined secondary code sequence (170);
Identifying, based on the analysis, the delay associated with a reference secondary code sequence from the plurality of reference secondary code sequences as a phase offset to be used for synchronizing the GNSS receiver (120) with the GNSS satellite (110); and
Outputting (460) the phase offset to be used for synchronizing the GNSS receiver (120) with the GNSS satellite (110).
Figure DE102015004152B4_0000

Description

Querverweis auf damit in Beziehung stehende PatentanmeldungenCross-reference to related patent applications

Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität aus der vorläufigen US-Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 61/975,309 , eingereicht am 04. April 2014This patent application claims priority from the provisional US patent application with the official file number 61/975,309 , submitted on April 4, 2014

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Funkcodesynchronisation, die eine Funkcodesynchronisation für globale Navigationssatellitensysteme (GNSS; Global Navigation Satellite Systems) einschließt. The present disclosure relates to radio code synchronization including radio code synchronization for global navigation satellite systems (GNSS).

Die US 8401546 B2 offenbart ein Verfahren sowie ein Erfassungs- und Verfolgungsgerät zum Verfolgen digitalisierter Spread-Spectrum-Navigationssignale, die mit einem Spreizcode moduliert sind, wobei das Gerät eine Vielzahl universeller Verfolgungskanäle umfasst, die jeweils mit einem Interruptmodul gekoppelt sind, wobei der universelle Tracking-Kanal Module zur effizienten Nutzung der Korrelatorressourcen umfasst.The US 8401546 B2 discloses a method and a detection and tracking device for tracking digitized spread spectrum navigation signals modulated with a spreading code, the device comprising a plurality of universal tracking channels, each coupled to an interrupt module, the universal tracking channel comprising modules for efficient use of the correlator resources.

Die EP 1724602 A1 offenbart ein System zum Verarbeiten eines empfangenen Signals, auf das mindestens ein Code angewendet ist und das Signal eine Frequenz aufweist, wobei eine erste Korrelationsschaltung das Signal mit einem ersten Code korreliert und eine zweite Korrelationsschaltung das Signal mit einem zweiten Code korreliert, der von dem zweiten Code unterschiedlich ist, und Verarbeitungsmittel die Ausgaben der ersten und zweiten Korrelationsschaltung gemeinsam verarbeitet, um die Frequenz zu kompensieren.The EP 1724602 A1 discloses a system for processing a received signal to which at least one code is applied and the signal has a frequency, wherein a first correlation circuit correlates the signal with a first code and a second correlation circuit correlates the signal with a second code different from the second code, and processing means jointly processes the outputs of the first and second correlation circuits to compensate for the frequency.

Die US 6873664 B1 offenbart ein Verfahren und einen digitalen Empfänger zum Erkennen eines codierten Signals, wobei der Empfänger ein langes Pseudorauschen-Codesignal empfängt, das aus zwei kürzeren, miteinander verschachtelten Codes besteht, eine Korrelatoreinheit das empfangene Signal mit einem oder mehreren Referenzcodes korreliert, die jeweils den beiden verschachtelten Codes entsprechen, und Korrelationssignale erzeugt. Detektoren für gerade und ungerade Codes erkennen aus den Korrelationssignalen Codes, wobei eine Verzögerungseinheit mit den Detektoren für gerade und ungerade Codes gekoppelt ist und die geraden oder ungeraden Korrelationssignale verzögert, um die Korrelationssignale auszurichten.The US 6873664 B1 discloses a method and a digital receiver for detecting a coded signal, wherein the receiver receives a long pseudo-noise code signal consisting of two shorter interleaved codes, a correlator unit correlates the received signal with one or more reference codes, each corresponding to the two interleaved codes, and generates correlation signals. Even and odd code detectors detect codes from the correlation signals, and a delay unit is coupled to the even and odd code detectors and delays the even or odd correlation signals to align the correlation signals.

Die US 5600670A offenbart ein GPS-Empfängersystems, bei dem die Kanäle im Erfassungsmodus dynamisch zugewiesen werden, um ein Slave-Kanalmodul hierarchisch mit einem Master-Kanal zu verketten.The US 5600670A discloses a GPS receiver system in which the channels are dynamically assigned in acquisition mode to hierarchically chain a slave channel module to a master channel.

Hintergrundbackground

Typische digitale Kommunikationssysteme schließen das Benutzen eines Senders zum Senden eines Bitstroms zu einem Empfänger ein. Der Bitstrom enthält digitale Informationen, die der Empfänger decodiert und verwendet. In einigen Kommunikationssystemen werden die digitalen Informationen extrahiert, indem zuerst die analoge Darstellung des Bitstroms in digitale Abtastwerte umgewandelt wird. Jeder Abtastwert repräsentiert das Signal zu dem Zeitpunkt des Sampling (Abtastung). Aufgrund von Rauschen und anderen Effekten kann es sein, dass die Signalübergänge nicht sauber dargestellt werden können.Typical digital communication systems involve using a transmitter to send a bitstream to a receiver. The bitstream contains digital information that the receiver decodes and uses. In some communication systems, the digital information is extracted by first converting the analog representation of the bitstream into digital samples. Each sample represents the signal at the time of sampling. Due to noise and other effects, signal transitions may not be represented cleanly.

Eine solche digitale Kommunikation kann in verschiedenen Systemen verwendet werden, wie zum Beispiel etwa in einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS). GNSS ist ein Satellitensystem, das ein Netzwerk von Satelliten im Weltraum umfasst. Jeder Satellit sendet drahtlos codierte Signale in exakten Intervallen. Ein Empfänger analysiert die Signalinformationen, um eine Position, eine Geschwindigkeit und Zeitschätzungen zu ermitteln. Das GNSS-Signal wird für verschiedene Anwendungen verwendet, wie etwa zur Ermittlung des geographischen Standorts des Empfängers eines Benutzers irgendwo auf der Welt. Unter Verwendung der Informationen in dem gesendeten Signal kann der Empfänger auf oder nahe der Erdoberfläche die exakte Position des sendenden Satelliten und den Abstand (aus der Übertragungszeitverzögerung) zwischen dem Satelliten und dem Empfänger berechnen. Für einen genauen Betrieb eines Systems, das auf dem Empfang von GNSS-Signalen basiert, werden der sendende Satellit und der Empfänger zeitlich synchronisiert.Such digital communication can be used in various systems, such as a global navigation satellite system (GNSS). GNSS is a satellite system comprising a network of satellites in space. Each satellite wirelessly transmits coded signals at precise intervals. A receiver analyzes the signal information to determine a position, speed, and time estimates. The GNSS signal is used for various applications, such as determining the geographical location of a user's receiver anywhere in the world. Using the information in the transmitted signal, the receiver on or near the Earth's surface can calculate the exact position of the transmitting satellite and the distance (from the transmission time delay) between the satellite and the receiver. For accurate operation of a system based on the reception of GNSS signals, the transmitting satellite and the receiver are time-synchronized.

GNSS sind besonders empfindlich, weil die GNSS-Signale zwischen Satelliten oberhalb der Erdatmosphäre und Empfängern auf der Erdoberfläche kommuniziert werden. Außerdem werden die Signale, die zu dem Empfänger übertragen werden, von dem Sender erzeugt und sind deshalb auf die Zeitbasis in dem Sender synchronisiert. Infolgedessen sind die Signale nicht auf die Zeitbasis des Empfängers synchronisiert, und deshalb kann die Position der Bitübergänge in der Zeitbasis des Empfängers nicht übernommen bzw. geschätzt werden.GNSS systems are particularly sensitive because GNSS signals are communicated between satellites above Earth's atmosphere and receivers on the Earth's surface. Furthermore, the signals transmitted to the receiver are generated by the transmitter and are therefore synchronized to the transmitter's time base. As a result, the signals are not synchronized to the receiver's time base, and therefore the position of bit transitions in the receiver's time base cannot be captured or estimated.

Kurze Zusammenfassung der ErfindungBrief summary of the invention

In Übereinstimmung mit einem Aspekt umfasst ein Verfahren die folgenden Schritte:

  • Empfangen, unter Verwendung einer Schaltungsanordnung an einem Empfänger eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS), einer Vielzahl von GNSS-Signalen, die von einem GNSS-Satelliten gesendet werden, wobei ein GNSS-Signal eine Primärcodefolge, eine Sekundärcodefolge und einen Datenanteil aufweist;
  • Extrahieren, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, der Sekundärcodefolge in jedem der empfangenen GNSS-Signale;
  • Analysieren, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, der extrahierten Sekundärcodefolge auf der Basis einer Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen, wobei die Referenz-Sekundärcodefolgen verzögerte Versionen einer vorbestimmten Sekundärcodefolge aufweisen;
  • Identifizieren, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, auf der Basis der Analyse, der Verzögerung, die mit einer Referenz-Sekundärcodefolge aus der Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen assoziiert ist, als einen Phasenversatz, der für das Synchronisieren des GNSS-Empfängers mit dem GNSS-Satelliten verwendet werden soll; und
  • Ausgeben, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, des Phasenversatzes, der für das Synchronisieren des GNSS-Empfängers mit dem GNSS-Satelliten verwendet werden soll.
In accordance with one aspect, a method comprises the following steps:
  • Receiving, using circuitry at a global navigation satellite system (GNSS) receiver, a plurality of GNSS signals transmitted from a GNSS satellite, wherein a GNSS signal comprises a primary code sequence, a secondary code sequence, and a data portion;
  • Extracting, using the circuitry, the secondary code sequence in each of the received GNSS signals;
  • analyzing, using the circuit arrangement, the extracted secondary code sequence based on a plurality of reference secondary code sequences, the reference secondary code sequences comprising delayed versions of a predetermined secondary code sequence;
  • Identifying, using the circuitry, based on the analysis, the delay associated with a reference secondary code sequence from the plurality of reference secondary code sequences as a phase offset to be used for synchronizing the GNSS receiver with the GNSS satellite; and
  • Output, using the circuitry, the phase offset to be used for synchronizing the GNSS receiver with the GNSS satellite.

Vorteilhafterweise weist die Vielzahl von empfangenen GNSS-Signalen ein erstes GNSS-Signal und ein zweites GNSS-Signal auf und umfasst das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte:

  • Extrahieren, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, einer ersten Sekundärcodefolge aus dem ersten GNSS-Signal und einer zweiten Sekundärcodefolge aus dem zweiten GNSS-Signal;
  • Erzeugen, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, einer komplex Konjugierten (konjugiert komplexen Zahl) der zweiten Sekundärcodefolge; und
  • Berechnen, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, eines Produkts aus der ersten Sekundärcodefolge und wenigstens einem Teil der erzeugten komplex Konjugierten der zweiten Sekundärcodefolge.
Advantageously, the plurality of received GNSS signals comprises a first GNSS signal and a second GNSS signal, and the method further comprises the following steps:
  • Extracting, using the circuit arrangement, a first secondary code sequence from the first GNSS signal and a second secondary code sequence from the second GNSS signal;
  • Generating, using the circuit arrangement, a complex conjugate (complex conjugate) of the second secondary code sequence; and
  • Calculating, using the circuit arrangement, a product of the first secondary code sequence and at least a portion of the generated complex conjugate of the second secondary code sequence.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren des Weiteren den folgenden Schritt:

  • Berechnen, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, einer Vielzahl von Kreuzkorrelationen des berechneten Produkts und jeder Sekundärcodefolge von der Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen.
Advantageously, the method further comprises the following step:
  • Calculating, using the circuitry, a plurality of cross-correlations of the calculated product and each secondary code sequence from the plurality of reference secondary code sequences.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte:

  • Identifizieren, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, einer Kreuzkorrelation mit einem maximalen Größenwert aus den berechneten Kreuzkorrelationen; und
  • Identifizieren, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, der Referenz-Sekundärcodefolge, die mit der identifizierten Kreuzkorrelation mit der maximalen Größe assoziiert ist.
Advantageously, the method further comprises the following steps:
  • Identifying, using the circuitry, a cross-correlation having a maximum magnitude value from the calculated cross-correlations; and
  • Identifying, using the circuitry, the reference secondary code sequence associated with the identified cross-correlation having the maximum magnitude.

Vorteilhafterweise wird die Verzögerung, die mit der identifizierten Referenz-Sekundärcodefolge assoziiert ist, als der Phasenversatz verwendet, der für die Synchronisation verwendet werden soll.Advantageously, the delay associated with the identified reference secondary code sequence is used as the phase offset to be used for synchronization.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte:

  • Ermitteln, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, eines Winkels, der mit der resultierenden Folge der berechneten Korrelation mit dem maximalen Ergebnis assoziiert ist; und
  • Ausgeben, unter Verwendung der Schaltungsanordnung, des ermittelten Winkels als den Frequenzversatz, der für die Synchronisation des GNSS-Empfängers mit dem GNSS-Satelliten verwendet werden soll.
Advantageously, the method further comprises the following steps:
  • Determining, using the circuit arrangement, an angle associated with the resulting sequence of the calculated correlation with the maximum result; and
  • Outputting, using the circuitry, the determined angle as the frequency offset to be used for synchronizing the GNSS receiver with the GNSS satellite.

Vorteilhafterweise wird der Winkel durch das Berechnen eines Arkustangens der resultierenden Folge der berechneten Korrelation mit dem maximalen Größenwert ermittelt.Advantageously, the angle is determined by calculating an arctangent of the resulting sequence of the calculated correlation with the maximum magnitude value.

Vorteilhafterweise wird der Winkel durch das Berechnen einer gewichteten Kombination einer Teilmenge der berechneten Kreuzkorrelationen ermittelt, wobei die Teilmenge der berechneten Kreuzkorrelationen die berechneten Kreuzkorrelationen mit entsprechenden Größen oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts enthält. Vorteilhafterweise wird das zweite GNSS-Signal nach einer vorbestimmten Verzögerung seit dem Empfang des ersten GNSS-Signals empfangen.Advantageously, the angle is determined by calculating a weighted combination of a subset of the calculated cross-correlations, wherein the subset of the calculated cross-correlations includes the calculated cross-correlations with corresponding magnitudes above a predetermined threshold. Advantageously, the second GNSS signal is received after a predetermined delay since the reception of the first GNSS signal.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt weist ein Funksignalempfänger Folgendes auf:

  • eine Schaltungsanordnung zum Empfangen von Funksignalen bzw. drahtlosen Signalen, wobei jedes Funksignal ein Spreizspektrumsignal aufweist, das eine periodische Erweiterung eines Primärcodes, eine periodische Erweiterung eines Sekundärcodes und einen Datenanteil aufweist;
  • eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln, aus einem ersten empfangenen Funksignal, einer ersten Chipfolge, die repräsentativ für den Sekundärcode ist, durch das Extrahieren des Primärcodes und des Datenanteils aus dem ersten empfangenen Funksignal;
  • eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln, aus einem zweiten empfangenen Funksignal, einer zweiten Chipfolge, die repräsentativ für den Sekundärcode ist, durch das Extrahieren des Primärcodes und des Datenanteils aus dem zweiten empfangenen Funksignal;
  • eine Schaltungsanordnung zum Identifizieren eines Phasenversatzes, der mit den empfangenen Funksignalen assoziiert ist, durch das Analysieren der ersten Chipfolge und der zweiten Chipfolge; und
  • eine Schaltungsanordnung zum Synchronisieren des Funksignalempfängers mit einem Sender der empfangenen Funksignale unter Verwendung des identifizierten Phasenversatzes.
In accordance with one aspect, a radio signal receiver comprises:
  • a circuit arrangement for receiving radio signals or wireless signals, each radio signal comprising a spread spectrum signal having a periodic extension of a primary code, a periodic extension of a secondary code and a data portion;
  • circuitry for determining, from a first received radio signal, a first chip sequence representative of the secondary code by extracting the primary code and the data portion from the first received radio signal;
  • circuitry for determining, from a second received radio signal, a second chip sequence representative of the secondary code by extracting the primary code and the data portion from the second received radio signal;
  • circuitry for identifying a phase offset associated with the received radio signals by analyzing the first chip sequence and the second chip sequence; and
  • a circuit arrangement for synchronizing the radio signal receiver with a transmitter of the received radio signals using the identified phase offset.

Vorteilhafterweise weist der Funksignalempfänger des Weiteren Folgendes auf:

  • eine Schaltungsanordnung zum Berechnen eines konjugiert komplexen Produkts von der ersten Chipfolge und der zweiten Chipfolge;
  • eine Schaltungsanordnung zum Berechnen einer Vielzahl von Kreuzkorrelationen einer Referenz-Chipfolge und einer verzögerten Version des konjugiert komplexen Produkts, wobei das konjugiert komplexe Produkt um eine von einer Vielzahl von vorbestimmten Verzögerungen verzögert ist; und
  • eine Schaltungsanordnung zum Identifizieren einer Verzögerung aus der Vielzahl von vorbestimmten Verzögerungen derart, dass eine Größe der Kreuzkorrelation, die bei der identifizierten Verzögerung berechnet wird, das Maximum unter den Größen der berechneten Kreuzkorrelationen ist.
Advantageously, the radio signal receiver further comprises:
  • a circuit arrangement for calculating a complex conjugate product of the first chip sequence and the second chip sequence;
  • circuitry for calculating a plurality of cross-correlations of a reference chip sequence and a delayed version of the complex conjugate product, wherein the complex conjugate product is delayed by one of a plurality of predetermined delays; and
  • circuitry for identifying a delay from the plurality of predetermined delays such that a magnitude of the cross-correlation calculated at the identified delay is the maximum among the magnitudes of the calculated cross-correlations.

Vorteilhafterweise weist der Funksignalempfänger des Weiteren eine Schaltungsanordnung zum Identifizieren der Verzögerung als den Phasenversatz für die Synchronisation auf.Advantageously, the radio signal receiver further comprises circuitry for identifying the delay as the phase offset for synchronization.

Vorteilhafterweise weist der Funksignalempfänger des Weiteren eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln eines Frequenzversatzes, der bei der Synchronisation des Funksignalempfängers mit dem Sender verwendet wird, auf der Basis der berechneten Kreuzkorrelationen auf.Advantageously, the radio signal receiver further comprises a circuit arrangement for determining a frequency offset used in the synchronization of the radio signal receiver with the transmitter on the basis of the calculated cross-correlations.

Vorteilhafterweise werden der Phasenversatz und der Frequenzversatz für die Synchronisation des Funksignalempfängers mit dem Sender ohne eine Suche über eine Menge von Frequenzversätzen ermittelt.Advantageously, the phase offset and the frequency offset for synchronizing the radio signal receiver with the transmitter are determined without searching through a set of frequency offsets.

Vorteilhafterweise werden das erste empfangene Funksignal und das zweite empfangene Funksignal sequentiell empfangen.Advantageously, the first received radio signal and the second received radio signal are received sequentially.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt ist ein nichtflüchtiges Computerspeichermedium bereitgestellt, das Befehle aufweist, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, wobei die Befehle Folgendes aufweisen:

  • Befehle zum Empfangen eines ersten Signals und eines zweiten Signals, wobei jedes Signal wenigstens eine periodische Erweiterung eines Primärcodes, einen Datenanteil und eine periodische Erweiterung eines Sekundärcodes aufweist;
  • Befehle zum Identifizieren der Sekundärcodefolge in dem empfangenen ersten Signal;
  • Befehle zum Identifizieren der Sekundärcodefolge in dem empfangenen zweiten Signal;
  • Befehle zum Ermitteln eines Versatzes, der mit den empfangenen Signalen assoziiert ist, auf der Basis der identifizierten Sekundärcodefolgen; und
  • Befehle zum Synchronisieren einer lokalen Taktquelle auf der Basis des Versatzes.
In accordance with one aspect, there is provided a non-transitory computer storage medium comprising instructions executable by one or more processors, the instructions comprising:
  • Instructions for receiving a first signal and a second signal, each signal comprising at least one periodic extension of a primary code, a data portion, and one periodic extension of a secondary code;
  • Instructions for identifying the secondary code sequence in the received first signal;
  • Instructions for identifying the secondary code sequence in the received second signal;
  • Instructions for determining an offset associated with the received signals based on the identified secondary code sequences; and
  • Commands to synchronize a local clock source based on the offset.

Vorteilhafterweise weist das nichtflüchtige Computerspeichermedium des Weiteren Folgendes auf:

  • Befehle zum Berechnen eines konjugiert komplexen Produkts der Sekundärcodefolge in dem empfangenen ersten Signal und der Sekundärcodefolge in dem empfangenen zweiten Signal.
Advantageously, the non-volatile computer storage medium further comprises:
  • Instructions for calculating a complex conjugate product of the secondary code sequence in the received first signal and the secondary code sequence in the received second signal.

Vorteilhafterweise wird das konjugiert komplexe Produkt kohärent in die Epoche des Primärcodes integriert.Advantageously, the complex conjugate product is coherently integrated into the epoch of the primary code.

Vorteilhafterweise weist das nichtflüchtige Computerspeichermedium des Weiteren Folgendes auf:

  • Befehle zum Berechnen von Korrelationen des konjugiert komplexen Produkts mit jedem Referenzsignal einer Menge von vorbestimmten Referenzsignalen;
  • Befehle zum Berechnen einer Größe jeder der Korrelationen und zum Ermitteln, als einen Phasenversatz, einer Verzögerung, die mit einem vorbestimmten Referenzsignal aus der Menge von vorbestimmten Referenzsignalen assoziiert ist, wobei die Größe des vorbestimmten Referenzsignals das Maximum unter den berechneten Größen ist; und
  • Befehle zum Berechnen des Frequenzversatzes auf der Basis einer gewichteten Kombination einer Teilmenge der Korrelationen des konjugiert komplexen Produkts mit jedem Referenzsignal der Menge von vorbestimmten Referenzsignalen, wobei die Teilmenge eine vorbestimmte Anzahl von Korrelationen aufweist.
Advantageously, the non-volatile computer storage medium further comprises:
  • Instructions for calculating correlations of the complex conjugate product with each reference signal of a set of predetermined reference signals;
  • Instructions for calculating a magnitude of each of the correlations and for determining, as a phase offset, a delay associated with a predetermined reference signal from the set of predetermined reference signals, the magnitude of the predetermined reference limit signal is the maximum among the calculated quantities; and
  • Instructions for calculating the frequency offset based on a weighted combination of a subset of the correlations of the complex conjugate product with each reference signal of the set of predetermined reference signals, the subset having a predetermined number of correlations.

Vorteilhafterweise werden die Realteile des konjugiert komplexen Produkts in die Epoche des Primärcodes integriert.Advantageously, the real parts of the complex conjugate product are integrated into the epoch of the primary code.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

  • 1 zeigt ein beispielhaftes Kommunikationssystem, das von der Funkcodesynchronisation profitiert. 1 shows an exemplary communication system that benefits from radio code synchronization.
  • 2 veranschaulicht eine Zusammensetzung eines beispielhaften Signals, das während der Funkcodesynchronisation verwendet wird. 2 illustrates a composition of an exemplary signal used during radio code synchronization.
  • 3 veranschaulicht einen beispielhaften Signalempfänger. 3 illustrates an example signal receiver.
  • 4 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit wenigstens einigen der Schritte, die an der Erfassung eines Codephasenversatzes beteiligt sind. 4 illustrates an exemplary flowchart including at least some of the steps involved in detecting a code phase offset.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die unten folgende Erörterung nimmt Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die durch Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen zeigen, die in dem vorliegenden Dokument beschrieben sind. Es können auch andere Ausführungsformen verwendet werden und es können auch strukturelle Änderungen vorgenommen werden, ohne dass von dem Schutzumfang des vorliegenden Dokuments abgewichen wird. Des Weiteren werden Ausführungsformen in dem Kontext eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) beschrieben, aber die Merkmale, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, können auch auf andere Gebiete der digitalen Kommunikation, die Spreizspektrumsignale verwenden, angewendet werden, wie etwa bei drahtlosen Kommunikationen bzw. Funkkommunikationen, die das Codemultiplexverfahren CDMA (Code Division Multiple Access) verwenden. Die Ausführungsformen können für eine genaue und rechnerisch effiziente Codephasensynchronisation von Spreizspektrumsignalen, wie etwa GNSS-Signalen, in Anwesenheit einer Frequenzunsicherheit von Vorteil sein. Die vorgestellten Techniken können zum Beispiel während der Synchronisation von Sekundärcodes verwendet werden, wie etwa denjenigen, die in modernen GNSS-Konstellationen wie etwa Beidou und Galileo vorhanden sind. Da die beschriebene Codephasensynchronisation rechnerisch effizient ist, wird weniger Verarbeitungsleistung in dem System in Verbindung mit dem Empfang von Kommunikationen benötigt, und diese kann deshalb anderen Funktionen zugeteilt werden. In dem Beispiel des GNSS kann, wenn das GNSS zum Beispiel mit anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen auf einem oder mehreren Mikrochip(s) implementiert ist, der Kommunikationsabschnitt des GNSS nicht nur weniger Rechenbedarf haben, sondern er verbraucht auch weniger von den Ressourcen des bzw. der Mikrochips.The discussion below makes reference to the accompanying drawings, which show, by way of illustration, specific embodiments described in the present document. Other embodiments may be utilized, and structural changes may be made without departing from the scope of the present document. Furthermore, embodiments are described in the context of a global navigation satellite system (GNSS), but the features described in the embodiments may also be applied to other areas of digital communications that use spread spectrum signals, such as wireless communications that use code division multiple access (CDMA). The embodiments may be advantageous for accurate and computationally efficient code phase synchronization of spread spectrum signals, such as GNSS signals, in the presence of frequency uncertainty. The presented techniques may be used, for example, during the synchronization of secondary codes, such as those present in modern GNSS constellations such as Beidou and Galileo. Because the described code phase synchronization is computationally efficient, less processing power is required in the system associated with receiving communications, and this power can therefore be allocated to other functions. In the GNSS example, if the GNSS is implemented with application-specific integrated circuits on one or more microchips, the communications portion of the GNSS may not only have less computational demand, but it also consumes fewer of the microchip's resources.

1 zeigt ein beispielhaftes Kommunikationssystem 100, in dem ein Sender 110 ein Signal 150 sendet, das von einem Empfänger 120 empfangen wird. Obwohl 1 nur einen einzigen Sender 110 und einen einzigen Empfänger 120 veranschaulicht, können mehr als ein Sender 110 mit mehr als einem Empfänger 150 in anderen Beispielen kommunizieren. Zu Zwecken der Veranschaulichung konzentriert sich die folgende Beschreibung auf eine Kommunikation von einem einzigen Sender zu einem einzigen Empfänger. 1 veranschaulicht des Weiteren Komponenten des Signals 150, die einen Primärcode 160, einen Sekundärcode 170 und einen Datenanteil 180 einschließen. In anderen Beispielen kann es sein, dass das Signal 150 keinen Datenanteil 180 enthält. Der Empfänger 120 kann eine Kombination von Signalen derart empfangen, dass einige empfangene Signale Daten enthalten, während manche Signale keinen Datenanteil enthalten. Jede Signalkomponente kann von einer unterschiedlichen Periodizität sein, aber sie können eine Phasenbeziehung miteinander haben. 1 shows an exemplary communication system 100 in which a transmitter 110 transmits a signal 150 that is received by a receiver 120. Although 1 While only a single transmitter 110 and a single receiver 120 are illustrated, more than one transmitter 110 may communicate with more than one receiver 150 in other examples. For illustrative purposes, the following description focuses on communication from a single transmitter to a single receiver. 1 further illustrates components of signal 150, including a primary code 160, a secondary code 170, and a data portion 180. In other examples, signal 150 may not include a data portion 180. Receiver 120 may receive a combination of signals such that some received signals include data, while some signals do not include a data portion. Each signal component may have a different periodicity, but they may have a phase relationship with each other.

Der Sender 110 kann das Signal 150 mit einer festen Rate übertragen. Der Sender 110 kann das Signal 150 auch willkürlich auf der Basis eines auslösenden Ereignisses, wie etwa den Empfang eines Befehls zum Senden von Daten, senden. Der Sender 150 kann ein Satellit sein, oder er kann sich an einem Satelliten, wie etwa einem globalen Positionssatelliten (GPS; Global Position Satellite), befinden, wobei in diesem Fall der Sender 110 das Signal 150 kontinuierlich mit einer vorgegebenen Rate senden kann. Alternativ dazu kann das Signal 150 von einem Pseudoliten oder einem Pseudosatelliten, wie etwa einem bodengestützten Signalübertragungssystem, gesendet werden. Der Sender 110 kann ortsfest sein oder er kann sich bewegen, wenn er das Signal 150 sendet.Transmitter 110 may transmit signal 150 at a fixed rate. Transmitter 110 may also transmit signal 150 randomly based on a triggering event, such as receiving a command to transmit data. Transmitter 150 may be a satellite, or it may be located on a satellite, such as a global position satellite (GPS), in which case transmitter 110 may continuously transmit signal 150 at a predetermined rate. Alternatively, signal 150 may be transmitted from a pseudolite or pseudosatellite, such as a ground-based signal transmission system. Transmitter 110 may be stationary, or it may move when transmitting signal 150.

Der Sender 110, wie etwa ein Satellit, kann so entworfen sein, dass er das Funksignal 150 als ein Spreizspektrum-Funksignal bzw. -Radiosignal überträgt. Die weiter beschriebenen Beispiele verwenden einen Satelliten in der Rolle des Senders 110, aber der Sender kann jede andere sendende Vorrichtung wie etwa ein Funksignalturm oder eine Wiederholungsstation, die ein empfangenes Signal wiederholen kann, sein. Der Satellit kann einen Modulator aufweisen, der eine Phasenumtastung bzw. PSK (Phase-Shift Keying) als ein digitales Modulationsverfahren für die Übertragung der Daten 180 durch das Ändern oder Modulieren der Phase einer Trägerwelle verwendet. PSK verwendet eine endliche Anzahl von Phasen, denen jeweils ein einzigartiges Muster von Binärziffern zugeordnet ist. Für Gewöhnlich codiert jede Phase eine gleiche Anzahl von Bits. Jedes Muster von Bits bildet ein Symbol, das durch die bestimmte Phase dargestellt ist. Ein Demodulator, wie etwa der Empfänger 120, ermittelt die Phase des empfangenen Signals und bildet diese zurück auf das Symbol ab, das diese repräsentiert, wodurch die Ausgangsdaten wiederhergestellt werden. Der Empfänger 120 kann speziell für den Symbolsatz ausgelegt sein, der von dem Modulator verwendet wird. Infolgedessen kann das Funksignal 150 wenigstens drei Teile oder Komponenten haben, die später noch beschrieben werden. Zusätzlich zu den drei Komponenten können Beispiele des Funksignals 150 auch andere Komponenten einschließen, die von den beschriebenen Ausführungsformen profitieren.The transmitter 110, such as a satellite, may be designed to transmit the radio signal 150 as a spread spectrum radio signal. The examples described further use a satellite in the role of the transmitter 110, but the transmitter may be any other transmitting A device such as a radio signal tower or repeater station that can repeat a received signal. The satellite may include a modulator that uses phase-shift keying (PSK) as a digital modulation method for transmitting the data 180 by changing or modulating the phase of a carrier wave. PSK uses a finite number of phases, each associated with a unique pattern of binary digits. Typically, each phase encodes an equal number of bits. Each pattern of bits forms a symbol represented by the particular phase. A demodulator, such as receiver 120, determines the phase of the received signal and maps it back to the symbol that represents it, thereby recovering the output data. Receiver 120 may be specifically designed for the symbol set used by the modulator. As a result, radio signal 150 may have at least three parts or components, which will be described later. In addition to the three components, examples of the radio signal 150 may also include other components that benefit from the described embodiments.

Das Funksignal 150 kann einen Anteil von Daten 180 haben. Die Daten 180 können Informationen enthalten, die für die Navigation notwendig sind, wie etwa Zeit- und Ephemeridendaten des Satelliten. Die Daten 180 können eine binär codierte Nachricht sein, die Werte enthält, die hier als „+A“ und „-A“ bezeichnet werden. Die Nachricht kann mit einer niedrigen Frequenzrate übertragen werden und kann die Navigationsinformationen bereitstellen. Der Wert von +A kann 1 sein und der Wert von -A kann -1 oder 0 sein. Die Trägerwelle kann durch den Datenanteil 180 während der Übertragung des Signals 150 moduliert werden.The radio signal 150 may include a portion of data 180. The data 180 may contain information necessary for navigation, such as satellite time and ephemeris data. The data 180 may be a binary-coded message containing values referred to herein as "+A" and "-A." The message may be transmitted at a low frequency rate and may provide the navigation information. The value of +A may be 1, and the value of -A may be -1 or 0. The carrier wave may be modulated by the data portion 180 during transmission of the signal 150.

Das Signal 150 kann des Weiteren einen Primärcode 160 haben. Der Primärcode 160 kann ein Entfernungsmessungscode (Ranging Code) sein, der eine relativ lange bekannte Folge von Werten enthält, die hier als „+B“ und „-B“ bezeichnet werden. Der Wert von +B kann ein Wert von 1 sein und -B kann ein Wert von -1 sein. Der Sender 110 kann die Trägerwelle unter Verwendung des Primärcodes modulieren. Der Primärcode 160 kann für den Satelliten spezifisch sein und kann mit einer höheren Rate als die Daten 180 übertragen werden. Der Primärcode 160, der auch PRN-(Pseudo-Random Noise; Pseudozufallsrauschen)-Code genannt wird, erlaubt eine exakte Entfernungsmessung, so dass mehrere Satelliten oder Sender Signale bei den gleichen Frequenzen rundsenden können, die unter Verwendung der CDMA-Technologie entschlüsselt werden können. Typischerweise werden die Werte der PRN-Codes „Chips“ genannt und nicht „Bits“, um zu betonen, dass sie anders als die Bits von Daten 180 keine Informationen tragen.The signal 150 may further have a primary code 160. The primary code 160 may be a ranging code containing a relatively long, known sequence of values, referred to herein as "+B" and "-B." The value of +B may be a value of 1, and -B may be a value of -1. The transmitter 110 may modulate the carrier wave using the primary code. The primary code 160 may be satellite-specific and may be transmitted at a higher rate than the data 180. The primary code 160, also called a PRN (Pseudo-Random Noise) code, allows for accurate ranging so that multiple satellites or transmitters can broadcast signals at the same frequencies, which can be decoded using CDMA technology. Typically, the values of PRN codes are called “chips” rather than “bits” to emphasize that, unlike the bits of data 180, they do not carry any information.

Das Funksignal 150 kann des Weiteren einen Sekundärcode 170 aufweisen, der auch ein PRN-Code sein kann. Der Sekundärcode 170 ist, wie durch seinen Namen schon angedeutet wird, ein zweiter Code, der den Primärcode 160 multipliziert, um einen längeren Code (der gestufter Code genannt wird) zu bilden. Die Chipping-Rate des Sekundärcodes 170 ist typischerweise niedriger als die des Primärcodes 160. Die Werte des Sekundärcodes können auch als „Chips“ bezeichnet werden, da sie keine Daten tragen. In der 1 ist die Länge von einem Chip des Sekundärcodes 170 so gezeigt, dass sie gleich einer Periode des Primärcodes 160 ist. Aber es ist jede andere Beziehung zwischen den Raten des Primärcodes 160 und des Sekundärcodes 170 möglich. So kann zum Beispiel in einer anderen Ausführungsform eine Periode des Primärcodes 160 zwei Chips des Sekundärcodes 170 entsprechen. Der Sekundärcode 170 wird typischerweise verwendet, um sehr schwache Signale zu erfassen, wie etwa in Innenraumumgebungen oder urbanen Umgebungen. Der Sekundärcode 170 kann ein kürzerer Code als der Primärcode 160 sein. Die Trägerwelle wird unter Verwendung des Sekundärcodes 170 während der Übertragung des Signals 150 weiter moduliert.The radio signal 150 may further include a secondary code 170, which may also be a PRN code. The secondary code 170, as its name suggests, is a second code that multiplies the primary code 160 to form a longer code (called a stepped code). The chipping rate of the secondary code 170 is typically lower than that of the primary code 160. The secondary code values may also be referred to as "chips" because they do not carry any data. 1 The length of one chip of secondary code 170 is shown to be equal to one period of primary code 160. However, any other relationship between the rates of primary code 160 and secondary code 170 is possible. For example, in another embodiment, one period of primary code 160 may correspond to two chips of secondary code 170. Secondary code 170 is typically used to detect very weak signals, such as in indoor or urban environments. Secondary code 170 may be a shorter code than primary code 160. The carrier wave is further modulated using secondary code 170 during transmission of signal 150.

2 veranschaulicht eine beispielhafte Zusammensetzung des Signals 150, wie etwa eines GNSS-Signals, das von einem Empfänger 120, wie etwa einem GNSS-Empfänger, empfangen wird. Eine Trägerwelle 220, wie etwa ein 1575,42 MHz L1-Träger oder ein 1227,6 MHz L2-Träger, kann unter Verwendung verschiedener Komponenten moduliert werden, um das Signal 150 zu erhalten. So kann zum Beispiel in einem beispielhaften GNSS die Trägerwelle 220 unter Verwendung der PSK auf der Basis der Daten 180, des Primärcodes 160 und des Sekundärcodes 170 moduliert werden. In einer Ausführungsform kann zum Beispiel der Primärcode 160, der auch als eine C/A-(Coarse Acquisition/Groberfassungs)-Codefolge bezeichnet wird, eine Übertragungssignalrate (oder Chiprate) von 1,023 MHz und eine Codelänge von 1023 haben (d.h. 1 Periode = 1 Millisekunde). Die Datenbits können eine Länge von 20 Millisekunden haben und auf den Primärcode 160 synchronisiert sein. Eine der Perioden von 1 ms in jeder 20-ms-Periode wird von dem sendenden Satelliten als der Beginn einer Datenperiode ausgewählt. Des Weiteren kann jedes 20-ms-Datenbit zusätzlich von dem Sekundärcode 170 moduliert werden. Wie zum Beispiel in 2 gezeigt ist, kann der Sekundärcode 170 ein Neimann-Hoffman-Code mit 20 Zeichen bzw. Symbolen (oder 20 Chips) (0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0) sein. Die Komponenten können verwendet werden, um die Trägerwelle 220 unter Verwendung von verschiedenen Kombinationen zu modulieren. Wie zum Beispiel in 2 gezeigt ist, kann der Primärcode 160 mit dem Sekundärcode 170 multipliziert werden, und das resultierende Produkt (Entfemungsmessungscode) und die Datenbits können summiert werden. Die Multiplikation und Addition können unter Verwendung von Modulo-2-Werten durchgeführt werden. Alternativ dazu kann für den Primärcode 160 entweder eine Multiplikation oder eine Modulo-2-Addition durchgeführt werden. Das Ergebnis der Summe kann dann auf die Trägerwelle unter Verwendung der binären Phasenmodulation (BPSK; Binary Phase Shift Keying) moduliert werden, um das Signal 150 zu erzeugen, das gesendet werden kann. Das Signal 150 kann periodische Erweiterungen der Primärcodefolge und der Sekundärcodefolge zusammen mit den Daten enthalten. Die Codefolge kann eine Folge von Chips sein. Die Anzahl an Chips in dem Sekundärcode kann geringer sein als die Anzahl an Chips in dem Primärcode, und in einigen Beispielen ist diese sogar beträchtlich geringer. Die Anzahl an Chips in einer Primärcodefolge kann zum Beispiel 1023 sein, während die Anzahl an Chips in einer Sekundärcodefolge 20 sein kann. 2 illustrates an example composition of signal 150, such as a GNSS signal, received by a receiver 120, such as a GNSS receiver. A carrier wave 220, such as a 1575.42 MHz L1 carrier or a 1227.6 MHz L2 carrier, may be modulated using various components to obtain signal 150. For example, in an example GNSS, carrier wave 220 may be modulated using PSK based on data 180, primary code 160, and secondary code 170. For example, in one embodiment, the primary code 160, also referred to as a C/A (Coarse Acquisition) code sequence, may have a transmit signal rate (or chip rate) of 1.023 MHz and a code length of 1023 (i.e., 1 period = 1 millisecond). The data bits may be 20 milliseconds long and synchronized to the primary code 160. One of the 1 ms periods in each 20 ms period is selected by the transmitting satellite as the beginning of a data period. Furthermore, each 20 ms data bit may be additionally modulated by the secondary code 170. As shown, for example, in 2 As shown, the secondary code 170 may be a Neimann-Hoffman code with 20 characters or symbols (or 20 chips) (0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0). The components may be used to generate the carrier wave 220 using modulate the use of different combinations. For example, in 2 As shown, the primary code 160 may be multiplied by the secondary code 170, and the resulting product (distance measurement code) and the data bits may be summed. The multiplication and addition may be performed using modulo-2 values. Alternatively, either multiplication or modulo-2 addition may be performed for the primary code 160. The result of the sum may then be modulated onto the carrier wave using binary phase shift keying (BPSK) to generate the signal 150, which may be transmitted. The signal 150 may include periodic extensions of the primary code sequence and the secondary code sequence along with the data. The code sequence may be a sequence of chips. The number of chips in the secondary code may be fewer than the number of chips in the primary code, and in some examples, considerably fewer. For example, the number of chips in a primary code sequence may be 1023, while the number of chips in a secondary code sequence may be 20.

Der Empfänger 120 kann nach dem Vorhandensein von Signalen, wie etwa dem Signal 150, die sich durch den Raum bewegen, suchen und eine Synchronisation mit den Signalen versuchen, die von einem entsprechenden Sender identifiziert wurden. So kann ein GNSS-Empfänger zum Beispiel ein Radionavigations- bzw. Funknavigations-Benutzergerät sein, das einen Satelliten, der GNSS-Signale sendet, identifiziert und eine Synchronisation damit herstellt, um so die Messungen und Navigationsinformationen in den empfangenen GNSS-Signalen zu demodulieren und zu extrahieren. Da das Signal 150 phasenverschoben ist, kann der Empfänger 120 die Trägerwelle 220 rekonstruieren und die Codes und Navigationsdaten 180 aus dem empfangenen Signal 150 extrahieren. Der Empfänger 120 ist so geplant, dass er eine Verschiebung in der Phase des empfangenen Signals 150 relativ zu dem gesendeten Signal ermitteln kann. Außerdem kann der Empfänger 120 den Phasenversatz in der Anwesenheit einer Frequenzunsicherheit erfassen und ermitteln. In einem anderen Beispiel kann der Empfänger 120 zusätzlich oder alternativ dazu einen Frequenzversatz in dem empfangenen Signal 150 relativ zu dem gesendeten Signal ermitteln. Der Phasenversatz und der Frequenzversatz können verwendet werden, um den Funksignalempfänger mit dem Sender 110 zu synchronisieren.Receiver 120 may search for the presence of signals, such as signal 150, traveling through space and attempt to synchronize with the signals identified by a corresponding transmitter. For example, a GNSS receiver may be a radio navigation user equipment that identifies and synchronizes with a satellite transmitting GNSS signals to demodulate and extract the measurements and navigation information in the received GNSS signals. Because signal 150 is out of phase, receiver 120 may reconstruct carrier wave 220 and extract the codes and navigation data 180 from received signal 150. Receiver 120 is designed to detect a shift in the phase of received signal 150 relative to the transmitted signal. Furthermore, receiver 120 may detect and determine the phase shift in the presence of frequency uncertainty. In another example, receiver 120 may additionally or alternatively determine a frequency offset in received signal 150 relative to the transmitted signal. The phase offset and frequency offset may be used to synchronize the radio signal receiver with transmitter 110.

3 veranschaulicht einen beispielhaften Empfänger 120. Der Empfänger 120 kann eine elektronische Schaltungsanordnung zum Durchführen verschiedener Vorgänge bzw. Operationen aufweisen. Die Schaltungsanordnung kann einen oder mehrere Prozessoren 392, wie etwa Signalprozessoren, einen Mikroprozessor und andere solche Prozessoren aufweisen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können in der Lage sein, einen oder mehrere von einem Computer ausführbare Befehle auszuführen. Die Befehle können in einem Speicher 396 des Empfängers 120 gespeichert sein oder sie können für den einen oder die mehreren Prozessoren 392 über eine Kommunikationsschnittstelle, wie etwa einen Kommunikationsport (nicht gezeigt), zugänglich sein. 3 illustrates an example receiver 120. The receiver 120 may include electronic circuitry for performing various operations. The circuitry may include one or more processors 392, such as signal processors, a microprocessor, and other such processors. The one or more processors may be capable of executing one or more computer-executable instructions. The instructions may be stored in a memory 396 of the receiver 120 or may be accessible to the one or more processors 392 via a communications interface, such as a communications port (not shown).

Der Empfänger 120 kann des Weiteren eine Antenne 310, ein Front-End (Eingangsteil) 320, einen Oszillator 350, eine Basisbandverarbeitungseinheit 370 und eine Anwendungsverarbeitungseinheit 380 aufweisen. Die Antenne 310 kann das Signal 150 als ein analoges Hochfrequenzsignal bzw. Radiofrequenzsignal empfangen. Das empfangene Signal 150 kann in das Front-End 320 eingegeben werden. Das analoge Signal kann in dem Front-End-Abschnitt 320 abwärtsgewandelt, gefiltert und digitalisiert werden. Das Front-End 320 kann einen Abwärtswandler 322, eine Verstärkereinheit 324 und einen Analog-Digital-Wandler (ADW) 328 für die Vorgänge bzw. Operationen aufweisen. Den Komponenten des Front-Ends 320 kann von dem Oszillator 350, der als eine lokale Taktquelle des Empfängers 120 fungiert, ein Taktsignal bereitgestellt werden. Das Front-End 320 erzeugt eine Basisbanddarstellung des Signals 150 in einem gewünschten Spektrum, wie etwa einem Zwischenfrequenz-(ZF)-Spektrum, im Basisband, die Realteile und Imaginärteile bzw. komplexe Teile, nämlich I-(In-Phase)- und Q-(Quadratur)-Komponenten, enthält. Die Basisbanddarstellung kann zu der Basisbandverarbeitungseinheit 370 weitergeleitet werden.The receiver 120 may further include an antenna 310, a front-end (frontend section) 320, an oscillator 350, a baseband processing unit 370, and an application processing unit 380. The antenna 310 may receive the signal 150 as an analog radio frequency signal. The received signal 150 may be input to the front-end 320. The analog signal may be downconverted, filtered, and digitized in the front-end section 320. The front-end 320 may include a downconverter 322, an amplifier unit 324, and an analog-to-digital converter (ADC) 328 for operations. The components of the front-end 320 may be provided with a clock signal from the oscillator 350, which acts as a local clock source of the receiver 120. The front end 320 generates a baseband representation of the signal 150 in a desired spectrum, such as an intermediate frequency (IF) spectrum, in the baseband, which includes real and imaginary parts, or complex parts, namely I (in-phase) and Q (quadrature) components. The baseband representation can be forwarded to the baseband processing unit 370.

Die Basisbandverarbeitungseinheit 370 ist zuständig für die Signalverarbeitungsaufgaben, die bei dem digitalen Signal durchzuführen sind. Die Basisbandverarbeitungseinheit kann auch zuständig sein für die Ermittlung der Codeverzögerung und Trägerphasen- und Frequenzmessungen, um die Daten 180 in dem empfangenen Signal 150 zu erhalten. Dementsprechend kann es sein, dass die Basisbandverarbeitungseinheit 370 einen Startpunkt und/oder einen Endpunkt der Komponenten des empfangenen Funksignals 150 identifizieren muss. Obwohl der Primärcode 160 und der Sekundärcode 170 Werte haben können, die dem Empfänger 120 bekannt sind, können die Codes während der Übertragung kontinuierlich wiederholt werden. Das empfangene Funksignal 150 kann aufgrund mehrerer Faktoren relativ zu dem ursprünglich gesendeten Funksignal auch in der Phase und/oder der Frequenz verschoben worden sein. So können zum Beispiel der Dopplereffekt (relative Bewegung des Empfängers im Hinblick auf den Sender), Umgebungseinflüsse, eine Interferenz mit anderen Signalen und andere solche Faktoren eine Verzögerung oder einen Versatz einführen, die bzw. der wiederum bewirkt, dass das Funksignal 150 relativ zu dem gesendeten Signal verschoben wird. Des Weiteren kann es sein, dass der Oszillator 350 oder die Taktquelle nicht präzise synchron mit einer Taktquelle ist, die von dem Sender 110 verwendet wird, was einen Phasenversatz zwischen dem empfangenen Signal und den erzeugten lokalen Signalen verursachen kann.The baseband processing unit 370 is responsible for the signal processing tasks to be performed on the digital signal. The baseband processing unit may also be responsible for determining the code delay and carrier phase and frequency measurements to obtain the data 180 in the received signal 150. Accordingly, the baseband processing unit 370 may need to identify a starting point and/or an ending point of the components of the received radio signal 150. Although the primary code 160 and the secondary code 170 may have values known to the receiver 120, the codes may be continuously repeated during transmission. The received radio signal 150 may also be shifted in phase and/or frequency relative to the originally transmitted radio signal due to several factors. For example, the Doppler effect (relative movement of the receiver with respect to the transmitter), environmental influences, interference with other signals, and Other such factors may introduce a delay or offset, which in turn causes the radio signal 150 to be shifted relative to the transmitted signal. Furthermore, the oscillator 350 or clock source may not be precisely synchronized with a clock source used by the transmitter 110, which may cause a phase offset between the received signal and the generated local signals.

Wenn die Basisbandverarbeitungseinheit 370 die Versätze ermittelt, können Inhalte des Signals 150 zu der Anwendungsverarbeitungseinheit 380 weitergeleitet werden. Die Anwendungsverarbeitungseinheit 380 kann die Daten 180 verwenden, um navigationsbezogene Informationen einem Benutzer oder einem anderen System oder Gerät in Kommunikation mit dem Empfänger 120 bereitzustellen. Die Daten 180 können zum Beispiel verwendet werden, um eine geographische Position des Empfängers 120 bereitzustellen, die dem Benutzer über eine Anzeigeeinheit angezeigt werden kann. Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann die geographische Position zu einem separaten System oder Gerät übertragen werden, wie etwa einem Server-Computer, der die Informationen bezüglich der geographischen Position verwenden kann, um diesbezügliche Informationen dem Benutzer bereitzustellen. Der Server-Computer kann zum Beispiel interessante Einzelheiten bzw. Sehenswürdigkeiten (POI; Points of Interest) in der Nähe der geographischen Position des Empfängers 120 bereitstellen. Verschiedene andere Anwendungen der Navigationsinformationen, die in den Daten 180 enthalten sind, sind möglich.Once the baseband processing unit 370 determines the offsets, contents of the signal 150 may be forwarded to the application processing unit 380. The application processing unit 380 may use the data 180 to provide navigation-related information to a user or another system or device in communication with the receiver 120. For example, the data 180 may be used to provide a geographic location of the receiver 120, which may be displayed to the user via a display unit. Alternatively or additionally, the geographic location may be transmitted to a separate system or device, such as a server computer, which may use the geographic location information to provide related information to the user. For example, the server computer may provide points of interest (POIs) near the geographic location of the receiver 120. Various other applications of the navigation information contained in the data 180 are possible.

Deshalb kann der Empfänger 120, wie etwa ein GNSS-Empfänger, der die Basisbandverarbeitungseinheit 370 verwendet, einen Synchronisationsvorgang durchführen, der Teil einer Signalerfassungsoperation sein kann. 3 veranschaulicht des Weiteren beispielhafte Komponenten der Basisbandverarbeitungseinheit 370, insbesondere einen lokalen Signalgenerator 372, einen Primärcodekorrelator 375 und einen Sekundärcodekorrelator 377. Die Komponenten können für den Synchronisationsvorgang verwendet werden. Die Komponenten der Basisbandverarbeitungseinheit 370 können unter Verwendung des Oszillators 350 als eine Taktquelle arbeiten.Therefore, the receiver 120, such as a GNSS receiver using the baseband processing unit 370, may perform a synchronization operation, which may be part of a signal acquisition operation. 3 3 further illustrates exemplary components of baseband processing unit 370, specifically a local signal generator 372, a primary code correlator 375, and a secondary code correlator 377. The components may be used for the synchronization process. The components of baseband processing unit 370 may operate using oscillator 350 as a clock source.

Die Basisbandverarbeitungseinheit 370, die den Primärcodekorrelator 375 verwendet, kann das eingehende Signal 150 in der Basisbandform, die von dem Front-End 320 bereitgestellt wird, mit einer Kopie des erwarteten Signals korrelieren, um den Primärcode 160 zu extrahieren. Der lokale Signalgenerator 372 kann die Kopien des erwarteten Signals erzeugen. Das lokal erzeugte erwartete Signal kann ähnliche Komponenten enthalten, wie diese unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben worden sind, wie etwa einen Primärcode und einen Sekundärcode, Werte, die a priori bekannt sind. Der Primärcodekorrelator 375 kann den Primärcode 160 in dem empfangenen Signal und in einem lokal erzeugten erwarteten Signal synchronisieren und Informationen in Bezug auf den Primärcode 160 unter Verwendung eines Entspreizungsvorgangs extrahieren. Um eine gültige Signifikanz oder Daten aus der Korrelation zu extrahieren, muss die lokale Kopie, die in dem Empfänger erzeugt wird, die Signalträgerfrequenz, die Codeverzögerung, die Dopplerfrequenz, das PRN oder den Primärcode 160 (welcher einzigartig für jeden Satelliten/jedes Signal ist) und den Sekundärcode 170 berücksichtigen. Der Sekundärcode 170 kann für einen Satelliten einzigartig sein. Alternativ dazu können Satelliten in einer bestimmten Konstellation, wie etwa Galileo oder Beidou, einen Sekundärcode 170 gemeinsam nutzen.The baseband processing unit 370, using the primary code correlator 375, may correlate the incoming signal 150 in the baseband form provided by the front-end 320 with a copy of the expected signal to extract the primary code 160. The local signal generator 372 may generate the copies of the expected signal. The locally generated expected signal may include similar components as those described with reference to 1 and 2 described, such as a primary code and a secondary code, values that are known a priori. The primary code correlator 375 may synchronize the primary code 160 in the received signal and in a locally generated expected signal and extract information related to the primary code 160 using a despreading process. To extract valid significance or data from the correlation, the local copy generated in the receiver must take into account the signal carrier frequency, the code delay, the Doppler frequency, the PRN, or the primary code 160 (which is unique for each satellite/signal), and the secondary code 170. The secondary code 170 may be unique to a satellite. Alternatively, satellites in a particular constellation, such as Galileo or Beidou, may share a secondary code 170.

Als Teil des Synchronisationsvorgangs kann der Sekundärcodekorrelator 377 Versätze ermitteln, die mit dem empfangenen Sekundärcode 170 assoziiert sind. Der Sekundärcode 170 kann mit einem oder beiden von einem Frequenzversatz und einem Codeversatz assoziiert sein. Ein „Frequenzversatz“ bezieht sich auf den Frequenzunterschied zwischen dem empfangenen Sekundärcode 150 und einem lokal erzeugten erwarteten Sekundärcode. Ein „Codeversatz“ oder „Phasenversatz“ bezieht sich auf den Grad einer Zeitsynchronisation zwischen dem empfangenen Sekundärcode 170 und dem lokal erzeugten Sekundärcode.As part of the synchronization process, secondary code correlator 377 may determine offsets associated with received secondary code 170. Secondary code 170 may be associated with one or both of a frequency offset and a code offset. A "frequency offset" refers to the frequency difference between received secondary code 170 and a locally generated expected secondary code. A "code offset" or "phase offset" refers to the degree of time synchronization between received secondary code 170 and the locally generated secondary code.

Deshalb kann die Synchronisation des Weiteren die Suche nach der Signalenergie über eine Vielzahl von hypothetisierten Sekundärcodeversätzen und eine Vielzahl von hypothetisierten Frequenzversätzen, die auf den Sekundärcode 170 anwendbar sind, beinhalten. Diese stellt man sich typischerweise als eine zweidimensionale Suche vor, wobei eine Dimension der Frequenzversatz ist und die andere Dimension der Codeversatz ist. Traditionelle Vorgehensweisen für die Sekundärcodesynchronisation in der Anwesenheit einer großen Frequenzunsicherheit beinhalten die Berechnung der Energie, die mit kohärent oder nichtkohärent integrierten Versionen des Prompt-Korrelators assoziiert sind, oder den Primärcode-Korrelatorausgang. Die Energie kann über ein zweidimensionales Raster von Sekundärcodephasenversatz- und Frequenzversatzhypothesen berechnet werden. Das Paar aus Sekundärcodephase(nversatz) und Frequenzversatz, das zu der höchsten Energie führt, bildet die Basis für jeweils die Schätzungen für den Sekundärcodephasenversatz und den Frequenzversatz. Eine volle zweidimensionale Suche über sowohl den Sekundärcodephasenversatz als auch den Frequenzversatz kann potentiell mit einem Übermaß an Berechnungskomplexität verbunden sein. Außerdem ist, außer es wird eine gewisse zusätzliche Verarbeitung ausgeführt, die Qualität der Frequenzschätzung durch das Frequenz-Hypothesen-Bin-Spacing begrenzt. Auch wird die Sekundärcodephasenschätzung bei Frequenzversätzen, die sich relativ weit entfernt von den nächsten Frequenz-Bin-Hypothesen befinden (zum Beispiel auf dem halben Weg zwischen benachbarten Frequenz-Bin-Hypothesen), verschlechtert.Therefore, synchronization may further involve searching for the signal energy over a plurality of hypothesized secondary code offsets and a plurality of hypothesized frequency offsets applicable to the secondary code 170. This is typically thought of as a two-dimensional search, where one dimension is the frequency offset and the other dimension is the code offset. Traditional approaches to secondary code synchronization in the presence of large frequency uncertainty involve calculating the energy associated with coherently or non-coherently integrated versions of the prompt correlator, or the primary code correlator output. The energy may be calculated over a two-dimensional grid of secondary code phase offset and frequency offset hypotheses. The secondary code phase(s) and frequency offset pair that results in the highest energy forms the basis for the estimates of the secondary code phase offset and the frequency offset, respectively. A full two-dimensional search over both the secondary code phase offset and the frequency offset can potentially result in an excess of Computational complexity can be associated with this. Furthermore, unless some additional processing is performed, the quality of the frequency estimate is limited by the frequency hypothesis bin spacing. Also, the secondary code phase estimate is degraded at frequency offsets that are relatively far from the nearest frequency bin hypotheses (for example, halfway between adjacent frequency bin hypotheses).

Aber der Empfänger 120 kann den Codeversatz und den Frequenzversatz durch eine Suche über eine einzige Dimension, wie etwa die Sekundärcodeversätze, ermitteln, wodurch die Versätze in einer rechnerisch effizienteren Art und Weise ermittelt werden. Der Empfänger 120 kann die Effizienz durch das Suchen nach dem Sekundärcodephasenversatz in dem Sekundärcode-Chipübergangsbereich erzielen. Verglichen mit herkömmlichen Techniken können die offenbarten und hier durch das gesamte vorliegende Dokument hindurch beschriebenen und von dem beispielhaften Empfänger 120 verwendeten Techniken eine genauere und ressourceneffizientere Sekundärcodephasensynchronisation und Frequenzschätzung von Signalen, wie etwa GNSS-Signalen, in der Anwesenheit einer Frequenzunsicherheit bereitstellen.However, receiver 120 can determine the code offset and frequency offset by searching across a single dimension, such as the secondary code offsets, thereby determining the offsets in a computationally more efficient manner. Receiver 120 can achieve efficiency by searching for the secondary code phase offset in the secondary code chip transition region. Compared to conventional techniques, the techniques disclosed and described throughout this document and employed by the exemplary receiver 120 can provide more accurate and resource-efficient secondary code phase synchronization and frequency estimation of signals, such as GNSS signals, in the presence of frequency uncertainty.

Der Ausgang des Primärcodekorrelators 375 bei einer k-ten empfangenen C/A-(Coarse Acquisition)-Epoche enthält an Signal- und Rauschkomponenten Folgendes: y k = s k + n k  k Z +

Figure DE102015004152B4_0001
wobei Z+ die Menge an nichtnegativen ganzen Zahlen ist, sk das Signal ist und nk die Rauschkomponente ist.The output of the primary code correlator 375 at a k -th received C/A (Coarse Acquisition) epoch contains the following signal and noise components: y k = s k + n k  k Z +
Figure DE102015004152B4_0001
where Z + is the set of non-negative integers, s k is the signal and n k is the noise component.

Die Signalkomponente kann des Weiteren ausgedrückt werden als: S k = A e j ( ω k + θ ) m = b m p k + m N ϕ

Figure DE102015004152B4_0002
b m { 1,1 } T b b e a b s t a n d e t e   B P S K S y m b o l e
Figure DE102015004152B4_0003
p k = { c k k { 0,1, N 1 } 0 k { 0,1, N 1 }
Figure DE102015004152B4_0004
c k { 1,1 } T C / A   S e k u n d r ä r c o d e c h i p s
Figure DE102015004152B4_0005
N = T b T C / A A n z a h l   S e k u n d ä r c o d e s c h i p s   p r o   B i t
Figure DE102015004152B4_0006
ϕ { 0,1, , N 1 } S e k u n d ä r c o d e v e r s a t z
Figure DE102015004152B4_0007
wobei A, ω, and θ jeweils die Signalamplitude, die Frequenz (in Radianten pro C/A-Epoche) und die Phase sind. Außerdem sind TC/A und Tb jeweils das C/A-Epochen-Intervall und das Bit-Intervall, während N die Anzahl an C/A-Epochen ist, die sich über ein Bit-Intervall erstrecken. Schließlich ist bm das m-te übertragene BPS-Symbol, ist pk der k-te Abtastwert einer Sekundärcode-Chip-modulierten Folge mit der Dauer Tb und ist φ der Bitphasenversatz.The signal component can be further expressed as: S k = A e j ( ω k + θ ) m = b m p k + m N ϕ
Figure DE102015004152B4_0002
b m { 1,1 } T b b e a b s t a n d e t e   B P S K S y m b o l e
Figure DE102015004152B4_0003
p k = { c k k { 0,1, N 1 } 0 k { 0,1, N 1 }
Figure DE102015004152B4_0004
c k { 1,1 } T C / A   S e k u n d r ä r c o d e c h i p s
Figure DE102015004152B4_0005
N = T b T C / A A n z a h l   S e k u n d ä r c o d e s c h i p s   p r o   B i t
Figure DE102015004152B4_0006
ϕ { 0,1, , N 1 } S e k u n d ä r c o d e v e r s a t z
Figure DE102015004152B4_0007
where A, ω, and θ are the signal amplitude, frequency (in radians per C/A epoch), and phase, respectively. T C/A and T b are the C/A epoch interval and the bit interval, respectively, while N is the number of C/A epochs spanning one bit interval. Finally, b m is the m -th transmitted BPS symbol, p k is the k -th sample of a secondary code chip-modulated sequence of duration T b , and φ is the bit phase offset.

Die Rauschkomponente der Gleichung 1 kann des Weiteren ausgedrückt werden als: n k IID C N ( 0, σ 2 ) σ 2 = E [ | n k E [ n k ] | 2 ] = E [ | n k | 2 ]

Figure DE102015004152B4_0008
Modelliert als eine Realisation einer unabhängigen, identisch verteilten (u.i.v.) Folge von zirkulär komplexen normalen Zufallsvariablen mit Mittelwert Null und der Varianz δ2, wobei E[·] die statistische Erwartung bezeichnet.The noise component of equation 1 can be further expressed as: n k IID C N ( 0, σ 2 ) σ 2 = E [ | n k E [ n k ] | 2 ] = E [ | n k | 2 ]
Figure DE102015004152B4_0008
Modeled as a realization of an independent, identically distributed (uiv) sequence of circularly complex normal random variables with zero mean and variance δ 2 , where E[·] denotes the statistical expectation.

In Anbetracht der oben genannten mathematischen Ausdrücke beinhaltet das Ermitteln des Phasenversatzes des Ausgangs des Primärcodekorrelators 375 das Schätzen des Sekundärcodephasenversatzes φ angesichts einer Folge { y k } k = 0 K 1

Figure DE102015004152B4_0009
der Länge K.In view of the above mathematical expressions, determining the phase offset of the output of the primary code correlator 375 involves estimating the secondary code phase offset φ given a sequence { y k } k = 0 K 1
Figure DE102015004152B4_0009
of length K.

Ein traditionelles zweidimensionales Suchraster über N hypothetisierte Sekundärcodephasenversätze und Q hypothetisierte Frequenzversätze kann ausgedrückt werden als: ϕ ¯ Φ ¯ = { ϕ ¯ 0 ϕ ¯ 1 ϕ ¯ N 1 } ϕ ¯ i = i ω ¯ Ω ¯ = { ω ¯ 0 ω ¯ 1 ω ¯ Q 1 } ω ¯ q [ π , π )

Figure DE102015004152B4_0010
A traditional two-dimensional search grid over N hypothesized secondary code phase offsets and Q hypothesized frequency offsets can be expressed as: ϕ ¯ Φ ¯ = { ϕ ¯ 0 ϕ ¯ 1 ϕ ¯ N 1 } ϕ ¯ i = i ω ¯ Ω ¯ = { ω ¯ 0 ω ¯ 1 ω ¯ Q 1 } ω ¯ q [ π , π )
Figure DE102015004152B4_0010

Es sei angenommen, dass die empfangenen Abtastwerte eine ganzzahlige Anzahl von Bits/Sekundärcodewiederholungen überspannen: K = PN, wobei P eine ganze Zahl größer als eins ist. Deshalb ist eine Meritfunktion, die die Suche ausdrückt, die durchgeführt werden muss, um den Codephasenversatz zu ermitteln, der traditionellen zweidimensionalen Methode: M ϕ ¯ , ω ¯ = p = 0 P 2 | i = 0 N 1 c i y i + p N + ϕ ¯ e j ω ¯ i | 2

Figure DE102015004152B4_0011
Assume that the received samples span an integer number of bits/secondary code repetitions: K = PN, where P is an integer greater than 1. Therefore, a merit function expressing the search that must be performed to determine the code phase offset of the traditional two-dimensional method is: M ϕ ¯ , ω ¯ = p = 0 P 2 | i = 0 N 1 c i y i + p N + ϕ ¯ e j ω ¯ i | 2
Figure DE102015004152B4_0011

Die Argumente ϕ, ω̂, die gemeinsam die Meritfunktion maximieren, werden als der erfasste Sekundärcodephasenversatz und der geschätzte Frequenzversatz erachtet, was mathematisch ausgedrückt wird als: ϕ ^ , ω ^ = arg _ max ϕ ¯ Φ ¯ , ω ¯ Ω ¯   { M ϕ ¯ , ω ¯ }

Figure DE102015004152B4_0012
The arguments ϕ , ω̂, which jointly maximize the merit function, are considered to be the detected secondary code phase offset and the estimated frequency offset, which is mathematically expressed as: ϕ ^ , ω ^ = arg _ max ϕ ¯ Φ ¯ , ω ¯ Ω ¯   { M ϕ ¯ , ω ¯ }
Figure DE102015004152B4_0012

Der Empfänger 120 kann den Codephasenversatz und den geschätzten Frequenzversatz in einer effizienteren Weise erfassen und ermitteln, indem eine einzige Dimension durchsucht wird, anders als die zweidimensionale Suche, die in der Meritfunktion der Gleichung 5 ausgedrückt ist. Der Empfänger 120 kann den Codephasenversatz und den geschätzten Frequenzversatz durch das Arbeiten bzw. Operieren in dem Sekundärcode-Chipübergangsbereich über konjugiert komplexe Produkte der Prompt-Korrelator-Ausgänge ermitteln, die kohärent in die C/A-Epoche integriert werden. Das konjugiert komplexe Produkt kann gegen verzögerte Versionen einer angemessen definierten Bezugsfolge korreliert werden, die den erwarteten konjugiert komplexen Produkten in Abwesenheit von Rauschen und Frequenzfehlern entspricht. Alternativ dazu können verzögerte Versionen des konjugiert komplexen Produkts gegen eine angemessen definierte Bezugsfolge korreliert werden, die den erwarteten konjugiert komplexen Produkten in Abwesenheit von Rauschen und Frequenzfehlern entspricht. Die konjugiert komplexen Produkte und/oder die Referenz-Sekundärcodesequenz können unter Verwendung von Verzögerungen verzögert werden, die den unterschiedlichen Sekundärcodephasenhypothesen entsprechen. Die Korrelationsergebnisse sind entweder eine konstruktive Summierung oder dekonstruktive Summierung entsprechend dem Vorzeichen von entsprechenden Chipübergängen. Die Korrelationen können auch als Kreuzkorrelationen bezeichnet werden.Receiver 120 may detect and determine the code phase offset and the estimated frequency offset in a more efficient manner by searching a single dimension, unlike the two-dimensional search expressed in the merit function of Equation 5. Receiver 120 may determine the code phase offset and the estimated frequency offset by operating in the secondary code chip transition region via complex conjugate products of the prompt correlator outputs that are coherently integrated into the C/A epoch. The complex conjugate product may be correlated against delayed versions of an appropriately defined reference sequence that correspond to the expected complex conjugate products in the absence of noise and frequency errors. Alternatively, delayed versions of the complex conjugate product may be correlated against an appropriately defined reference sequence that correspond to the expected complex conjugate products in the absence of noise and frequency errors. The complex conjugate products and/or the reference secondary code sequence can be delayed using delays corresponding to the different secondary code phase hypotheses. The correlation results are either a constructive summation or a deconstructive summation depending on the sign of the corresponding chip transitions. The correlations can also be referred to as cross-correlations.

Eine Größe der resultierenden Korrelationen kann berechnet werden. Die Größe kann der absolute Wert der finalen Chipübergangsbereich-Korrelationsoperation sein. Die Verzögerung, die der Korrelation mit der größten Größe entspricht, kann verwendet werden, um den Sekundärcodephasenversatz zu schätzen. Die Phase, die mit der Korrelation mit der größten Größe assoziiert ist, kann verwendet werden, um den Frequenzversatz zu schätzen. Auf der Basis der identifizierten Kreuzkorrelation kann eine eindimensionale Suche über Sekundärcodephasenversätze den Codephasenversatz und den Frequenzversatz des Sekundärcodes bereitstellen. Darüber hinaus können Frequenzschätzungen mit einer minimalen zusätzlichen Berechnung und mit Genauigkeit erzeugt werden.A magnitude of the resulting correlations can be calculated. The magnitude can be the absolute value of the final chip junction region correlation operation. The delay corresponding to the largest correlation can be used to estimate the secondary code phase offset. The phase associated with the largest correlation can be used to estimate the frequency offset. Based on the identified cross-correlation, a one-dimensional search over secondary code phase offsets can provide the code phase offset and the frequency offset of the secondary code. Furthermore, frequency estimates can be generated with minimal additional computation and with accuracy.

4 veranschaulicht ein beispielhaftes Ablaufdiagramm mit wenigstens einigen der Schritte, die an der Erfassung des Codephasenversatzes beteiligt sind. Die gezeigten Schritte arbeiten mit den Ausgängen der Prompt-Korrelatoren des Empfängers 120 (402). Zum Beispiel kann der Empfänger 120 unter Verwendung der Basisbandverarbeitungseinheit 377 eine konjugiert komplexe Produktfolge mit Lag 1 der Sekundärcodekomponente des empfangenen Signals 150 berechnen (404). Alternativ dazu kann eine konjugiert komplexe Produktfolge mit Lag p berechnet werden, wie etwa Lag 2 oder Lag 3. Infolgedessen werden konjugiert komplexe Produkte von Prompt-Korrelator-Ausgängen, die kohärent in die C/A-Epoche oder Primärcodeepoche integriert werden, gebildet. Dies kann wie folgt ausgedrückt werden: l k = y k + 1 y k k { 0,1, , K 2 }

Figure DE102015004152B4_0013
wobei (.)* die komplexe Konjugation bezeichnet. 4 illustrates an exemplary flowchart with at least some of the steps involved in detecting the code phase offset. The steps shown operate on the outputs of the prompt correlators of receiver 120 (402). For example, receiver 120, using baseband processing unit 377, may calculate (404) a complex conjugate product sequence with lag 1 of the secondary code component of received signal 150. Alternatively, a complex conjugate product sequence with lag p, such as lag 2 or lag 3, may be calculated. As a result, complex conjugate products of prompt correlator outputs coherently integrated into the C/A epoch or primary code epoch are formed. This can be expressed as follows: l k = y k + 1 y k k { 0,1, , K 2 }
Figure DE102015004152B4_0013
where (.)* denotes the complex conjugation.

Alternativ dazu können in Fällen, in denen ein Restfrequenzversatz klein ist, die Realteile der Prompt-Korrelator-Ausgänge in die C/A wie in Gleichung 6A gezeigt integriert werden. l k = R e { y k + 1 y k } k { 0,1, , K 2 }

Figure DE102015004152B4_0014
Alternatively, in cases where a residual frequency offset is small, the real parts of the prompt correlator outputs can be integrated into the C/A as shown in Equation 6A. l k = R e { y k + 1 y k } k { 0,1, , K 2 }
Figure DE102015004152B4_0014

Des Weiteren kann der Empfänger 120 eine oder mehrere Referenz-Sekundärsignalfolgen berechnen (408). Eine Referenz-Sekundärcodefolge kann eine Lag-1-Sekundärcode-Chip-Produktfolge mit N Elementen sein. Ein beispielhafter Referenz-Sekundärcode dk kann ausgedrückt werden als: d k = c ( k + 1 )  mod  N C k k { 0,1, , N 1 } .

Figure DE102015004152B4_0015
Furthermore, the receiver 120 may calculate one or more reference secondary signal sequences (408). A reference secondary code sequence may be a lag-1 secondary code chip product sequence with N elements. An exemplary reference secondary code d k may be expressed as: d k = c ( k + 1 )  mod  N C k k { 0,1, , N 1 } .
Figure DE102015004152B4_0015

Die erzeugten Referenzsignale können mit verzögerten Versionen des konjugiert komplexen Produkts korreliert werden (410, 414). Zum Beispiel können auf der Basis von unterschiedlichen Hypothesen der Codephasenversätze ϕ Korrelationen der erzeugten Referenzsignale und der verzögerten Versionen der komplex Konjugierten (konjugiert komplexen Zahlen) berechnet werden. Eine eindimensionale Meritfunktion, die repräsentativ für die Operation ist, kann ausgedrückt werden als: V ϕ ¯ = i = 0 N 1 d i ( p = 0 P 2 l i + p N + ϕ ¯ ) .

Figure DE102015004152B4_0016
Alternativ dazu können die hypothetisierten Codephasenversätze verwendet werden, um verzögerte Versionen der Referenz-Codefolgen zu erzeugen, die durch dk dargestellt sind (480), und die Meritfunktion kann Korrelationen der verzögerten Versionen der Referenz-Sekundärcodefolge und der konjugiert komplexen Produkte der Prompt-Korrelator-Ausgänge, die kohärent in die Primärcodeepoche integriert werden, beinhalten (484). Für Lag-1-Produkte kann der Wert von p in 404 1 sein. Aber der Empfänger kann die Meritfunktion auf der Basis einer gewissen Kombination von konjugiert komplexen Produkten mit Lag p bilden, wobei p ≥ 1.The generated reference signals can be correlated with delayed versions of the complex conjugate product (410, 414). For example, based on different hypotheses of the code phase offsets ϕ Correlations of the generated reference signals and the delayed versions of the complex conjugates (conjugates of complex numbers) are calculated. A one-dimensional merit function representative of the operation can be expressed as: V ϕ ¯ = i = 0 N 1 d i ( p = 0 P 2 l i + p N + ϕ ¯ ) .
Figure DE102015004152B4_0016
Alternatively, the hypothesized code phase offsets can be used to generate delayed versions of the reference code sequences represented by d k (480), and the merit function can include correlations of the delayed versions of the reference secondary code sequence and the complex conjugate products of the prompt correlator outputs coherently integrated into the primary code epoch (484). For lag-1 products, the value of p in 404 can be 1. However, the receiver can form the merit function based on some combination of complex conjugate products with lag p, where p ≥ 1.

Eine Größe der resultierenden Korrelationen kann berechnet werden. Die Korrelation mit der maximalen Größe kann identifiziert werden (440). Die Verzögerung, die mit der Korrelation mit der maximalen Größe assoziiert ist, kann verwendet werden, um den Phasenversatz zu ermitteln. Die assoziierte Verzögerung kann zum Beispiel als der Sekundärcodephasenversatz ausgegeben werden (460). Der erfasste Sekundärcodephasenversatz ϕ kann dann ausgedrückt werden als ϕ ^ = arg max ϕ ¯ Φ ¯ | V ϕ ¯ |

Figure DE102015004152B4_0017
und der Frequenzversatz ω̂ kann mit so gut wie keiner zusätzlichen Berechnung auf der Basis der resultierenden Korrelationen geschätzt werden Der Frequenzversatz kann zum Beispiel als der Arkustangens der Korrelation mit der maximalen Amplitude berechnet werden: ω ^ = L ( V ϕ ^ ) .
Figure DE102015004152B4_0018
Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Frequenzversatz auf der Basis einer gewichteten Kombination von mehreren hohen Spitzenwerten berechnet werden, um die Frequenz bei diesen Verzögerungen zu schätzen. Es kann zum Beispiel eine Teilmenge der resultierenden Korrelationen ausgewählt werden, um den Frequenzversatz zu berechnen. Die Teilmenge kann eine vorbestimmte Anzahl von Korrelationen umfassen. Die Korrelationen, die in der Teilmenge ausgewählt sind, können auf einem vorbestimmten Größenschwellenwert basieren. So können zum Beispiel Korrelationen oberhalb des vorbestimmten Größenschwellenwerts als die Teilmenge für die Ermittlung des Frequenzversatzes ausgewählt werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können andere Kriterien für die Auswahl der Teilmenge von Korrelationen verwendet werden.A value of the resulting correlations can be calculated. The correlation with the maximum magnitude can be identified (440). The delay associated with the correlation with the maximum magnitude can be used to determine the phase offset. The associated delay can be output, for example, as the secondary code phase offset (460). The detected secondary code phase offset ϕ can then be expressed as ϕ ^ = arg max ϕ ¯ Φ ¯ | V ϕ ¯ |
Figure DE102015004152B4_0017
and the frequency offset ω̂ can be estimated with almost no additional calculation based on the resulting correlations. The frequency offset can be calculated, for example, as the arctangent of the correlation with the maximum amplitude: ω ^ = L ( V ϕ ^ ) .
Figure DE102015004152B4_0018
Alternatively or additionally, the frequency offset may be calculated based on a weighted combination of multiple high peak values to estimate the frequency at these delays. For example, a subset of the resulting correlations may be selected to calculate the frequency offset. The subset may comprise a predetermined number of correlations. The correlations selected in the subset may be based on a predetermined size threshold. For example, correlations above the predetermined size threshold may be selected as the subset for determining the frequency offset. Alternatively or additionally, other criteria may be used to select the subset of correlations.

In einem Beispiel kann der Empfänger 120 die konjugiert komplexen Produkte, die Bitgrenzen überspannen, durch die Verwendung einer Variation der Meritfunktion exzidierten, wie etwa: V ϕ ¯ = i = 0 N 2 d i ( p = 0 P 2 l i + p N + ϕ ¯ ) .

Figure DE102015004152B4_0019
Das Exzidieren kann die Auswirkung von Datenbitübergängen an dem wahren Sekundärcodephasenversatz vermeiden.In one example, the receiver 120 may excise the complex conjugate products that span bit boundaries by using a variation of the merit function, such as: V ϕ ¯ = i = 0 N 2 d i ( p = 0 P 2 l i + p N + ϕ ¯ ) .
Figure DE102015004152B4_0019
Excision can avoid the effect of data bit transitions on the true secondary code phase offset.

Somit kann der Empfänger 120 den Codephasenversatz und den Frequenzversatz auf der Basis der konjugiert komplexen Produktfolge und der einen oder mehreren Referenz-Sekundärcodefolgen unter Verwendung einer eindimensionalen Suche erfassen und ermitteln.Thus, the receiver 120 may detect and determine the code phase offset and the frequency offset based on the complex conjugate product sequence and the one or more reference secondary code sequences using a one-dimensional search.

Die oben beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen bzw. Geräte und die oben beschriebene Logik können in Schaltungsanordnungen auf viele verschiedene Arten und Weisen und in vielen verschiedenen Kombinationen von Hardware oder von sowohl Hardware als auch Software implementiert werden. Es kann bzw. können zum Beispiel das gesamte System oder Teile des Systems eine Schaltungsanordnung aufweisen, die einen Kontroller, einen Mikroprozessor und/oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC; Application Specific Integrated Circuit) aufweist, oder eine Schaltungsanordnung kann mit diskreter Logik oder diskreten Bauteilen oder mit einer Kombination von anderen Arten von analogen oder digitalen Schaltungen, kombiniert auf einer einzigen integrierten Schaltung oder verteilt zwischen mehreren integrierten Schaltungen, implementiert sein. Die gesamte Logik oder ein Teil der Logik, die oben beschrieben ist, kann als Befehle für die Ausführung durch die Schaltungsanordnung implementiert sein, die einen Prozessor, einen Kontroller oder eine andere Verarbeitungsvorrichtung aufweisen kann, und kann in einer Schaltungsanordnung gespeichert sein, die ein materielles oder nichtflüchtiges maschinenlesbares oder computerlesbares Medium wie etwa einen Flash-Speicher, einen Direktzugriffsspeicher bzw. ein RAM (Random Access Memory) oder einen Nur-Lese-Speicher bzw. ein ROM (Read Only Memory), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher bzw. ein EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) oder ein anderes maschinenlesbares Medium wie etwa einen Compact-Disk-Nur-Lese-Speicher bzw. CDROM (Compact Disc Read Only Memory) oder eine magnetische oder optische Platte aufweist. Infolgedessen kann ein Erzeugnis, wie etwa ein Computerprogrammerzeugnis, eine Schaltungsanordnung sein, die ein Speichermedium und auf dem Medium gespeicherte computerlesbare Befehle aufweist, die dann, wenn sie in einem Endpunkt, einem Computersystem oder in einer anderen Vorrichtung bzw. in einem anderen Gerät ausgeführt werden, bewirken, dass die Vorrichtung bzw. das Gerät Operationen bzw. Vorgänge in Übereinstimmung mit jeder bzw. jedem in der oben genannten Beschreibung durchführt.The methods, devices, and logic described above may be implemented in circuitry in many different ways and in many different combinations of hardware, or both hardware and software. For example, the entire system or portions of the system may comprise circuitry that includes a controller, a microprocessor, and/or an application-specific integrated circuit (ASIC), or circuitry may be implemented with discrete logic or discrete components, or with a combination of other types of analog or digital circuitry, combined on a single integrated circuit or distributed among multiple integrated circuits. All or part of the logic described above may be implemented as instructions for execution by circuitry, which may include a processor, controller, or other processing device, and may be stored in circuitry comprising a tangible or non-transitory machine-readable or computer-readable medium such as flash memory, random access memory (RAM) or read-only memory (ROM), erasable programmable read-only memory (EPROM) or other machine-readable medium such as compact disc read-only memory (CDROM) or a magnetic or optical disk. As a result, a product of manufacture, such as a computer program product, may be circuitry comprising a storage medium and computer-readable instructions stored on the medium that, when executed in an endpoint, computer system, or other apparatus or device, cause the apparatus or device to perform operations or acts in accordance with each of the above descriptions.

Die Schaltungsanordnung kann des Weiteren Zugriffsbefehle für das Ausführen durch die Schaltungsanordnung aufweisen. Die Befehle können in einem materiellen Speichermedium gespeichert sein, das kein flüchtiges Signal ist, wie etwa in einem Flash-Speicher, einem Direktzugriffsspeicher bzw. RAM (Random Access Memory), einem Nur-Lese-Speicher bzw. ROM (Read Only Memory), einem löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher bzw. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory); oder auf einer magnetischen oder optischen Platte wie etwa einem Compact-Disk-Nur-Lese-Speicher bzw. CDROM (Compact Disc Read Only Memory), einem Festplattenlaufwerk (HDD; Hard Disk Drive) oder einer anderen magnetischen oder optischen Platte; oder in oder auf einem anderen maschinenlesbaren Medium. Ein Erzeugnis, wie etwa ein Computerprogrammerzeugnis, kann ein Speichermedium und in oder auf dem Medium gespeicherte Befehle aufweisen, und die Befehle können dann, wenn sie von der Schaltungsanordnung in einer Vorrichtung bzw. in einem Gerät ausgeführt werden, bewirken, dass die Vorrichtung bzw. das Gerät jede der oben beschriebenen oder in den Zeichnungen veranschaulichten Verarbeitungen implementiert.The circuitry may further comprise access instructions for execution by the circuitry. The instructions may be stored in a tangible storage medium that is not a volatile signal, such as a flash memory, a random access memory (RAM), a read-only memory (ROM), an erasable programmable read-only memory (EPROM); or on a magnetic or optical disk such as a compact disk read-only memory (CDROM). Disc Read Only Memory), a hard disk drive (HDD), or other magnetic or optical disk; or in or on another machine-readable medium. A product, such as a computer program product, may comprise a storage medium and instructions stored in or on the medium, and the instructions, when executed by circuitry in a device, may cause the device to implement any of the processing described above or illustrated in the drawings.

Die Implementierungen können eine Schaltungsanordnung sein, die unter mehreren Systemkomponenten verteilt ist, wie etwa unter mehreren Prozessoren und Speichern, und die optional mehrere verteilte Verarbeitungssysteme einschließt. Parameter, Datenbanken bzw. Datensätze und andere Datenstrukturen können separat gespeichert sein und verwaltet werden, können in einem einzigen Speicher oder in einer einzigen Datenbank integriert sein, können logisch und physisch auf viele verschiedene Arten organisiert sein und können auf viele verschiedene Weisen implementiert sein, die als Datenstrukturen zum Beispiel verkettete Listen, Hash-Tabellen, Arrays, Aufzeichnungen, Objekte oder implizite Speichermechanismen einschließen. Programme können Teile (z.B. Subroutinen) eines einzigen Programms, von getrennten Programmen, verteilt quer über mehrere Speicher und Prozessoren, sein oder sie können auf viele verschiedene Arten implementiert sein, wie etwa in einer Bibliothek, wie zum Beispiel als eine gemeinsam genutzte Bibliothek (z.B. eine dynamische Verknüpfungsbibliothek (DLL, Dynamic Link Library). Die DLL kann zum Beispiel Befehle speichern, die jede der oben beschriebenen oder in den Zeichnungen veranschaulichten Verarbeitungen ausführen, wenn sie von der Schaltungsanordnung ausgeführt werden.The implementations may be circuitry distributed among multiple system components, such as multiple processors and memories, and optionally including multiple distributed processing systems. Parameters, databases or data sets, and other data structures may be stored and managed separately, may be integrated into a single memory or database, may be logically and physically organized in many different ways, and may be implemented in many different ways, including, for example, linked lists, hash tables, arrays, records, objects, or implicit storage mechanisms as data structures. Programs may be parts (e.g., subroutines) of a single program, of separate programs distributed across multiple memories and processors, or they may be implemented in many different ways, such as in a library, such as a shared library (e.g., a dynamic link library (DLL). The DLL may, for example, store instructions that, when executed by the circuitry, perform any of the processing described above or illustrated in the drawings.

Claims (15)

Verfahren, das die folgenden Schritte umfasst: Empfangen (402), an einem Empfänger (120) eines globalen Navigationssatellitensystems, GNSS, (100), einer Vielzahl von GNSS-Signalen (150), die von einem GNSS-Satelliten (110) gesendet werden, wobei ein GNSS-Signal (150) eine Primärcodefolge (160), eine Sekundärcodefolge (170) und einen Datenanteil (180) aufweist; Extrahieren (408) der Sekundärcodefolge (170) in jedem der empfangenen GNSS-Signale (150); Analysieren (410) der extrahierten Sekundärcodefolge (170) auf der Basis einer Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen, wobei die Referenz-Sekundärcodefolgen verzögerte Versionen einer vorbestimmten Sekundärcodefolge (170) aufweisen; Identifizieren, auf der Basis der Analyse, der Verzögerung, die mit einer Referenz-Sekundärcodefolge aus der Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen assoziiert ist, als einen Phasenversatz, der für das Synchronisieren des GNSS-Empfängers (120) mit dem GNSS-Satelliten (110) verwendet werden soll; und Ausgeben (460) des Phasenversatzes, der für das Synchronisieren des GNSS-Empfängers (120) mit dem GNSS-Satelliten (110) verwendet werden soll.A method comprising the following steps: Receiving (402), at a receiver (120) of a global navigation satellite system (GNSS) (100), a plurality of GNSS signals (150) transmitted by a GNSS satellite (110), wherein a GNSS signal (150) comprises a primary code sequence (160), a secondary code sequence (170), and a data portion (180); Extracting (408) the secondary code sequence (170) in each of the received GNSS signals (150); Analyzing (410) the extracted secondary code sequence (170) based on a plurality of reference secondary code sequences, wherein the reference secondary code sequences comprise delayed versions of a predetermined secondary code sequence (170); Identifying, based on the analysis, the delay associated with a reference secondary code sequence from the plurality of reference secondary code sequences as a phase offset to be used for synchronizing the GNSS receiver (120) with the GNSS satellite (110); and Outputting (460) the phase offset to be used for synchronizing the GNSS receiver (120) with the GNSS satellite (110). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von empfangenen GNSS-Signalen (150) ein erstes GNSS-Signal (150) und ein zweites GNSS-Signal (150) aufweist und das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Extrahieren einer ersten Sekundärcodefolge (170) aus dem ersten GNSS-Signal (150) und einer zweiten Sekundärcodefolge (170) aus dem zweiten GNSS-Signal (150); Erzeugen (404) einer komplex Konjugierten (konjugiert komplexen Zahl) der zweiten Sekundärcodefolge (170); und Berechnen eines Produkts aus der ersten Sekundärcodefolge (170) und wenigstens einem Teil der erzeugten komplex Konjugierten der zweiten Sekundärcodefolge (170).Procedure according to Claim 1 , wherein the plurality of received GNSS signals (150) comprises a first GNSS signal (150) and a second GNSS signal (150), and the method further comprises the steps of: extracting a first secondary code sequence (170) from the first GNSS signal (150) and a second secondary code sequence (170) from the second GNSS signal (150); generating (404) a complex conjugate (complex conjugate) of the second secondary code sequence (170); and calculating a product of the first secondary code sequence (170) and at least a portion of the generated complex conjugate of the second secondary code sequence (170). Verfahren nach Anspruch 2, das des Weiteren den folgenden Schritt umfasst: Berechnen (414, 484) einer Vielzahl von Kreuzkorrelationen des berechneten Produkts und jeder Sekundärcodefolge (170) von der Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen.Procedure according to Claim 2 further comprising the step of: calculating (414, 484) a plurality of cross-correlations of the calculated product and each secondary code sequence (170) from the plurality of reference secondary code sequences. Verfahren nach Anspruch 3, das des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Identifizieren (440) einer Kreuzkorrelation mit einem maximalen Größenwert aus den berechneten Kreuzkorrelationen; und Identifizieren der Referenz-Sekundärcodefolge, die mit der identifizierten Kreuzkorrelation mit der maximalen Größe assoziiert ist.Procedure according to Claim 3 , further comprising the steps of: identifying (440) a cross-correlation having a maximum magnitude value from the calculated cross-correlations; and identifying the reference secondary code sequence associated with the identified cross-correlation having the maximum magnitude. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Verzögerung, die mit der identifizierten Referenz-Sekundärcodefolge assoziiert ist, als der Phasenversatz verwendet wird, der für die Synchronisation verwendet werden soll.Procedure according to Claim 4 , where the delay associated with the identified reference secondary code sequence is used as the phase offset to be used for synchronization. Verfahren nach Anspruch 4, das des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Ermitteln eines Winkels, der mit der resultierenden Folge der berechneten Korrelation mit dem maximalen Ergebnis assoziiert ist; und Ausgeben des ermittelten Winkels als den Frequenzversatz, der für die Synchronisation des GNSS-Empfängers (120) mit dem GNSS-Satelliten (110) verwendet werden soll.Procedure according to Claim 4 , further comprising the steps of: determining an angle associated with the resulting sequence of the calculated correlation with the maximum result; and outputting the determined angle as the frequency offset to be used for synchronizing the GNSS receiver (120) with the GNSS satellite (110). Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Winkel durch das Berechnen eines Arkustangens der resultierenden Folge der berechneten Korrelation mit dem maximalen Größenwert ermittelt wird.Procedure according to Claim 6 , where the angle is determined by calculating an arctangent of the resulting sequence of the calculated correlation with the maximum magnitude value. Funksignalempfänger, der Folgendes aufweist: eine Schaltungsanordnung (310) zum Empfangen von Funksignalen bzw. drahtlosen Signalen (150), wobei jedes Funksignal (150) ein Spreizspektrumsignal aufweist, das eine periodische Erweiterung eines Primärcodes (160), eine periodische Erweiterung eines Sekundärcodes (170) und einen Datenanteil (180) aufweist; eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln, aus einem ersten empfangenen Funksignal (150), einer ersten Chipfolge, die repräsentativ für den Sekundärcode (170) ist, durch das Extrahieren des Sekundärcodes (170) und des Datenanteils (180) aus dem ersten empfangenen Funksignal (150); eine Schaltungsanordnung (320) zum Ermitteln, aus einem zweiten empfangenen Funksignal (150), einer zweiten Chipfolge, die repräsentativ für den Sekundärcode (170) ist, durch das Extrahieren des Sekundärcodes (170) und des Datenanteils (180) aus dem zweiten empfangenen Funksignal (150); eine Schaltungsanordnung (370) zum Identifizieren eines Phasenversatzes, der mit den empfangenen Funksignalen (150) assoziiert ist, durch das Analysieren der ersten Chipfolge und der zweiten Chipfolge; wobei auf der Basis der Analyse, die Verzögerung, die mit einem Referenz-Sekundärcode aus der Vielzahl von Referenz-Sekundärcodes assoziiert ist, als Phasenversatz identifiziert wird, wobei die Referenz-Sekundärcodes verzögerte Versionen eines vorbestimmten Sekundärcodes (170) aufweisen; undeine Schaltungsanordnung zum Synchronisieren des Funksignalempfängers (120) mit einem Sender (110) der empfangenen Funksignale (150) unter Verwendung des identifizierten Phasenversatzes.A radio signal receiver comprising: circuitry (310) for receiving radio signals or wireless signals (150), each radio signal (150) comprising a spread-spectrum signal comprising a periodic extension of a primary code (160), a periodic extension of a secondary code (170), and a data portion (180); circuitry for determining, from a first received radio signal (150), a first chip sequence representative of the secondary code (170) by extracting the secondary code (170) and the data portion (180) from the first received radio signal (150); circuitry (320) for determining, from a second received radio signal (150), a second chip sequence representative of the secondary code (170) by extracting the secondary code (170) and the data portion (180) from the second received radio signal (150); circuitry (370) for identifying a phase offset associated with the received radio signals (150) by analyzing the first chip sequence and the second chip sequence; wherein, based on the analysis, the delay associated with a reference secondary code from the plurality of reference secondary codes is identified as a phase offset, the reference secondary codes comprising delayed versions of a predetermined secondary code (170); andcircuitry for synchronizing the radio signal receiver (120) with a transmitter (110) of the received radio signals (150) using the identified phase offset. Funksignalempfänger nach Anspruch 8, der des Weiteren Folgendes aufweist: eine Schaltungsanordnung zum Berechnen eines konjugiert komplexen Produkts von der ersten Chipfolge und der zweiten Chipfolge; eine Schaltungsanordnung (375, 377) zum Berechnen einer Vielzahl von Kreuzkorrelationen einer Referenz-Chipfolge und einer verzögerten Version des konjugiert komplexen Produkts, wobei das konjugiert komplexe Produkt um eine von einer Vielzahl von vorbestimmten Verzögerungen verzögert ist; und eine Schaltungsanordnung zum Identifizieren einer Verzögerung aus der Vielzahl von vorbestimmten Verzögerungen derart, dass eine Größe der Kreuzkorrelation, die bei der identifizierten Verzögerung berechnet wird, das Maximum unter den Größen der berechneten Kreuzkorrelationen ist.Radio signal receiver according to Claim 8 , further comprising: circuitry for calculating a complex conjugate product of the first chip sequence and the second chip sequence; circuitry (375, 377) for calculating a plurality of cross-correlations of a reference chip sequence and a delayed version of the complex conjugate product, the complex conjugate product being delayed by one of a plurality of predetermined delays; and circuitry for identifying a delay from the plurality of predetermined delays such that a magnitude of the cross-correlation calculated at the identified delay is the maximum among the magnitudes of the calculated cross-correlations. Funksignalempfänger nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Schaltungsanordnung (377) zum Ermitteln eines Frequenzversatzes, der bei der Synchronisation des Funksignalempfängers (120) mit dem Sender (110) auf der Basis der berechneten Kreuzkorrelationen verwendet wird.Radio signal receiver according to Claim 8 , further comprising circuitry (377) for determining a frequency offset used in synchronizing the radio signal receiver (120) with the transmitter (110) on the basis of the calculated cross-correlations. Funksignalempfänger nach Anspruch 10, wobei der Phasenversatz und der Frequenzversatz für die Synchronisation des Funksignalempfängers (120) mit dem Sender (110) ohne eine Suche über eine Menge von Frequenzversätzen ermittelt werden.Radio signal receiver according to Claim 10 , wherein the phase offset and the frequency offset for synchronizing the radio signal receiver (120) with the transmitter (110) are determined without searching over a set of frequency offsets. Nichtflüchtiges Computerspeichermedium, das Befehle aufweist, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, wobei die Befehle Folgendes aufweisen: Befehle zum Empfangen eines ersten Signals (150) von einem Sender (110) und eines zweiten Signals (150) von dem Sender (110), wobei das erste und das zweite Signal (150) jeweils wenigstens eine periodische Erweiterung eines Primärcodes (160), einen Datenanteil (180) und eine periodische Erweiterung eines Sekundärcodes (170) aufweist; Befehle zum Identifizieren der Sekundärcodefolge (170) in dem empfangenen ersten Signal (150); Befehle zum Identifizieren der Sekundärcodefolge (170) in dem empfangenen zweiten Signal (150); Befehle zum Ermitteln eines Phasenversatzes, der mit den empfangenen Signalen (150) assoziiert ist, durch Analysieren der identifizierten Sekundärcodefolgen (170); wobei auf der Basis der Analyse, die Verzögerung, die mit einer Referenz-Sekundärcodefolge aus einer Vielzahl von Referenz-Sekundärcodefolgen assoziiert ist, als Phasenversatz identifiziert wird, wobei die Referenz-Sekundärcodefolgen verzögerte Versionen einer vorbestimmten Sekundärcodefolge (170) aufweisen; und Befehle zum Synchronisieren einer lokalen Taktquelle auf der Basis des identifizierten Phasenversatzes.A non-transitory computer storage medium comprising instructions executable by one or more processors, the instructions comprising: Instructions for receiving a first signal (150) from a transmitter (110) and a second signal (150) from the transmitter (110), the first and second signals (150) each comprising at least a periodic extension of a primary code (160), a data portion (180), and a periodic extension of a secondary code (170); Instructions for identifying the secondary code sequence (170) in the received first signal (150); Instructions for identifying the secondary code sequence (170) in the received second signal (150); Instructions for determining a phase offset associated with the received signals (150) by analyzing the identified secondary code sequences (170); wherein based on the analysis, the delay associated with a reference secondary code sequence from a plurality of reference secondary code sequences is identified as a phase offset, the reference secondary code sequences comprising delayed versions of a predetermined secondary code sequence (170); and instructions for synchronizing a local clock source based on the identified phase offset. Nichtflüchtiges Computerspeichermedium nach Anspruch 12, wobei die Befehle ferner umfassen: Befehle zum Berechnen eines konjugiert komplexen Produkts der Sekundärcodefolge (170) in dem empfangenen ersten Signal (150) und der Sekundärcodefolge (170) in dem empfangenen zweiten Signal (150).Non-volatile computer storage medium according to Claim 12 , the instructions further comprising: instructions for calculating a complex conjugate product of the secondary code sequence (170) in the received first signal (150) and the secondary code sequence (170) in the received second signal (150). Nichtflüchtiges Computerspeichermedium nach Anspruch 12, wobei die Befehle ferner umfassen: Befehle zum Berechnen von Korrelationen des konjugiert komplexen Produkts mit jedem Referenzsignal einer Menge von vorbestimmten Referenzsignalen; Befehle zum Berechnen einer Größe jeder der Korrelationen und zum Ermitteln, als einen Phasenversatz, einer Verzögerung, die mit einem vorbestimmten Referenzsignal aus der Menge von vorbestimmten Referenzsignalen assoziiert ist, wobei die Größe des vorbestimmten Referenzsignals das Maximum unter den berechneten Größen ist; und Befehle zum Berechnen des Frequenzversatzes auf der Basis einer gewichteten Kombination einer Teilmenge der Korrelationen des konjugiert komplexen Produkts mit jedem Referenzsignal der Menge von vorbestimmten Referenzsignalen, wobei die Teilmenge eine vorbestimmte Anzahl von Korrelationen aufweist.Non-volatile computer storage medium according to Claim 12 , the commands further comprising: Instructions for calculating correlations of the complex conjugate product with each reference signal of a set of predetermined reference signals; instructions for calculating a magnitude of each of the correlations and for determining, as a phase offset, a delay associated with a predetermined reference signal from the set of predetermined reference signals, wherein the magnitude of the predetermined reference signal is the maximum among the calculated magnitudes; and instructions for calculating the frequency offset based on a weighted combination of a subset of the correlations of the complex conjugate product with each reference signal of the set of predetermined reference signals, wherein the subset has a predetermined number of correlations. Nichtflüchtiges Computerspeichermedium nach Anspruch 12, wobei: das konjugiert komplexe Produkt kohärent in die Epoche des Primärcodes (160) integriert wird; und die Realteile des konjugiert komplexen Produkts in die Epoche des Primärcodes (160) integriert werden.Non-volatile computer storage medium according to Claim 12 , where: the complex conjugate product is coherently integrated into the epoch of the primary code (160); and the real parts of the complex conjugate product are integrated into the epoch of the primary code (160).
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