PROCEDIMIENTO DE RECEPCIÓN Y RECEPTOR PARA UNA SEÑAL DE RADIONAVEGACIÓN MODULADA POR UNA FORMA DE ONDA DE ENSANCHAMIENTO CBOC O TMBOC.

Procedimiento de recepción de una señal de radionavegación modulada por una forma de onda de modulación,

comprendiendo la forma de onda de modulación una componente BOC(n1,m) y una componente BOC(n2,m), siendo n1 distinto de n2; en el que se realizan, en un intervalo de tiempo de duración T, una correlación entre una forma de onda local instantánea y dicha forma de onda de modulación y una correlación entre una forma de onda local desfasada y dicha forma de onda de modulación; caracterizado porque dicha forma de onda local instantánea se genera como forma de onda binaria que comprende en dicho intervalo de tiempo por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n2,m) con una duración total de (1- A)T en dicho intervalo de tiempo, siendo A un parámetro superior o igual a 0 y estrictamente inferior a 1, porque dicha forma de onda local desfasada se genera como forma de onda binaria que comprende en dicho intervalo de tiempo por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n1,m) con una duración total de BT en dicho intervalo de tiempo, siendo B un parámetro estrictamente superior a 0 e inferior o igual a 1, y siendo los parámetros A y B diferentes

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/059765.

Solicitante: CENTRE NATIONAL D'ETUDES SPATIALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 2 PLACE MAURICE QUENTIN 75039 PARIS CEDEX 01 FRANCIA.

Inventor/es: ISSLER, JEAN-LUC, JULIEN,OLIVIER, MACABIAU,CHRISTOPHE, RIES,LIONEL.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 17 de Septiembre de 2007.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01S19/02 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01S LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION; DETERMINACION DE LA DISTANCIA O DE LA VELOCIDAD MEDIANTE EL USO DE ONDAS DE RADIO; LOCALIZACION O DETECCION DE PRESENCIA MEDIANTE EL USO DE LA REFLEXION O RERRADIACION DE ONDAS DE RADIO; DISPOSICIONES ANALOGAS QUE UTILIZAN OTRAS ONDAS.G01S 19/00 Sistemas de posicionamiento por satélite; Determinación de la posición, de la velocidad o de la actitud por medio de señales transmitidas por tales sistemas. › Detalles de los segmentos de control de espacio y de tierra.
  • G01S19/30 G01S 19/00 […] › relacionado con el código.
  • H04B1/7075 ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04B TRANSMISION.H04B 1/00 Detalles de los sistemas de transmision, no cubiertos por uno de los grupos H04B 3/00 - H04B 13/00; Detalles de los sistemas de transmisión no caracterizados por el medio utilizado para la transmisión. › con código de adquisición de fase.
  • H04B1/7085 H04B 1/00 […] › que usa un lazo de seguimiento de código, p. ej. un lazo de retraso bloqueado.

Clasificación PCT:

  • H04B1/707 H04B 1/00 […] › que usa modulación en secuencia directa.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2358058_T3.pdf

 

Ilustración 1 de PROCEDIMIENTO DE RECEPCIÓN Y RECEPTOR PARA UNA SEÑAL DE RADIONAVEGACIÓN MODULADA POR UNA FORMA DE ONDA DE ENSANCHAMIENTO CBOC O TMBOC.
Ilustración 2 de PROCEDIMIENTO DE RECEPCIÓN Y RECEPTOR PARA UNA SEÑAL DE RADIONAVEGACIÓN MODULADA POR UNA FORMA DE ONDA DE ENSANCHAMIENTO CBOC O TMBOC.
Ilustración 3 de PROCEDIMIENTO DE RECEPCIÓN Y RECEPTOR PARA UNA SEÑAL DE RADIONAVEGACIÓN MODULADA POR UNA FORMA DE ONDA DE ENSANCHAMIENTO CBOC O TMBOC.
Ilustración 4 de PROCEDIMIENTO DE RECEPCIÓN Y RECEPTOR PARA UNA SEÑAL DE RADIONAVEGACIÓN MODULADA POR UNA FORMA DE ONDA DE ENSANCHAMIENTO CBOC O TMBOC.
Ilustración 5 de PROCEDIMIENTO DE RECEPCIÓN Y RECEPTOR PARA UNA SEÑAL DE RADIONAVEGACIÓN MODULADA POR UNA FORMA DE ONDA DE ENSANCHAMIENTO CBOC O TMBOC.
Ilustración 6 de PROCEDIMIENTO DE RECEPCIÓN Y RECEPTOR PARA UNA SEÑAL DE RADIONAVEGACIÓN MODULADA POR UNA FORMA DE ONDA DE ENSANCHAMIENTO CBOC O TMBOC.
PROCEDIMIENTO DE RECEPCIÓN Y RECEPTOR PARA UNA SEÑAL DE RADIONAVEGACIÓN MODULADA POR UNA FORMA DE ONDA DE ENSANCHAMIENTO CBOC O TMBOC.

Fragmento de la descripción:

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un procedimiento de recepción, respectivamente a un receptor, para una señal de radionavegación modulada por una forma de onda de ensanchamiento de tipo CBOC (del inglés “Composite Binary Offset Carrier”) o TMBOC (del 5 inglés “Time-Multiplexed Binary Offset Carrier”).

ESTADO DE LA TÉCNICA

Los sistemas de posicionamiento por satélite tales como GPS (“Global Positioning System”), Galileo, GLONASS, QZSS, Compass, IRNSS y otros utilizan señales de navegación moduladas denominadas “de espectro ensanchado”. Estas señales transportan esencialmente 10 códigos pseudoaleatorios formados por secuencias numéricas que se repiten periódicamente, cuya función principal es permitir un acceso múltiple por distribución de código (CDMA) y proporcionar una medición precisa del tiempo de propagación de la señal emitida por el satélite. De manera complementaria, las señales de posicionamiento por satélites también pueden transportar datos útiles. 15

En el caso de GPS, las señales de navegación se transmiten en las bandas de frecuencias L1, centrada en 1575,42 MHz, y L2, centrada en 1227,6 MHz. En el transcurso de la modernización de GPS, se añadirá la banda L5, centrada en 1176,45 MHz. Los satélites de la constelación Galileo transmitirán en las bandas E2-L1-E1 (siendo la parte de banda media L1 la misma que la de GPS), E5a (que, según la nomenclatura Galileo, representa la banda L5 20 prevista para el GPS), E5b (centrada en 1207,14 MHz) y E6 (centrada en 1278,75 MHz).

Las señales de navegación se forman mediante modulación de las frecuencias centrales (portadoras). Ya se han implantado, o por lo menos se han considerado, diferentes esquemas de modulación para realizar las señales de navegación. Para garantizar la interoperabilidad y la compatibilidad entre los sistemas GPS y Galileo, los Estados Unidos de 25 América y la Unión Europea se han puesto de acuerdo con respecto a determinados puntos referentes a los esquemas de modulación de las señales en la banda L1, utilizada por los dos sistemas. Pueden extraerse más detalles sobre los esquemas de modulación propuestos de la publicación “MBOC: The New Optimized Spreading Modulation Recommended for GALILEO L1 OS and GPS L1C”, Hein et al., InsideGNSS, mayo/junio de 2006, págs. 57-65. 30

Uno de los esquemas de modulación utilizados como candidato para la modulación de la señal Galileo OS L1 se conoce con la denominación “modulación TMBOC”. Por otro lado, este tipo de modulación ya se ha utilizado para la señal GPS L1C. La forma de onda de ensanchamiento TMBOC que modula la portadora puede describirse como sucesión que alterna segmentos de una primera forma de onda BOC(n2,m) y segmentos de una segunda 35 forma de onda BOC(n1,m), siendo n1>n2. “BOC” designa una modulación de portadora de doble desfase, la abreviatura viene de la expresión “Binary Offset Carrier”. De manera general, BOC(n,m) es una función del tiempo t definida por:

en la que Cm(t) es un código pseudoaleatorio con una tasa de elementos de código 40 (“chip rate”) m X 1,023 Mcps que adopta los valores +1 ó -1 y fsc la frecuencia n X 1,023 MHz. Una condición con respecto a n y m es que la relación 2n/m sea entera. La forma de onda de ensanchamiento TMBOCm(n1,n2) se define por:

en la que fn1 = n1 X 1,023 MHz, fn2 = n2 X 1,023 MHz, en la que S1 es la unión de los segmentos “BOC(n1,m)” y S2 la unión de los segmentos “BOC(n2,m)”, siendo S1 y S2 complementarias en el eje del tiempo, y donde Cm(t) es el código pseudoaleatorio de la señal, con una tasa de elementos de código m X 1,023 Mcps y que adopta los valores 5 +1 ó -1. Para las señales GPS L1C así como Galileo OS L1 se obtendrán, dado el caso, m=1, n2=1 y n1=6. La relación entre la longitud de los segmentos “BOC(1,1)” y la longitud de los segmentos “BOC(6,1)” determina cómo se distribuye la potencia de la señal entre sus dos componentes.

Otro esquema de modulación candidato para la modulación de la señal Galileo OS L1 10 se conoce con la denominación “modulación CBOC”. La forma de onda de ensanchamiento CBOC que modula la portadora es una combinación lineal de una primera forma de onda BOC(n2,m) y de una segunda forma de onda BOC(n1,m). Una forma de onda CBOCm (n1,n2) puede escribirse, en ese caso como:

15

en la que V y W son parámetros reales que definen la ponderación relativa de las componentes BOC(n2,m) y BOC(n1,m). En el caso de una forma de onda CBOC, las dos componentes BOC llevan el mismo código pseudoaleatorio. Si se utiliza esta modulación para Galileo OS L1, se obtendrá m=1, n1=6 y n2=1. En la figura 1 se representa una forma de onda de modulación CBOC(6,1) 10. 20

Para determinar en un receptor el tiempo de propagación de la señal emitida por un satélite (la pseudodistancia), el procedimiento de recepción de la señal comprende una etapa de correlación. En el campo técnico, es bien conocido correlacionar la forma de onda que modula la señal de radionavegación con réplicas locales de esta forma de onda de modulación. La forma de onda de modulación presenta una fase en principio desconocida que debe 25 determinarse para calcular la posición del receptor. El procedimiento se desarrolla normalmente de manera iterativa y comienza con una estimación inicial de la fase desconocida de la forma de onda de modulación. A continuación, se genera en el receptor una réplica local instantánea de la forma de onda de modulación, es decir, una copia de la forma de onda de modulación cuya fase corresponde a la estimación, que a continuación se correlaciona con la 30 forma de onda de modulación. Paralelamente, se genera una o varias réplicas locales desfasadas de la forma de onda de modulación, es decir, una o varias copias de la forma de onda de modulación cuya fase está adelantada o retardada con respecto a la estimación. Ésta o las réplicas locales desfasadas también se correlacionan con la forma de onda de modulación. Entonces se utilizan los resultados de estas correlaciones para mejorar la 35 estimación de la fase de la forma de onda de modulación. A continuación, se reitera el procedimiento hasta que se haya determinado la fase con suficiente precisión.

En la solicitud de patente europea EP 1 681 773 se describe este procedimiento de recepción en el caso de una forma de onda de modulación de tipo CBOC. A continuación, se realiza la correlación de la señal entrante modulada por una forma de onda CBOC y de una 40 réplica local de esta forma de onda CBOC. Esta solución implica, a nivel del receptor, la generación de una réplica CBOC. Por tanto, es necesario implementar una cuantificación a cuatro niveles en la entrada del correlador, lo que necesita por lo menos una arquitectura de 2 bits. La misma solicitud de patente también menciona un segundo procedimiento: en éste, se realiza una correlación entre la señal entrante y una réplica local de la primera componente 45 BOC y otra correlación entre la señal entrante y una réplica local de la segunda componente

BOC. A continuación, se combinan los resultados de las dos correlaciones. En este segundo procedimiento, las réplicas locales presentan un bit lo que puede considerarse ventajoso con respecto a la primera solución. El precio que se va a pagar es un número de operaciones de correlación duplicado con respecto a la primera solución, siendo todo lo demás igual.

La solicitud de patente francesa 06 05551 presenta un procedimiento y un receptor 5 mejorados para la recepción de una señal CBOC que presenta una componente BOC(n1,m) y una componente BOC(n2,m), con n2<n1. Con el fin de realizar la correlación entre una forma de onda local y la forma de onda CBOC difundida por los satélites, en un intervalo de tiempo de duración T, esta solicitud propone generar la forma de onda local como forma de onda binaria (número de referencia 12 en la figura 2), formada en dicho intervalo de tiempo por una 10 sucesión alternante que comprende por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n1,m) 14 y por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n2,m) 16, presentando el por lo menos un segmento BOC(n1,m) 14 una duración total de T, estando  estrictamente comprendida entre 0 y 1, presentando el por lo menos un segmento BOC(n2, m) 16 una duración total de (1-)T. Este procedimiento no implica, concretamente,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de recepción de una señal de radionavegación modulada por una forma de onda de modulación, comprendiendo la forma de onda de modulación una componente BOC(n1,m) y una componente BOC(n2,m), siendo n1 distinto de n2;

en el que se realizan, en un intervalo de tiempo de duración T, una correlación entre 5 una forma de onda local instantánea y dicha forma de onda de modulación y una correlación entre una forma de onda local desfasada y dicha forma de onda de modulación;

caracterizado porque dicha forma de onda local instantánea se genera como forma de onda binaria que comprende en dicho intervalo de tiempo por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n2,m) con una duración total de (1-A)T en dicho intervalo de tiempo, siendo A 10 un parámetro superior o igual a 0 y estrictamente inferior a 1,

porque dicha forma de onda local desfasada se genera como forma de onda binaria que comprende en dicho intervalo de tiempo por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n1,m) con una duración total de BT en dicho intervalo de tiempo, siendo B un parámetro estrictamente superior a 0 e inferior o igual a 1, y siendo los parámetros A y B diferentes. 15

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que A es igual a 0.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que B es igual a 1.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que A es inferior a B.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 y 4, en el que la forma 20 de onda local instantánea comprende en dicho intervalo de tiempo por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n1,m) con una duración total de AT en dicho intervalo de tiempo, estando A estrictamente comprendido entre 0 y 1.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4 y 5, en el que la forma de onda local desfasada comprende en dicho intervalo de tiempo por lo menos un 25 segmento de forma de onda BOC(n2,m) con una duración total de (1-B)T en dicho intervalo de tiempo, estando B estrictamente comprendido entre 0 y 1.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha forma de onda local desfasada comprende una forma de onda local adelantada o una forma de onda retardada o una diferencia entre una forma de onda local adelantada y una forma de 30 onda local retardada.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha forma de onda de modulación que modula la señal de radionavegación es una forma de onda de modulación de tipo CBOC, comprendiendo la forma de onda de modulación de tipo CBOC una combinación lineal de parámetros reales de la componente BOC(n1,m) y de la componente 35 BOC(n2,m).

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha forma de onda de modulación que modula la señal de radionavegación es una forma de onda de modulación de tipo TMBOC, comprendiendo la forma de onda de modulación de tipo TMBOC una sucesión que alterna segmentos de la componente BOC(n1,m) y segmentos de la 40 componente BOC(n2,m).

10. Receptor (60, 70) que comprende unos medios (68.1-68.3, 78.1-78.3, 18.1-18.6, 62.1-62.6, 72.1-72.4, 20.1-20.6, 64.1-64.6, 74.1-74.4, 22.1-22.6, 66.1-66.6, 76.1-76.4, 77) para la puesta en práctica del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Receptor (60, 70) según la reivindicación 10, que comprende 45

unos generadores de forma de onda local (68.1-68.3, 78.1-78.3) para generar una forma de onda local instantánea y una forma de onda local desfasada así como

unos correladores (18.1-18.6, 62.1-62.6, 72.1-72.4) para realizar, en un intervalo de tiempo de duración T, una correlación entre la forma de onda local instantánea y la forma de onda de modulación y una correlación entre la forma de onda local desfasada 5 y la forma de onda de modulación;

estando configurados dichos generadores de forma de onda local (68.1-68.3, 78.1-78.3) para generar dicha forma de onda local instantánea como forma de onda binaria que comprende en dicho intervalo de tiempo por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n2,m) con una duración total de (1-A)T en dicho intervalo de tiempo, siendo A un 10 parámetro superior o igual a 0 y estrictamente inferior a 1, y para generar dicha forma de onda local desfasada como forma de onda binaria que comprende en dicho intervalo de tiempo por lo menos un segmento de forma de onda BOC(n1,m) con una duración total de BT en dicho intervalo de tiempo, siendo B un parámetro diferente del parámetro A, así como estrictamente superior a 0 e inferior o igual a 1. 15

12. Receptor (60,70) según la reivindicación 11, que comprende un generador de forma de onda local instantánea, un generador de forma de onda local desfasada (68.1, 68.3, 78.1, 78.3), un primer correlador (18.2, 18.5, 62.2, 62.5, 72.2, 72.5) provisto de un mezclador (20.2, 20.5, 64.2, 64.5, 74.2, 74.4) para mezclar la forma de onda de modulación con la forma de onda local instantánea y un segundo correlador (18.1, 18.3, 18.4, 18.6, 62.1, 62.3, 62.4, 20 62.6, 72.1, 72.3) provisto de un mezclador (20.1, 20.3, 20.4, 20.6, 64.1, 64.3, 64.4, 64.6, 74.1, 74.3) para mezclar la forma de onda de modulación con la forma de onda local desfasada.


 

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