DE112009001606T5

DE112009001606T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Lindern der Effekte von CW-Interferenz über Post-Korrelations-Verarbeitung in einem GPS-Empfänger

Info

Publication number: DE112009001606T5
Application number: DE112009001606T
Authority: DE
Inventors: Gary Lennen
Original assignee: Sirf Technology Inc
Current assignee: CSR Technology Inc
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2012-08-02
Also published as: US20090323780A1; TW201003109A; DE112009001606T8; GB2473792B; US8184676B2; WO2009158049A1; TWI438466B; GB2473792A; GB201100941D0

Abstract

Empfänger für ein Positionierungssystem, der den Effekt von einer kontinuierlichen Trägerwelleninterferenz mit einer Post-Korrelation-Verarbeitung in einem Satelliten-Positionierungsempfänger abmildert, ohne die Signalwellenform zu verzerren oder die Empfindlichkeit des Empfängers zu verschlechtern, und der unter schwachen Signalbedingungen und Bedingungen dynamischer Interferenz arbeitet.

Description

BEZUGNAHME AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional Application Nr. 61/076,602, mit dem Titel „Method and Apparatus for Mitigating the Effects of CW Interference Via Post Correlation Processing in a GPS Receiver”, eingereicht am 27. Juni 2008, und der US Non-Provisional Application Nr. 12/341, 584, mit dem Titel ”Method and Apparatus for Mitigating the Effects of CW Interference Via Post Correlation Processing in a GPS Receiver”, eingereicht am 22. Dezember 2008, die beide durch Bezugnahme vollständig in die vorliegende Anmeldung aufgenommen werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Satelliten-Navigationssysteme und insbesondere die Linderung bzw. Abschwächung der Effekte von CW-Interferenz bei Global Positioning System („GPS”)-Empfängern.
Verwandter Stand der Technik
Es wurden Satelliten-Positionierungs- oder -Ortungssysteme verwendet, die es Empfängern ermöglichen, ihre Position auf oder in der Nähe der Erde zu ermitteln. Diese Satelliten-Positionierungssysteme haben typischerweise eine Anzahl von Satelliten-Fahrzeugen (satellite vehicles, im Folgenden mit „SV” abgekürzt), die die Erde umkreisen und Zeit und andere Daten unter Verwendung von Spread-Spectrum-Methoden bereitgestellt, wie beispielsweise der CDMA-Methode in dem GPS-System, welches in den Vereinigten Staaten verwendet wird.
Ein wichtiger Vorteil des Spread-Spectrum-Systems, wie beispielsweise eines Systems, welches einen GPS-Empfänger enthält, besteht in der Fähigkeit, Interferenz, beispielsweise Breitband-Interferenz, abzublocken. Der Grund hierfür besteht drin, dass die Korrelation eines Breitband-Interferenz-Signals mit einem Referenz-Code die Leistungsdichte der Interferenz und deren Effekt auf das Signal verringert. Es ist jedoch auch bekannt, dass GPS-Empfänger empfänglich für Schmalband-Interferenz sind. Eine übliche Art der Schmalband-Interferenz ist die Interferenz der kontinuierlichen Trägerwelle, im Folgenden auch als CW (continuous wave) bezeichnet. Je geringer die Bandbreite des Interferenzsignals ist, desto geringer ist in der Tat die Fähigkeit des Empfängers, sie abzublocken, was zu einem verschlechterten Leistungsverhalten wie beispielsweise einer verringerten Empfängerempfindlichkeit führt.
Frühere Verfahren zur Unterdrückung von Schmalband-Interferenz haben eine Hardwaredetektion und eine Linderung bzw. Verringerung der Interferenz in der Frequenzdomäne oder in der Zeitdomäne enthalten. Jedoch bringen hardwarebasierte Interferenz-Unterdrückungsverfahren erhöhte Hardwarekomplexität und -kosten mit sich, und sie können die Empfindlichkeit des Empfängers verschlechtern, wenn kein Interferenzsignal vorhanden ist, oder ein schwaches Leistungsverhalten bei dynamischer Interferenz aufweisen.
Daher besteht Bedarf für ein System und ein Verfahren, welches in der Lage ist, die Effekte der CW-Interferenz über eine Post-Korrelation-Verarbeitung in einem GPS-Empfänger zu lindern bzw. abzuschwächen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung mildert die Effekte der CW-Träger-Interferenz mit einer Post-Korrelations-Verarbeitung in einem Satelliten-Positionierungsempfänger, wie beispielsweise einem GPS-Empfänger, ab. Die Abmilderung verzerrt weder die Signalwellenform, noch verschlechtert sie die Empfänger-Empfindlichkeit, sie bringt keine Hardware-Komplexität mit sich und bietet ein gutes Leistungsverhalten bei schwachen Signalbedingungen und Bedingungen mit dynamischer Interferenz. Die Herangehensweise der Linderung der Effekte der CW-Interferenz operiert auf der Korrelation, die der pünktlichen Code-Phase und er angrenzenden Offset-Code-Phase entspricht, um die CW-Interferenz zu detektieren. Die Herangehensweise schätzt dann die Phase, die Frequenz und die Amplitude der detektierten CW ab und subtrahiert die abgeschätzte CW von der kohärenten Integration.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Studium der folgenden Figuren und der detaillierten Beschreibung offenbar. Es ist beabsichtigt, dass alle diese zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile in diese Beschreibung aufgenommen werden, im Schutzbereich der Erfindung liegen und durch die beigefügten Ansprüche geschützt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren besser verstanden werden. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, vielmehr wurde das Hauptaugenmerk auf die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung gelegt. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den unterschiedlichen Ansichten.
1 ist eine Darstellung eines Satelliten-Positionierungssystems mit Satelliten-Fahrzeugen (satellite vehicles, SVs) und einem Satelliten Positionierungssystem-Empfänger, der eine beispielhafte Implementierung der Erfindung aufweist.
2 ist ein Blockdiagramm der beispielhaften Implementierung des Empfängers des SV-Positionierungssystems von 1.
3 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels des CW-Subtraktionsmoduls von 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 ist ein Blockdiagramm 400, welches eine Ausführungsform der Frühzeitiges-Abbrechen-Herangehensweise veranschaulicht, die von dem Frühzeitiges-Abbrechen-Modul 302 von 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
5 ist ein Graph, der ein simuliertes Verhältnis zwischen dem ETM_k-Verhältnis und CNo zeigt.
6 ist ein Graph, der eine Konstruktion von C_offset aus dem Mittelwert von M Korrelationen zeigt.
7 ist ein Graph, der I-/Q-Korrelationen vor der Verarbeitung unter dem CW-Abschätzungs- und -Reduktionsverfahren mit CW 507 kHz zeigt.
8 ist ein Graph, der I-/Q-Korrelationen nach der Verarbeitung unter dem CW-Abschätzungs- und -Reduktionsverfahren mit CW 507 kHz zeigt.
9 ist ein Graph, der I-/Q-Korrelationen unter schlechten CNo-Bedingungen vor der Verarbeitung unter dem CW-Abschätzungs- und -Reduktionsverfahren zeigt.
10 ist ein Graph, der I-/Q-Korrelationen unter schlechten CNo-Bedingungen nach der Verarbeitung unter dem CW-Abschätzungs- und -Reduktionsverfahren zeigt.
11 ist ein Graph, der I-/Q-Korrelationen vor der Verarbeitung unter dem CW-Abschätzungs- und -Reduktionsverfahrens mit CW 7 kHz zeigt.
12 ist ein Graph, der I-/Q-Korrelationen nach der Verarbeitung unter dem CW-Abschätzungs- und -Reduktionsverfahrens mit CW 7 kHz zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm der Prozeduren, die von dem CW-Subtraktionsmodul in einer beispielhaften Implementierung der Erfindung ausgeführt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform wird auf die beigefügten Zeichnungen, die Teil der vorliegenden Schrift bilden, Bezug genommen, und in denen eine spezielle Ausführungsform, in der die Erfindung ausgeführt werden kann, illustriert ist. Es versteht sich jedoch, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und dass strukturelle Veränderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang dieser Erfindung zu verlassen.
In der folgenden Beschreibung der bevorzugten Anwendung wird auf die beigefügten Zeichnungen, die Teil der vorliegenden Schrift bilden, Bezug genommen, und in denen spezielle Implementierungen, in der die Erfindung verwendet werden kann, illustriert sind. Es versteht sich jedoch, dass andere Implementierungen verwendet werden können und dass strukturelle Veränderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang dieser Erfindung zu verlassen.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt einen implementierten Post-Korrelations-CW-Interferenz-Detektions- und –Reduktion-Ansatz. Er verzerrt weder die Signal-Wellenform, noch verschlechtert er die Empfindlichkeit des Empfängers, er führt keine Hardware-Komplexität ein, und er bietet ein gutes Leistungsverhalten bei Bedingungen mit einem schwachen Signal und dynamischer Interferenz.
Hierein wird eine Herangehensweise zum Detektieren und Abmildern von CW-Interferenz in der Korrelationdomäne beschrieben. Das Verfahren kann in Software implementiert sein. Das Verfahren arbeitet auf der Korrelation, die der pünktlichen Code-Phase und der angrenzenden Offset-Code-Phase entspricht, um die Dauerstrichwelle, im Folgenden auch als CW (continuous wave) bezeichnet, zu detektieren. Das Verfahren schätzt dann die Phase, die Frequenz und die Amplitude der detektierten CW und subtrahiert die geschätzte CW von der kohärenten Integration.
1 ist eine Illustration eines Satelliten-Ortungssystems 100 mit einem Satelliten-Ortungssystem-Empfänger 102, der eine beispielhafte Implementierung der Erfindungen enthält, die die Effekte der CW-Trägerwellen-Interferenz abmildert, und mit Ortungssystem-Satelliten bzw. SVs (satellite vehicles) 104, 106 und 108. Der Satelliten-Ortungssystem-Empfänger 102 kann allgemein als Global Positioning System (GPS)-Empfänger bezeichnet werden. In der Praxis kann der GPS-Empfänger jedoch irgendeine Art von Ortungssystem-Empfänger sein, beispielsweise ein Galileo-Empfänger oder eine Empfänger des Global Orbiting Navigation Satellite Systems (GLONASS). Die SVs 104, 106 und 108 übertragen ein sogenanntes Spread Spectrum von CDMA-kodierten Positionssignalen 112, 114, bzw. 116 zu dem GPS-Empfänger 102, der in der Nähe der Erde 110 angeordnet ist. Typischerweise können mindestens zwei CDMA-kodierte Spread-Spectrum-Positionssignale plus genaue Zeit oder ein weiteres CDMA-kodiertes Spread-Spectrum-Positionssignal verwendet werden, um die Position des GPS-Empfängers 102 auf der Erde 110 zu ermitteln.
2 ist ein Blockdiagramm der beispielhaften Implementierung 200 des Satelliten-Ortungssystem-Empfängers (allgemein als GPS-Empfänger bezeichnet) 102 von 1. Positionssignale von den SVs 104, 106 und 108 können an dem GPS-Empfänger 102 über eine Antenne 202 empfangen werden. Die Positionierungssignale werden in dem Abwärtsumsetzer, auch als „Down Converter” bezeichnet, und Sample-Modul 204 auf eine Zwischenfrequenz, im Folgenden auch als IF („intermediate frequency”) bezeichnet, umgesetzt und digital gesampled. Die IF-Samples werden dann digital durch den digitalen Mischer 206 mit einem erzeugten Trägersignal aus dem Träger-Generator-Modul 207 gemischt. Die resultierenden I- und Q-Signaldaten können dann in einem Input-Sample-Speicher 208 gespeichert werden. Die digitalen Samples werden dann von einem komplexen Mischer 212 mit einem I- und einem Q-Signal von einem Träger-NCO 214 (NCO = „numerical controlled oscillator”) gemischt, was zu einem Signal im Basisband, im Folgenden auch als „Base Band” bezeichnet, führt.
Die resultierenden Base-Band-Signal-Samples können dann durch einen abgestimmten Filter 216 verarbeitet werden. Der Träger-NCO 214 kann in Abhängigkeit von der Art des empfangenen GPS-Signals (GPS, Galileo, etc. ...) einen Träger-Offset für einen Träger/Code-Trenner 218 bereitstellen. Der Code-Generator 220 erzeugt Pseudo-Zufallszahlen (PRN, Pseudo random numbers), die mit dem Spread-Spectrum-CDMA-Signal von einem der SVs assoziiert sind. Die erzeugte PRN wird dann von dem abgestimmten Filter 216 verwendet, um die resultierende Signal-Samples zu verarbeiten. Die Signal-Samples des abgestimmten Filters (I und Q) können durch die schnelle Fourier-Transformation (FFT, fast Fourier transformation) 226 mit den resultierenden I- und Q-Daten verarbeitet werden, die in dem CS-Speicher 224 gespeichert sind. Das CW-Subtraktionsmodul 222 kann durch die Detektion von CW-Interferenz getriggert werden und führt dazu, dass die CW-Interferenz aus den I- und Q-Daten subtrahiert oder entfernt wird.
Das CW-Subtraktion-Modul 222 kann hinter dem CS-Speicher 224 angeordnet sein. Dies ist möglich, weil das CW-Subtrations-Modul 222 auf den kohärent addierten I- und Q-Werten operiert. Im Allgemeinen kann die Ausgabe des abgestimmten Filters 216 weiter kohärent sukzessive in den CS-Speicher 224 summiert werden; wenn eine kohärente Integration für 100 ms stattfindet, würden daher 100 × 1 ms Ausgaben des abgestimmten Filters in den CS-Speicher summiert werden. In dieser Implementierung enthält der CS-Speicher 224 die Werte, auf denen das CW-Subtraktionsmodul 222 am Ende der 100 ms-Periode arbeiten soll. Alternativ kann das CW-Subtraktionsmodul 222 am Ausgang des FFT-Moduls 226 angeordnet sein, weil dieses Modul eine weitere kohärente Integration durchführt, vor dem abs()-Block 228.
Auf die resultierenden Daten-Samples kann dann die Betragswert-Funktion 228 (absolute value function, „ABS”) angewendet werden. Die daraus resultierenden Werte werden dann in einem Speicher 32 für nicht-kohärente Samples (NCS, non-coherent sample) gespeichert. Danach kann eine Spitzen-Sortiereinrichtung 232 auf die Spitzen angewendet werden, die in einem Spitzen-Speicher oder Spitzen-RAM 234 gespeichert sind. Die Spitzen zeigen an, wo die größte Übereinkunft zwischen der PRN und den digitalen Signal-Samples, bei denen die starken SV-Signale entfernt wurden, auftreten. Sobald eine ausreichende Anzahl von SVs erfasst und getrackt wurde, kann eine Position unter Verwendung der Daten, die mit den SVs assoziiert sind, ermittelt werden.
3 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels des CW-Substraktionsmoduls von 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die GPS-Trackingkanal-Hardware kann die kohärente I- und Q-20 ms-Integration für die pünktliche Code-Phase und die angrenzende Offset-Code-Phase bereitstellen. Der Detektor, der über das Verhältnis zwischen der pünktlichen Code-Phase und der angrenzenden Offset-Code-Phase gebildet ist, ist im Wesentlichen ein Code-Offset-Energiedetektor; mit anderen Worten kann unter interferenzfreien Bedingungen die Energie im Wesentlich auf den Pegel des Umgebungsrauschens gesetzt werden. Wenn ein Schmalband-CW-Interferenzobjekt vorhanden ist, wird die Offset-Energie größer als der Pegel des Umgebungsrauschens. Der Algorithmus für frühzeitiges Abbrechen ist zwischen der pünktlichen Korrelation und dem Rauschkanal vorgesehen (ein Rauschkanal wird üblicherweise separat von einem regulären Kanal ausgebildet und verwendet einen einem Standard entsprechenden C/A-Code, einen Code, den die SVs niemals übertragen). Das Frühzeitiges-Abbrechen-Modul verwendet keine Offset-Korrelationen. Das Frühzeitiges-Abbrechen-Modul ist im Wesentlichen ein Maß dafür, wann es akzeptabel ist, eine Entscheidung zu fallen, in diesem Fall eine Entscheidung bezüglich des Vorliegen einer Schmalband-CW-Interferenz.
Die Werte der kohärenten 20 ms-Integration werden für die pünktliche und die angrenzende Offset-Code-Phase nicht-kohärent akkumuliert, und ihr Verhältnis wird von dem Frühzeitiges-Abbrechen-Modul 302 verwendet, um das geringste Verhältnis von Signal-zu-Rausch-Leistung (CNo) zu berechnen (d. h. zu detektieren). Das CNo wird dem CW-Detektor-Modul 304 bereitgestellt, um die CW-Detektions-Schwelle als Test für das Vorliegen der CW-Interferenz festzulegen (Das Verhältnis der CW-Detektions-Schwelle kann über eine Simulation zwischen 1,95 bis 1,09 für 0,16 bis 8,16 s bestimmt werden.) Das CW-Detektor-Modul 304 kann außerdem eine nicht-kohärente Integration des kohärenten 20 ms-Integrationswertes für unterschiedliche Perioden bis zu 5,12 s durchführen.
Eine CW-Interferenz wird identifiziert, wenn die nicht-kohärente Integration der Offset-Code-Phase multipliziert mit der CW-Detektionsschwelle die nicht-kohärente Integration der pünktlichen Code-Phase übersteigt. Die kohärente 20 ms-Integration und die nichtkohärente Integration für 5,12 s sind als beispielhafte Perioden zum Zwecke der Beschreibung und Veranschaulichung gewählt. Viele andere kohärente und nicht-kohärente Perioden sind ebenfalls möglich.
Alternativ kann die GPS-Tracking-Channel-Hardware für die Detektion von CW unter sehr schwachen Signalbedingungen (≤ –160 dbm) eine kohärente Integration für 100 ms mit Datenhilfe bereitstellen. Die Werte der kohärenten Integration für 100 ms können für die pünktliche und die angrenzende Offset-Code-Phase nicht-kohärent akkumuliert werden, und ihr Verhältnis kann von dem Frühzeitiges-Abbrechen-Modul für schwache Signale 306 verwendet werden, um das Minimum des vorhandenen Verhältnisses von Signal-zu-Rausch-Leistung (CNo) zu ermitteln. Der Wert CNo wird auf ähnliche Weise dem CW-Detektor-Modul 308 zur Verfügung gestellt, um die CW-Detektionsschwelle festzulegen, um das Vorhandensein von CW-Interferenz zu ermitteln. Das CW-Detektor-Modul 308 für schwache Signale führt dann eine nicht-kohärente Integration des kohärenten 100 ms-Integrationswertes für verschiedene Perioden bis zu 5 s in der vorliegenden Implementierung aus. Die CW-Interferenz wird auf ähnliche Weise detektiert, wenn die nicht-kohärente Integration der angrenzenden Offset-Code-Phase – multipliziert mit einem detektierten Schwellenwert – die nicht-kohärente Integration der pünktlichen Code-Phase übersteigt.
Die pünktliche Code-Phase kann durch den Spitzen-Tracking-Punkt der Code-Phasen-Tracking-Schleife ermittelt werden. Im Allgemeinen nimmt die Code-Tracking-Schleife eine frühe und eine späte Korrelation (beispielsweise einen Viertel-Chip auseinander) und bildet eine Schleife, um die frühe und die späte Korrelation hinsichtlich der Leistung (kohärent oder nicht-kohärent) auszubalancieren. Wenn die beiden Korrelationen ausbalanciert sind, befindet sich die Spitzenleistung in der Mitte zwischen den beiden Korrelationen (früh und spät), und dies entspricht der Spitzensignalenergie in dem System (Maximalwert für CNo).
Wiederum können können die kohärente Integration für 100 ms (entsprechend 5 s = 50 × 100 ms-Perioden) und die mehr als 5 s von nicht-kohärenter Integration als beispielhafte Perioden zum Zwecke der Beschreibung und der Veranschaulichung gewählt werden. Viele andere kohärente und nicht-kohärente Perioden sind ebenfalls möglich.
Ein jedes der Detektormodule 304 und 308 kann die Operation des CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmoduls 310 triggern. Das CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmodul arbeitet auf den kohärenten 20 ms- oder 100 ms-Integrationswerten eines Fensters der Code-Phase um die pünktliche Code-Phase herum. Das Fenster der Code-Phase ist eine Gleitsumme der letzten N nicht-kohärenten 20 ms-Summen oder 100 ms-Summen (z. B. die letzten 50 nichtkohärenten 100 ms-Werte oder die letzten 256 20 ms-Werte (5,12 s)). Das CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmodul 310 schätzt die Phase, die Frequenz und die Amplitude der Detektierten CW-Interferenz aus der periodischen Wellenform in der Korrelation-Domäne.
Das CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmodul 310 rekonstruiert dann die CW-Werte für unterschiedliche Code-Phasen-Abgriffe, sogenannte „Taps”, und subtrahiert hiervon die kohärenten I- und Q-Integrationsmessungen, die dazu bestimmt sind, für eine weitere Verarbeitung zum Erreichen der Navigationslösung weitergereicht zu werden. Die Abgriffe werden anfänglich in dem abgestimmten Filter erzeugt; jeder Abgriff wird weiter in die kohärenten und nicht-kohärenten Akkumulationen integriert. Die Code-Phasen, die für die CW-Abschätzung gewählt werden, befinden sich vorzugsweise ≥ 1 Chip von der abgeschätzten Signalspitze entfernt, weil Korrelationen, die ≤ 1 Chip von der Signalspitze entfernt sind, Signalleistungen enthalten und die Schätzung der CW verzerren würden. Für eine Operation in Umgebungen mit großer Multi-Pfad-Verzögerung kann eine noch größere Verzögerung verwendet werden; beispielsweise mit einer Auswahl von Korrelationen ≥ Code-Chips von der geschätzten Signalspitzen-Korrelation.
4 ist ein Blockdiagramm 400, das eine Ausführungsform der Frühzeitiges-Abbrechen-Herangehensweise (ETA, early termination approach) veranschaulicht, die von dem Frühzeitiges-Abbrechen-Modul 302 von 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Die ETA ist dazu bestimmt, den minimalen vorliegenden Wert CNo mit einem großen Grad an Gewissheit anzuzeigen, sodass die Detektions-Schwelle für für das CW-Detektor-Modul 302 von 3 auf geeignete Weise festgesetzt werden kann. Die ETA 402 wird berechnet als Verhältnis der zwischen der pünktlichen Signalleistung und der Rauschkanalleistung:
wobei ETA_K die ETA-Ausgabe zur Zeit K ist; NCS_signalK definiert ist als die nicht-kohärente Integration der kohärenten 20 ms-I-, Q-Integrationswerte für den pünktlichen Abgriff über die Periode K, und NCS_noiseK 402 definiert ist als die nicht-kohärente Integration der 20 ms-I, -Q für den Rauschkanal über ungefähr dieselbe Periode K. Die nicht-kohärente Integrationsperiode K wird auf entweder 160 ms, 320 ms, 640 ms, 1,28 s, 2,56 s oder 5,12 s festgesetzt. Die nicht-kohärente Integration über die Periode K wird ausgeführt, indem die Wurzel der Summe der Quadrate der kohärenten 20 ms-Integrationswerte von I und Q berechnet wird, oder unter Verwendung einer Annäherung und Integration derselben über die ausgewählte Periode K. ETA_K wird als Eingabe zur Schätzung des Werts CNo verwendet, unter Verwendung einer Funktion, die das Verhältnis zwischen CNo und ETA_K für die ausgewählte Integrationsperiode K repräsentiert.
5 ist ein Bild 500 einer repräsentativen grafischen Darstellung von Simulationsergebnissen 502, die zeigen, wie der Wert CNo mit ETA_K 406 von 4 für alle möglichen Werte von K zusammenhängen. Sie sind zu interpretieren als das ETA_K-Verhältnis, das den Wert CNo mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,9 % oder größer ergibt. Wenn ein berechnetes ETA_K 402 aus dem Frühzeitiges-Abbrechen-Modul 302 von 3 vorliegt, wird dieses verwendet, um den Wert CNo abzuschätzen.
Die Wirkungsweise der ETA kann wie folgt erläutert werden. Angenommen es wäre anfänglich ein Wert K von 160 ms als nicht-kohärente Integrationsperiode gewählt. Wie 5 zu entnehmen ist, ist es erstrebenswert, auf dem flacheren Bereich der Kurve für die CNo-Schätzung zu arbeiten, weil eine geringe Variation von ETA_K weniger leicht zu einem großen Fehler in der CNo-Schätzung führt. Man erkennt außerdem, dass für den Fall, dass die nichtkohärente Integrationsperiode K vergrößert wird, der Wert ETA_K für ein gegebenes CNo ansteigen wird, wodurch nahegelegt wird, dass ein größeres K verwendet werden sollte, um einen geringeren Wert CNo bei Bedingungen mit einem schwachen Signal abzuschätzen.
Somit kann eine Strategie für die Abschätzung von CNo darin bestehen, mit dem geringsten Wert für K zu beginnen, um die Zeit für die ETA zu minimieren. Eine minimale Entscheidungsschwelle kann für ein jedes K aufgestellt werden. Wenn das gemessene ETA_K diese Entscheidungsschwelle übersteigt, kann eine verlässliche Schätzung des Wertes CNo vorgenommen werden, und CNo wird ermittelt (Schritt 408). Andernfalls sollte eine neue Messung für ETA_K mit dem nächstgrößeren Wert K durchgeführt werden (Schritt 410), bis entweder der Wert ETA_K die neue Schwelle für den größeren Wert K übersteigt, oder K den Maximalwert erreicht hat. Der Wert CNo wird lediglich als sekundärer Effekt gemessen, während die Hauptsache, die mit der Berechnung des frühzeitigen Abbrechen und der nachfolgenden Berechnung der Offset-Energie gemessen wird, in der multivariaten Wahrscheinlichkeit des frühzeitigen Abbruchs und der Offset-Energie-Berechnung (Schmalband-CW-Interferenzdetektion) besteht, was zu einer erfolgreichen Entscheidung hinsichtlich des Vorliegens von Interferenz führt (d. h. ob sie vorliegt oder nicht).
Beispielsweise kann für den Wert ETA_K = 160 ms eine minimale Entscheidungsschwelle von 2,9 ermittelt werden, sodass ein CNo von 27 db-Hz oder mehr verlässlich detektiert werden kann. Wenn der gemessene Wert ETA_K = 160 ms diesen Schwellenwert übersteigt, kann der Wert CNo von der Kurve für K = 0,16 s von 5 abgeschätzt werden. Wenn der gemessene Wert ETA_K = 160 ms diese Schwelle nicht übersteigt, sollte K auf 0,32 s erhöht werden und eine neue ETA_K = 320 ms-Messung vorgenommen werden. Eine neue Entscheidungs-Schwelle für ETA_K = 320 ms kann mit dem Wert 2,5 ermittelt werden, sodass ein CNo bis hinab zu 25 db-Hz oder größer detektiert werden kann. Wenn das gemessene ETA_K = 320 ms die neue Schwelle übersteigt, dann befindet sich CNo zwischen 25 und 27 db-Hz und kann aus der Kurve für K = 0,32 s von 5 abgeschätzt werden. Andernfalls wird K auf 0,64 s erhöht und eine neue Entscheidungs-Schwelle für ETA_K = 640 ms entsprechend einem niedrigeren CNo ermittelt werden. Der Prozess wird wiederholt, bis entweder CNo gefunden werden kann oder K das Maximum von 5,12 s erreicht hat. An diesem Punkt kann CNo aus der K = 5,12 s-Kurve von 3 selbst dann gemessen werden, wenn das gemessene ETA_K = 5,12 s unterhalb der Entscheidungs-Schwelle für ETA_K = 5,12 s liegt. Alternativ kann eine längere kohärente Integration mit Datenhilfe durchgeführt werden, um die Entscheidungs-Schwelle auf niedrigere Werte für CNo zu erstrecken, sodass die Bedingung für schwache Signale zuverlässiger detektiert werden kann.
Der kohärente I-, Q-20 ms-Integrationswert für den pünktlichen Abgriff von der GPS-Tracking-Kanal-Hardware wird mit dem 50 bit/s Timing eines jeden Satelliten-Kanals synchronisiert. Daher ist die nicht-kohärente Integration NCS_signalK ebenfalls mit der Bit-Grenze synchronisiert. Idealerweise sollte die kohärente I-, Q-20 ms-Integration für den Rauschkanal ebenfalls mit der Bitgrenze eines jeden Tracking-Kanals ausgerichtet sein, sodass die Berechnung von NCS_noiseK (Schritt 404), s. 4 und dementsprechend ETA_K weniger anfällig für Änderungen in der Eingangs-Rauschleistung ist, welche durch Änderungen in der automatischen Verstärkungsregelung, Antennenanpassung etc. verursacht werden.
Alternativ kann als Vereinfachung ein globaler 20 ms-Rauschkanal für I, Q, der nicht mit irgendeinem Track-Kanal synchronisiert ist, zwischen allen Kanälen geteilt werden. Beispielsweise kann eine globale nicht-kohärente Moving-Window-Integration von 160 ms für sämtliche Kanäle beibehalten werden. Dieses globale NCS_noiseK = 160 ms repräsentiert die nicht-kohärente Integration von mindestens acht globalen 20 ms-Rauschkanal-I- bzw. -Q-Werten und wird alle 20 ms aufgefrischt. Ein jeder Track-Kanal behält dann seine lokale Version von NCS_noiseK = 160 ms indem der globale Wert verwendet wird, der am besten mit dem Track-Kanal synchronisiert ist. Dieses lokale NCS_noiseK = 160 ms wird nur alle 160 ms erneuert und wird weiter integriert, um den Wert NCS_noiseK für K bis zu 5,12 s zu erzeugen.
Die ETA liefert den Wert CNo für das CW-Detektormodul 302, siehe 3, damit dieses die CW-Detektionsschwelle für den Test des Vorliegen der CW festsetzt. Das CW-Detektormodul 302 wird durch die folgende Gleichung beschrieben: If(C_punctual < (CW_threshold · C_offset)) CW_present_flag = true; else CW_present_flag = false. (Gleichung 2)
Hierin ist C_punctual die nicht-kohärente Integration der Kohärenten 20 ms-I-, Q-Integrations-Ausgabe des pünktlichen Abgriffs aus der GPS-Tracking-Kanal-Hardware. Für die nichtkohärente Integrationsperiode K kann entweder 160 ms, 320 ms, 640 ms, 1,28 s, 2,56 s oder 5,12 s angesetzt werden, identisch zu dem NCS_signalK in der ETA. Alternativ kann für K ein jedes Vielfaches von 160 ms bis zu 5,12 s gewählt werden, um die CW-Detektionszeit zu beschleunigen. C_offset ist der Mittelwert von M Offset-Korrelationen, wie in 6 gezeigt. Ein jedes der (C₁, C₂, ..., C_M) ist die nicht-kohärente Integration über die Periode K der Kohärenten 20 ms-I-, Q-Integration entsprechend der Offset-Abgriffe. Ein größerer Wert von M führt zu einem verbesserten Leistungsverhalten, allerdings zum Preis einer erhöhten Komplexität. Jedoch nimmt die Verbesserung für größere Werte von M letztlich ab, weil das Rauschen nach Gleichung 2 durch den Term C_punctual dominiert wird, so dass selbst dann, wenn das Rauschen auf C_offset null wäre, man immer noch das Rauschen auf C_punctual sehen würde. Werte für M können zwischen 1 und mehreren Tausend liegen.
In einer Ausführungsform wird M = 6 als Anzahl von Korrelatoren in der Berechnung von C_offset gewählt. CW_threshold ist die angesetzte CW-Detektionsschwelle unter Verwendung des Wertes CNo aus der ETA. Das Verhältnis zwischen CW_threshold und CNo wird empirisch durch die Simulation fit ein jedes K so ermittelt, dass die Wahrscheinlichkeit der Detektion maximiert und die Wahrscheinlichkeit einer falschen Detektion minimiert wird. Aus Gleichung 2 ergibt sich, dass wenn C_punctual geringer als das Produkt von CW_threshold und C_offset ist, CW_present_flag gesetzt wird, um eine CW-Detektion anzuzeigen. Dies wird das CW-Abschätzungs- und Reduktionsmodul 310 von 3 triggern, um die CW-Interferenz zu lindem bzw. abzuschwächen, bevor die Messungen für eine weitere Verarbeitung, welche zu einer Positionsbestimmung führt, gesandt wird.
Die ETA wurde als Fähigkeit beschrieben, mit einer gegebenen Wahrscheinlichkeit P_false und P_true abzuschätzen, dass das detektierte Signal ≥ CNo ist. Die CW-Detektion verwendet die ETA im wesentlichen dafür, zu entscheiden, ob eine Entscheidung darüber, ob eine CW-Interferenz vorliegt oder nicht, gefallt werden kann. Daher sind zwei statistische Prozesse in dem CW-Interferenz-Detektionsprozess kombiniert: Der erste besteht darin, ob die CW-Detektion nach Gleichung 2 vorgenommen werden sollte (diese Entscheidung basiert auf dem Frühzeitiges-Abbrechen-Modul) und die zweite Entscheidung besteht darin, die CW-Detektion durchzuführen (Gleichung 2). Die multivariate Wahrscheinlichkeit dieser zwei Prozesse muss berücksichtigt werden, wenn die ETA-Schwelle und CW_threshold ermittelt werden. Der statistische Einfluss dieser beiden Prozesse zusammen wird über ein Simulationsprogramm der Prozesse in Abwesenheit von Rauschen berechnet.
Wie in 3 gezeigt ist, können das Frühzeitiges-Abbrechen-Modul 302 und der CW-Detektor 304 erweitert werden, so dass sie den Fall abdecken, in dem eine kohärente 100 ms-Integration vorhanden ist, um die CW-Interferenz unter sehr schwachen Signalbedingungen (≤ –160 dBm) zu detektieren. Wie im Frühzeitiges-Abbrechen-Modul 302 berechnet die ETA für schwache Signale in dem Frühzeitiges-Abbrechen-Modul 306 für schwache Signale das Verhältnis zwischen der pünktlichen Signalleistung und der Rauschkanalleistung. Um das ETM_K für schwache Signale für Gleichung 1 zu berechnen, wird die Kohärente I-, Q-Integration nicht-kohärent über Vielfache von kohärenten 100 ms-Intervallen integriert. Somit kann die nicht-kohärente Integrations-Periode K für NCS_signalK und NCS_noiseK der ETA für schwache Signale nun irgendein Vielfaches von 100 ms bis zu 5 s sein. Wie bei der ETA für die Kohärente 20 ms-Integration könnte eine Strategie zum Abschätzen des Werts CNo für schwache Signale darin bestehen, mit dem geringsten K = 100 ms und der zugehörigen Entscheidungsschwelle zu beginnen. Wenn das gemessene ETA_K = 100 ms die Entscheidungsschwelle übersteigt, kann der Wert CNo für die simulierte K = 100 ms-Kurve geschätzt werden, welche das Verhältnis zwischen CNo und ETA zeigt. Anderenfalls sollte eine neue ETA_K-Messung mit dem nächst größeren K vorgenommen werden. Dieser Prozess wird wiederholt, bis entweder ETA_K den neuen Schwellenwert für das größere K übersteigt, oder K den Maximalwert von 5 s erreicht hat.
Das Frühzeitiges-Abbrechen-Modul 306 für schwache Signale liefert dem CW-Detektor 308 für schwache Signale den Wert CNo, damit er den CW-Detektions-Schwellenwert zum Testen des Vorliegen einer CW bei sehr schwachen Signale festlegt. Der CW-Detektor 308 für schwache Signale arbeitet beinahe auf dieselbe Weise wie der CW-Detektor 304 für die kohärente 20 ms-Integration, wie in Gleichung 2 beschrieben ist. Ein Unterschied besteht darin, dass die nicht-kohärente Integrationsperiode K irgendein Vielfaches von 100 ms bis zu 5 s sein kann. Außerdem ist die Anzahl M von Offset-Korrelationen, die zur Berechnung von C_offset verwendet wird, erhöht. In einer Ausführungsform wird M = 40 gewählt, wobei der pünktliche Abgriff innerhalb eines Abstandes von zwei Chips vom letzten Offset-Abgriff bzw. C₄₀ auftritt.
Wenn die CW-Interferenz durch das CW-Detektor-Modul 308 für schwache Signale detektiert wird, wird das CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmoudul 310 getriggert. Das CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmodul 310 arbeitet auf den kohärenten 20 ms- oder 100 ms-I-, -Q-Integrationswerten der GPS-Tracking-Kanal-Hardware, wenn die CW-Interferenz durch das 20 ms-CW-Detektormodul 304 oder das CW-Detektormodul 308 für schwache Signale detektiert wurde. Das CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmodul 310 schätzt die Phase, die Frequenz und die Amplitude der CW-Interferenz in der Korrelationsdomäne aus der kohärenten Integration eines Fensters der Code-Phase um die pünktliche Code-Phase herum ab. Für eine jede Code-Phase k, die um mehr als einen Chip von der pünktlichen Code-Phase versetzt ist, führt das Verfahren folgendes aus:
Aus diesen Abschätzungen wird das Verfahren einen Schätzwert der CW-Phase, der Frequenz und der Amplitude bei der pünktlichen und der Offset-Code-Phase abschätzen: I_CW = Acos(ωt + θ_k) Q_CW = A sin(ωt + θ_k) (Gleichung 6)
Die CW-Schätzung wird dann von der kohärenten I-, Q-Integration subtrahiert und die resultierende Ausgabe zur weiteren Verarbeitung der Signale weitergegeben. Die CW wird bei Offset-Korrelationen abgeschätzt, dann von allen anderen Korrelationen subtrahiert, inklusive der Subtraktion von der Energie in der Nähe der pünktlichen Korrelation. Die Amplitude und Phase der Sinus- und Cosinus-Wellenform-Abschätzungen der CW werden im Wesentlichen über alle Offset-Abgriffe gemittelt (Wenn beispielsweise 40 Offset-Abgriffe verwendet werden, dann wird der Schätzwert besser, je größer die Anzahl von verwendeten Abgriffen ist). Der Frequenzterm (ω) wird als Mittelwert aller Δθ-Terme geschätzt (Frequenz = Δ-Phase/Zeit, wobei die Zeit die bekannte Zeit zwischen Samples ist).
Die CW-Detektion wird einmal pro nicht-kohärenter Integrationsperiode K aktualisiert, die ein Mehrfaches von 160 ms oder 100 ms in jedem der beiden CW-Detektor-Modulen 304 bzw. 308 ist. Solange die CW detektiert wird, wird das CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmodul arbeiten, um die CW-Interferenz abzuschwächen. Die Kombination der CW-Detektionsperiode, welche zwischen 160 ms und bis zu 512 s beträgt, und der erweiterten kohärenten 100 ms-Integrationsperiode verleiht dem Verfahren die Möglichkeit, dynamische CW-Interferenz in einer Betriebsumgebung mit schwachen Signalen abzumildern.
7 bis 12 zeigen Simulationsergebnisse der kohärenten Integration bevor und nachdem das CW-Abschätzungs- und -Reduktionsmodul für unterschiedliche CW-Frequenzen angewendet wurde. Die Figuren zeigen, dass die Vorgehensweise selbst bei Bedingungen mit schwachen Signalen effektiv CW-Interferenzen abmildert.
13 ist ein Flussdiagramm 1300 der Prozeduren, die von dem CW-Subtraktions-Modul in einer beispielhaften Implementierung der Erfindung durchgeführt werden. Die Prozedur beginnt damit, dass hinsichtlich einer frühzeitigen Abbrechung geprüft wird (1302). Wenn im Schritt 1302 keine Bedingung für eine frühzeitige Abbrechung vorliegt, wird im Schritt 1304 bezüglich einer Offset-Energie geprüft. Wenn die Offset-Energie detektiert wird, wird das CW-Subtraktion-Modul ausgeführt (Schritt 1306); ansonsten wird die Überprüfung für die nächste 160 ms-Periode wiederholt. Nachdem im Schritt 1306 eine CW-Subtraktion vorgenommen wurde, wird die Offset-Energie im Schritt 1308 noch einmal überprüft. Wenn die Offset-Energie detektiert wird (Schritt 1308), war die CW-Subtraktion nicht erfolgreich, und die CW-Interferenz wird getrackt.
Auf jeder Zeit-Integration auf der Zeit-Integration-Periode vor der aktuellen Zeit-Integration (Schritt 1312). Außerdem wird ermittelt, ob ein SVs getrackt wird (Schritt 1314). Wenn kein SVs getrackt wird, ist ein Ende der Verarbeitung dargestellt. In der Praxis kann jedoch anstelle der Beendigung eine andere Prozedur ausgeführt werden. Wenn ein SV getrackt wird (Schritt 1314), kann wiederum der frühzeitige Abbruch geprüft werden (1302). Wenn im Offset-Energie-Detektionsschrttt 1304 keine Offset-Energie detektiert wird, wird ermittelt, ob der GPS-Empfänger ein SV trackt (Schritt 1314). Die Prozedur wird dann wiederholt, während das SV getrackt wird.
Ferner können die mehrfachen Prozessschritte, die in einer Programmiersprache implementiert sind, welche eine geordnete Liste aus ausführbaren Instruktionen zur Implementierung logischer Funktionen umfasst, in irgendeinem maschinenlesbaren Medium ausgeführt sein, zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem System, einer Vorrichtung oder einem Gerät zum Ausführen von Instruktionen, wie beispielsweise einem computerbasierten System, einem eine Steuerung enthaltenden System mit einem Prozessor oder einer Steuerung, wie beispielsweise einem Mikroprozessor, einem digitalen Signalprozessor, diskreten logischen Schaltungen, welche als Steuerung wirken, oder einem anderen System, welches die Instruktionen von dem System, der Vorrichtung oder dem Gerät zum Ausführen von Instruktionen holen kann und die Instruktionen ausführen kann.
Obwohl verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass weit mehr Ausführungen und Implementierungen im Rahmen der Erfindung möglich sind. Ferner versteht es sich, dass in der vorhergehenden Beschreibung einer Vielzahl von Implementierungen zum Zwecke der Erläuterung und Beschreibung präsentiert wurden. Sie ist nicht allumfassend und beschränkt nicht die beanspruchten Erfindungen auf die exakt offenbarten Ausführungsformen. Modifikationen und Variationen sind im Lichte der obigen Beschreibung möglich oder können vorgenommen werden, wenn die Erfindung praktiziert wird. Die Ansprüche und ihre Äquivalente definieren den Schutzbereich der Erfindung. Dementsprechend ist die Erfindung nicht beschränkt außer im Lichte der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente.

Claims

Verfahren zum Detektieren und Abmildern von CW-Interferenz in der Korrelations-Domäne, das Folgendes umfasst: Empfangen eines Positionierungssignals an einem GPS-Empfänger; Umwandeln des Positionierungssignals in ein Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal) mit einem Abwärtsumsetzer; Samplen des IF-Signals und Speichern der Samples in einem Speicher; Umwandeln der IF-Frequenz-Samples in Baseband-Frequenz-Samples, die eine pünktliche Code-Phase habe; Identifizieren von Daten, die mit einer Pseudo-Zufallszahl assoziiert sind, unter Verwendung eines abgestimmten Filters; Korrelieren der pünktlichen Code-Phase mit einer schnellen Fourier-Transformation (FFT), resultierend in nicht-kohärenten Integrationen; Arbeiten auf der Korrelation, die der pünktlichen Code-Phase und einer angrenzenden Offset-Code-Phase entspricht; Detektieren des Vorliegen von CW-Interferenz in Antwort auf die Korrelation; Subtrahieren der detektierten CW-Interferenz von den koherenten Integrationen in der Korrelationdomäne; und Umwandeln der kohärenten Integrationen in nicht-kohärente Integrationen und Sortieren der Spitzen der nicht-kohärenten Integrationen.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend einen Schritt des Abschätzen der Phase, der Frequenz und der Amplitude der detektierten CW-Interferenz.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend einen Schritt, in dem das minimale Verhältnis (CNo) zwischen Signal- und Rauschleistung abgeschätzt wird, welches dazu fuhrt, dass ein CW-Detektions-Level etabliert wird, der verwendet wird, wenn das Vorhandensein der CW-Interferenz detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner enthaltend einen Schritt, in dem ein geschätztes CNo mit einem Verhältnis zwischen der nicht-kohärenten Integration der kohärenten 20 ms-Integration für die pünktliche Code-Phase und der nicht-kohärenten Integration der kohärenten 20 ms-Integration für die angrenzende Offset-Code-Phase abgeschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Detektieren des Vorhandenseins der CW-Interferenz ferner das Identifizieren des Vorhandenseins der CW-Interferenz enthält, wenn die nicht-kohärente Integration der kohärenten 20 ms-Integration für die angrenzende Offset-Code-Phase multipliziert mit dem CW-Detektions-Level, der aus dem geschätzten CNo ermittelt wird, die nicht-kohärente Integration der kohärenten 20 ms-Integration für die pünktliche Code-Phase übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Detektieren des Vorhandenseins der CW-Interferenz die folgenden Schritte umfasst: Detektieren von CW-Interferenz unter schwachen Signalbedingungen bis herab zu –160 dBm, wobei 100 ms der kohärenten Integration verfügbar sind; und Abschätzen des geschätzten CNo mit einem Verhältnis zwischen der nicht-kohärenten Integration der kohärenten 100 ms-Integration für die pünktliche Code-Phase und der nicht-kohärenten Integration der kohärenten 100 ms-Integration für die angrenzende Offset-Code-Phase.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner die folgenden Schritte umfasst: Detektieren von CW-Interferenz unter schwacheon Signalbedingungen bis herab zu –160 dBm, wobei kohärente 100 ms-Integration verfügbar ist, und Detektieren von CW-Interferenz, die identifiziert wird, wenn die nicht-kohärente Integration der kohärenten 100 ms-Integration für die angrenzende Offset-Code-Phase mit dem CW-Detektions-Level multipliziert wird, der von einem geschätzten CNo abgeleitet ist, die die nicht-kohärente Integration der kohärenten 100 ms-Integration für die pünktliche Code-Phase übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Schritt, in dem eine Phase, eine Frequenz und eine Amplitude der CW-Interferenz in der Korrelationsdomäne abgeschätzt werden, indem auf der kohärenten 20 ms-Integration eines Fensters einer angrenzenden Offset-Code-Phase um die pünktliche Code-Phase herum operiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Schritt, in dem für den Fall, dass die CW-Interferenz unter schwachen Signalbedingungen detektiert wird, eine Phase, eine Frequenz und eine Amplitude der CW-Interferenz in der Korrelationsdomäne abgeschätzt wird, indem auf den kohärenten 100 ms-Integrationswerten eines Fensters der angrenzenden Offset-Code-Phase um die pünktliche Code-Phase herum operiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner die folgenden Schritte umfasst: Ansetzen einer nicht-kohärenten Integrationsperiode auf ein Vielfaches von 160 ms, bis zu 5,12 s, und Durchführen von nicht-kohärenten Integrationen, indem die Wurzel der Summe der Quadrate eines kohärenten 20 ms-Integrationswertes berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner die folgenden Schritte umfasst: Ansetzen der nicht-kohärenten Integrationsperiode auf ein Vielfaches von 100 ms bis zu 5 s; und Ausführen der nicht-kohärenten Integration, indem die Wurzel der Summe des Quadrats der kohärenten 100 ms-Integrationswerte unter schwachen Signalbedingungen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Abschätzen des minimalen CNo ferner die folgenden Schritte umfasst: Identifizieren einer geringsten nicht-kohärenten Integrationsperiode, Etablieren eines minimalen Entscheidungs-Levels für die ausgewählte nicht-kohärente Integrationsperiode; Vergleichen eines gemessenen Verhältnisses zwischen der nicht-kohärenten Integration für die pünktliche Code-Phase und derjenigen für die angrenzende Offset-Code-Phase mit dem minimalen Entscheidungs-Level; Abschätzen eines CNo aus einer Simulationskurve, die das Verhältnis zwischen dem CNo und dem gemessenen Verhältnis der ausgewählten nicht-kohärenten Integrationsperiode zeigt, wenn das gemessene Verhältnis den minimalen Entscheidungs-Level übersteigt; Verlängern der nicht-kohärenten Integrationsperiode, wenn das gemessene Verhältnis den minimalen Entscheidungs-Level nicht übersteigt; und Abschätzen eines CNo aus der Simulationskurve mit einem Verhältnis zwischen dem CNo und dem gemessenen Verhältnis für die längste nicht-kohärente Integrationsperiode, wenn das gemessene Verhältnis den minimalen Entscheidungs-Level nicht übersteigt und die nicht-kohärente Integrationsperiode bereits der maximalen Integrationsperiode entspricht.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem sowohl die kohärente 20 ms-Integration für die pünktliche Code-Phase als auch für die angrenzende Offset-Code-Phase mit einer 50 Bit-pro-Sekunde-Grenze ausgerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die kohärente 20 ms-Integration für die angrenzende Offset-Code-Phase nicht mit einem Tracking-Kanal synchronisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend einen Schritt, in dem eine globale, einem beweglichen Fenster entsprechende, nicht-kohärente Integration einer 160 ms-Periode als nicht-kohärente Integration von wenigstens acht gemeinsamen kohärenten 20 ms-Integrationen für die angrenzende Offset-Code-Phase beibehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend einen Schritt, in dem eine lokale Version der nicht-kohärenten 160 ms-Integration für die angrenzende Offset-Code-Phase beibehalten wird, indem ein globaler Wert verwendet wird, der am Besten mit einem Track-Kanal synchronisiert ist, der mit einem Satelliten-Fahrzeug assoziiert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Detektieren der CW-Interferenz ferner einen Schritt umfasst, in dem ein Mittelwert der nicht-kohärenten Integrationsperiode ermittelt wird, die auf ein beliebiges Vielfaches von 160 ms bis zu 5,12 s gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner enthaltend einen Schritt, in dem ein Mittelwert der nicht-kohärenten Integration der kohärenten 20 ms-Integration für eine Anzahl von unterschiedlichen Offset-Code-Phasen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Detektieren der CW-Interferenz einen Schritt enthält, in dem die nicht-kohärente Integrationsperiode für die CW-Detektion unter schwachen Signalbedingungen auf irgendein Mehrfaches von 100 ms bis zu 5 s gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das Abschätzen der Phase, der Frequenz und der Amplitude der CW-Interferenz in der Korrelationsdomäne für eine jede Code-Phase, die um mehr als einen Chip von der pünktlichen Code-Phase versetzt ist, ferner die folgenden Schritte umfasst: Abschätzen der Phase durch Berechnen des atan^–1 der kohärenten Integration geteilt durch die kohärente Integration; Abschätzen einer Δ-Phase, indem die Differenz zwischen einer geschätzten Phase einer aktuellen Offset-Code-Phase und derjenigen der angrenzenden Offset-Code-Phase berechnet wird; und Abschätzen der Amplitude, indem die Wurzel der Summe des Quadrats der kohärenten Integration berechnet wird.