FI102578B - Menetelmä taajuuseron mittaamiseksi ja vastaanotin - Google Patents

Description

102578

Menetelmä taajuuseron mittaamiseksi ja vastaanotin

Tekniikan ala

Keksinnön kohteena on menetelmä taajuuseron mittaa-5 miseksi radiovastaanottimessa, joka muodostaa mahdollisimman tarkasti lähetystaajuutta vastaavan viritystaajuuden synkronointia varten ja jossa muodostetaan vastaanotetun signaalin käyttämän kanavan estimoitu impulssivaste.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä taajuuseron 10 mittaamiseksi radiovastaanottimessa, joka muodostaa mahdollisimman tarkasti lähetystaajuutta vastaavan viritys-taajuuden synkronointia varten ja jossa mitataan vastaanotetun signaalin voimakkuutta ja vaihetta suhteessa viritystaa j uuteen.

15 Keksinnön kohteena on lisäksi vastaanotin, joka on sovitettu muodostamaan mahdollisimman tarkasti lähetystaajuutta vastaavan viritystaajuuden synkronointia varten ja muodostamaan vastaanotetun signaalin käyttämän kanavan estimoidun impulssivasteen.

20 Keksinnön kohteena on myös vastaanotin, joka on so vitettu muodostamaan mahdollisimman tarkasti lähetystaajuutta vastaavan viritystaajuuden synkronointia varten ja mittaamaan signaalin voimakkuutta ja vaihetta.

Tekniikan taso '25 Radiojärjestelmän toiminnan kannalta perusehto on, - “ että lähetin ja vastaanotin ovat synkronoidussa yhteydessä • · · ·.· · toisiinsa. Tavanomaisessa radiotekniikassa synkronoinnin saavuttamiseen ja ylläpitämiseen käytetään PLL-vastaan-otinta (Phase Lock Loop). Tämä menetelmä ei kuitenkaan ole 30 kovin käyttökelpoinen CDMA-järjestelmässä (Code Division Multiple Access) .

• · • · ,·;· CDMA-menetelmässä käyttäjän kapeakaistainen datasig- • · naali kerrotaan datasignaalia huomattavasti suuritaajui-semmalla hajotuskoodilla suhteellisen laajalle kaistalle.

:,.-35 Ha j otuskoodit pyritään valitsemaan siten, että ne ovat , 102578 2 keskenään oleellisesti ortogonaalisia eli korreloivat toistensa kanssa mahdollisimman vähän. Lähetettäessä laajakaistainen signaali kerrotaan eli moduloidaan jatkuvalla kantoaallolla, jonka taajuus on huomattavasti suurempi 5 kuin hajotuskoodin taajuus. Ortogonaalisten hajotuskoodien ansiosta samalla kantoaallolla lähetetään useiden käyttäjien signaaleja.

Tavanomaisella tavalla toteutetussa CDMA-vastaanot-timessa signaalin kantoaaltomodulaatio puretaan kertomalla 10 signaali vastaanottimen paikallisoskillaattorin viritys-taajuudella, jonka on tarkoitus olla samantaajuinen kuin lähetyksessä käytetyn kantoaallon. Datasignaali puolestaan palautetaan vastaanottimessa alkuperäiselle kaistalle kertomalla se uudestaan samalla hajotuskoodilla kuin lähetys-15 vaiheessa.

Tavallisesti paikallisoskillaattorin viritystaajuu-den ja lähetyksessä käytetyn kantoaallon välillä on kuitenkin taajuuseroa. Se näkyy vastaanottimen ja lähetyksessä käytetyn hajotuskoodin välisenä vaiheensiirtymänä, joka 20 kasvaa ilman korjaavia toimenpiteitä sitä suuremmaksi mitä kauemmin lähetin ja vastaanotin ovat yhteydessä toisiinsa. Häipyvässä monitieympäristössä koodivaiheen muuttumista lähetyksen kantoaallon ja vastaanottimen viritystaajuuden eron takia sanotaan ryhmäsiirtymäksi. Tätä kasvavaa ryhmä-25 siirtymää ei voi tyypillisessä radiojärjestelmän monitie- ] ympäristössä luotettavasti todeta tunnetun tekniikan mu- « · *·’ karsilla mittauksilla.

Keksinnön tunnusmerkit

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin toteut-30 taa menetelmä, jolla ryhmäsiirtymä havaitaan luotettavasti ;Y monitieympäristössä.

.*:* Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että muodostetaan ainakin kaksi ajallisesti peräkkäistä estimoitua impulssi-.. 35 vastetta, verrataan mainittujen impulssivasteiden keski- 3 102578 näistä ajallista siirtymää toistensa suhteen, muodostetaan vertailun perusteella estimoitujen impulssivasteiden välinen vaihesiirtymä ja muodostetaan lähetystaajuuden ja vi-ritystaajuuden välinen taajuusero vaihesiirtymän perus-5 teella.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on myös tunnusomaista, että mitataan vastaanotetun signaalin vaihe ainakin kaksi ajallisesti peräkkäistä kertaa, verrataan mitattuja vaiheita toisiinsa, vertailun perusteella muodoste-10 taan signaalin vaihesiirtymä ja muodostetaan lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välinen taajuusero vaihesiirtymän perusteella.

Keksinnön mukaiselle vastaanottimelle on tunnusomaista, että vastaanotin käsittää välineet muodostaa ai-15 nakin kaksi ajallisesti peräkkäistä estimoitua impulssi- vastetta, välineet verrata mainittujen impulssivasteiden keskinäistä ajallista siirtymää toistensa suhteen ja muodostaa vertailun perusteella vaihesiirtymä ja välineet muodostaa lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välinen 20 taajuusero vaihesiirtymän perusteella.

Keksinnön mukaiselle vastaanottimelle on lisäksi tunnusomaista, että vastaanotin käsittää välineet mitata vastaanotetun signaalin vaihe ainakin kaksi ajallisesti peräkkäistä kertaa, välineet verrata vastaanotetun signaa-25 Iin vaiheita toisiinsa ja muodostaa vertailun perusteella vaihesiirtymä ja välineet muodostaa lähetystaajuuden ja • * * #· . viritystaajuuden välinen taajuusero vaihesiirtymän perus- • · · teella.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan huo-30 mättäviä etuja. Vastaanottimen viritystaajuuden ja lähe tyksessä käytetyn kantoaaltotaajuuden välinen taajuusvirhe voidaan tarkasti ja helposti määrittää ja korjata virhe. Tämä tekee yhteydestä aiempaa luotettavamman.

Kuvioiden selitys 35 Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten 4 102578 oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää vuokaaviota keksinnön mukaisesta menetelmästä, kuvio 2 esittää vuokaaviota keksinnön mukaisesta me-5 netelraästä, kuvio 3 esittää keksinnön mukaista vastaanotinta ja kuvio 4 esittää keksinnön mukaista vastaanotinta. Edullisten toimintamuotojen kuvaus

Keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu käytettäväksi 10 radiovastaanottimessa. Erityisesti keksinnön mukainen ratkaisu sopii CDMA-radiojärjestelmään siihen kuitenkaan rajoittumatta .

Tarkastellaan nyt lähemmin keksinnöllistä menetelmää. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kun kahdel-15 la eri taajuuslähteellä on sama taajuus, niiden vaiheet pysyvät muuttumattomina ajan suhteen. Toisin sanoen, jos kahden taajuuslähteen taajuudet poikkeavat toisistaan, niiden vaiheistus muuttuu ajan funktiona. Vaiheen muutosnopeus on suhteessa taajuuseroon. Keksinnöllisessä mene-20 telmässä vaiheen muutosta mitataan vertaamalla estimoituja impulssivasteita toisiinsa eri ajanhetkillä. Estimoidut impulssivasteethan perustuvat jo ilmaistuun signaaliin. Tämä tapahtuu edullisesti muodostamalla korrelaatio estimoitujen impulssivasteiden välille. Toisessa toimintamuo-25 dossa ryhmäsiirtymää mitataan tarkkailemalla suoraan sig- ;·. naalin vaihetta suhteessa viritystaajuuteen ainakin kahte- • · · na eri ajanhetkenä. Jos vaihe muuttuu ajanhetkestä toi- * · » seen, viritystaajuutta on säädettävä.

Tarkastellaan nyt lähemmin keksinnön mukaista mene-30 telmää kuvioiden 1 ja 2 avulla. Menetelmä aloitetaan kohdassa 10. Aluksi muodostetaan ensimmäinen estimoitu im- • · pulssivaste kohdassa 11. Tämän jälkeen odotetaan ennalta • · · määrätty tai satunnainen mittausaikaväli T lohkossa 12 ja muodostetaan toinen estimoitu impulssivaste samalle sig-35 naalille samasta kanavasta tai samoista kanavista kohdassa 5 102578 13. Muodostettuja impulssivasteita verrataan toisiinsa tarkastelemalla niiden samanmuotoisuutta kohdassa 14. Vertailu suoritetaan edullisesti laskemalla ristikorrelaatio tai vastaava. Kohdassa 15 vertailun perusteella muodoste-5 taan impulssivasteiden keskinäinen ajallinen siirtymä eli vaihesiirtymä eli ryhmäsiirtymä ja taajuusero, jota käytetään hyväksi korjattaessa paikallisoskillaattorin viritys-taajuutta. Jos taajuuseroa on, se pyritään poistamaan. Menetelmän suoritus lopetetaan kohdassa 16.

10 Estimoitu impulssivaste muodostetaan tunnetun tek niikan mukaisesti alan ammattimiehelle ilmeisellä tavalla. Estimoituja impulssivasteita muodostetaan vähintään kaksi siten, että ainakin mittausten aloitus tapahtuu eri ajan-hetkinä. Tärkeää mittauksessa on se, että mittaus suorite-15 taan riittävän usein liian suurien vaihe-erojen syntymisen estämiseksi lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välille.

Kuviossa 2 on esitetty toinen keksinnön mukainen menetelmä. Menetelmä aloitetaan kohdasta 20. Aluksi kohdassa 21 mitataan vastaanotetun signaalin vaihe suhteessa viri-20 tystaajuuteen. Tämän jälkeen odotetaan ennalta määrätty tai satunnainen mittausaikaväli kohdassa 22 ja mitataan uudelleen vastaanotetun signaalin vaihe kohdassa 23. Näin jatketaan, kunnes suoritetaan viimeinen tarvittava mittaus, joka on N. vaiheen mittaus, kohdassa 24. N voi olla 25 mikä tahansa kokonaisluku N ^ 2. Kohdassa 25 signaalin :·. vaiheita verrataan toisiinsa ja muodostetaan kohdassa 26 • · · .·.·. signaalien vaihe-ero eli ryhmäsiirtymä ja vaihe-eron pe- • · · rusteella taajuusero. Jos taajuuseroa on, se pyritään poistamaan. Menetelmän suoritus lopetetaan kohdassa 27. 30 Signaalin vaiheiden vertailun mahdollistamiseksi keksinnön eräässä toteutusmuodossa kohdassa 25 mitatuista · ·

vaiheista muodostetaan edullisesti joukkoja, joita on C

• · · V kappaletta, ja ryhmitellään vaiheet kussakin joukossa

• I

.·; ajallisesti järjestykseen. Kussakin joukossa on näin M

·. 35 kappaletta mitattuja vaiheita. C määritetään edullisesti 6 102578

kaavalla C”‘M = -—-, missä M on M < N, N! = 1*2·,..., - N

ja C, Me {1, 2, 3, ...}. Tämän jälkeen vähennetään pa reittain peräkkäiset vaiheet toisistaan vaihe-erojen muodostamiseksi ja suhteutetaan vaihe-erot ajallisen eron mu-5 kaan. Mittaus suoritetaan edullisesti säännöllisin väliajoin, jolloin suhteuttaminen tapahtuu jakamalla vaihe-ero tarvittaessa kokonaisluvuilla 2, 3, ... riippuen verrattavista mittauskerroista. Vaihe-erojen avulla etsitään ainakin yksi ryhmä, jossa kaikki suhteelliset vaihe-erot ovat 10 oleellisesti samat ja muodostetaan lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välinen taajuusero löydetyn ryhmän vaihe-eron perusteella. Esimerkkinä tästä menetelmästä olkoon tapaus, jossa on mitattuna 4 vaihe-eroa xlf , & ja χ , jolloin N on N = 4. Tällöin muodostetaan neljä ryhmää C44"3 15 =4 seuraavaan tapaan: χ3, χ2 ja x3; χ3, χ2, ja χ4; xw χ3 ja X4 ja X2' X3 ja X4 · Tämän jälkeen muodostetaan ryhmittäin mittausajanhetkien mukaan suhteutetut vaihe-erot: χ2 - χχ ja χ3 - χ2; χ2 - Xi ja (χ4 - χ2)/2; (χ3 - χχ)/2 ja χ4 - χ3; ja Χ3 - Χ2 ja Χ4 - χ3· Muodostettujen vaihe-erojen avulla etsi-20 tään edelleen ainakin yksi ryhmä, jossa suhteutetut vaihe-erot ovat oleellisesti samat (esim. χ2 - χχ = X3 - X2) ja muodostetaan lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välinen taajuusero löydetyn ryhmän vaihe-eron perusteella. Kaikkia vaiheista muodostettuja ryhmiä ei siis tarvitse ottaa ver-25 tailuun, vaan edullisesti riittää, että vaihe-ero määrite- ;·. tään ensimmäisen ehdot täyttävän ryhmän perusteella. Suh- • · · teuttamista, jolloin esimerkiksi neljännen mittauskerran • · vaiheesta χ4 vähennetään toisen mittauskerran vaihe χ2, tarvitaan, koska vaiheliukuma kahden peräkkäisen mittaus- 30 kerran välillä (esim. χ2 - χχ) on ainakin puolet pienempi kuin jossain muussa tapauksessa (esim. χ, - χ? tai ylei- '.V sessä tapauksessa χΡ - xQ, missä P - Q > 2) . Suhteutus ta- ·«· pahtuu yleisessä tapauksessa jakamalla (Xi - χ3) luvulla (i - j), missä i ja j ovat vaiheen indeksejä.

35 Signaalin vaihe mitataan edullisesti signaalin voi- 7 102578 makkaimmalta kohdalta suhteessa vastaanottimen viritystaa-juuteen. Tämä on edullista, koska signaalin voimakkaimmal-la kohdalla kohina häiritsee mittausta vähiten. Vaihe mitataan edullisesti laskemalla ristikorrelaatio signaalin 5 hajotuskoodin ja vastaanottimen hajotuskoodin välillä.

Tarkastellaan nyt lähemmin keksinnön mukaisen ratkaisun matemaattista pohjaa. Impulssivasteiden vertailu ja signaalin vaiheen muodostus suoritetaan vastaanotetusta signaalista ristikorrelaationa tai vastaavana. Ristikorre-10 laatio C lasketaan yleisessä muodossaan muuttujista x ja y seuraavasti C (τ ) = fbx(τ) · y (τ - t)dt, (1) 15 missä a ja b edustavat korrelaation laskenta-aikaväliä. Ristikorrelaation C ja kovarianssin V välillä on riippuvuus

Vxy (t, τ ) = Cxy (t, τ ) - μχ (t) (i) , (2) 20 missä lihavointi tarkoittaa matriisi- tai vektorimuotoista esitystä, μχ on muuttujan x keskiarvo ja μ£ on muuttujan y keskiarvo. Tästä huomataan, että kovarianssi on ristikorrelaation kanssa oleellisesti samankaltainen operaatio ... 25 keksinnön mukaisessa ratkaisussa. Korrelaatio C lasketaan ;·. digitaalisista näytteistä esimerkiksi seuraavan kaavan mu- • ·

. kaisesti muuttujavektoreille X ja Y

• » V

N

C(n) = Σ x(i) -y(n-i) , (3) i = l 30 missä C(n) = C saa reaaliarvoja välillä C e [-1, ..., 1].

• · V. Korrelaation C laskemisen sijasta voidaan käyttää myös kori* varianssia Vxy tai muuta vastaavaa samanlaisuutta tai eri- ,··' laisuutta mittaavaa operaatiota. Kovarianssi Vxy lasketaan

35 kahdesta näytteitä käsittävästä vektorimuuttujasta X ja Y

β 102578 yleisesti seuraavasti:

1 N

vKy - —-τΣ(χυ) - x) (y(j) -y), (4) 5 missä x on muuttujan X näytteiden keskiarvo,y on muuttujan Y näytteiden keskiarvo ja N on näytteiden kokonaismäärä. Käytettäessä esimerkiksi RAKE-vastaanotinta voidaan käyttää moniulotteista ristikorrelaation laskentaa. Kaavan muodossa esimerkiksi impulssivasteiden X moniulotteinen 10 korrelaatio C voidaan ilmaista yleisessä muodossaan seuraavasti C(x (1) , . . ., x(k) ) = Σ · · · Σχ(1)·χ(2) '••x(k), (5) il ik 15 missä tarvitaan estimoitujen impulssivasteiden x(i) mittauksia useina eri ajanhetkinä.

Yleisesti kantoaaltoa käyttävässä radiojärjestelmässä viritystaajuus on edullisesti vastaanottimen paikallis-oskillaattorin taajuus ja lähetystaajuus on lähetyksessä 20 käytetyn kantoaallon taajuus. Laskennassa tarvittavat näytteet edustavat edullisesti hajotuskoodin chippejä, ja näytteitä voidaan ottaa yksi tai useampi yhdestä chipistä.

Kahden impulssivasteen keskinäisen ryhmäsiirtymän löytämiseksi impulssivasteiden ristikorrelaatio lasketaan 25 ja etsitään suurin korrelaation arvo, joka edustaa ryhmä- :·, siirtymää ja koodin vaihe-eroa. Suurimman arvon etsimises- * · sä arvoja edullisesti rajoitetaan ennalta määrätyllä kyn- • · nysarvolla, jonka yli suurimman arvon täytyy yltää. Näin vältetään kohinan aiheuttamat häiriöt. Korrelaation suurin 30 arvo on näin näytteen n kohdalla.

Myös keksinnön mukaisessa toisessa toimintamuodossa, ♦ · V. jossa signaalin kantoaaltotaajuuden ja viritystaajuuden • % · *tI välinen vaihe-ero mitataan suoraan signaalin hajotuskoodin ja vastaanottimen hajotuskoodin välillä korrelaationa, . 35 vaihe-ero ilmenee korrelaation huipun vaihesiirtymänä jo- 9 102578 honkin näytteeseen n. Jos korrelaation huippu tai suora vaihesiirtymän mittaustulos on kohdassa n = 0, se tarkoittaa, että vastaanottimen viritystaajuus ja lähetyksen kantoaaltotaajuus ovat samat. Jos taas korrelaation maksimi-5 arvo on kohdassa n = m, tällöin taajuusero Af voidaan laskea seuraavasti: c ® ^"rc i r \

Af = (6 T f

S

10 missä frc on vastaanottimen kantoaallon taajuus eli viritystaajuus, fs on näytteenottotaajuus ja T on mittausten välinen aikaväli. Oletetaan aitoa tilannetta mukaellen esimerkiksi, että viritystaajuus, joka on lähellä kantoaaltotaajuutta, on frc = 1.8 GHz, fs = 25 MHz ja T = 500 ms.

15 Tällöin yhtä chippiä (m = 1) vastaava ajallinen siirtymä edustaa 144 Hz taajuuseroa vastaanottimen viritystaajuuden ja lähetyksen kantoaallon välillä. Taajuusero on siis kääntäen verrannollinen mittausaikaväliin T. Stabiilissa ympäristössä viritystaajuuden synkronisuutta voidaan pa- 20 rantaa pidentämällä mittausaikaväliä T. Jos taas ympäristön ominaisuudet muuttuvat nopeasti, aikaväliä T on pidettävä riittävän lyhyenä luotettavien tulosten saamiseksi. Periaatteessa korrelaatiofunktio C on jaksollinen kuten hajotuskoodikin. Tällöin suurin mahdollinen havaittava 25 vaiheen ryhmäsiirtymä on m = ±-^, kun hajotuskoodin jak-; t sonpituus on N. Tämä rajoitus voidaan kuitenkin kiertää, 9 » . ja siirtymä voidaan ulottaa seuraaviin hajotuskoodin jak- • · ' soihin. Toisaalta tyypillisessä tilanteessa hajotuskoodi

on paljon pitempi kuin vaiheen ryhmäsiirtymä ja tällöin m N

30 < ± — .

2

Kuviossa 3 on esitetty lohkokaavio keksinnöllisestä » · V. vastaanottimesta, joka toimii keksinnöllisen menetelmän mukaisesti. Vastaanotin käsittää antennin 100, esikäsitte-, lyvälineet 110, sekoittimen 120, paikallisoskillaattorin ' . 35 130, jälkikäsittelyvälineet 140, välineet 150 muodostaa 10 102578 impulssivasteen, välineet 160 verrata impulssivasteiden keskinäistä siirtymää ja muodostaa vaihesiirtymä ja välineet 170 muodostaa taajuusero, jolla ohjataan paikallisos-killaattoria 130. Antennin 100 vastaanottama signaali ete-5 nee aluksi esikäsittelyvälineille 110, jotka käsittävät esimerkiksi suodattimen. Tämän jälkeen signaali etenee se-koittimeen 120, jossa se kerrotaan paikallisoskillaattorin 130 taajuudella. Jälkikäsittelyvälineissä 140 signaalia suodatetaan ja esimerkiksi CDMA-järjestelmässä signaali 10 muunnetaan A/D-muuntimella digitaaliseksi. Jälkikäsittely-välineistä 140 signaali etenee muihin radiojärjestelmän prosesseihin. Tämän lisäksi edullisesti digitaaliseksi muunnettu signaali etenee välineisiin 150 ja signaalista muodostetaan estimoitu impulssivaste kahtena eri ajanhet-15 kenä. Näitä impulssivasteita 200 verrataan toisiinsa välineissä 160, jotka ovat edullisesti korrelaattori. Vertailun perusteella välineet 160 muodostavat impulssivasteiden vaihe-eron 210 ja välineet 170 muodostavat paikallisoskillaattorin viritystaajuuden ja lähetetyn signaalin kanto-20 aallon välisen taajuuseron 220 vaihe-erosta 210.

Kuviossa 4 on esitetty lohkokaavio keksinnöllisestä vastaanottimesta, joka toimii keksinnöllisen menetelmän mukaisesti. Vastaanotin käsittää antennin 100, esikäsitte-lyvälineet 110, sekoittimen 120, paikallisoskillaattorin 25 130, jälkikäsittelyvälineet 140, välineet 180 mitata sig- ; naalin vaihe, välineet 190 verrata vaiheita ja muodostaa :: : vaihesiirtymä ja välineet 170 muodostaa taajuusero, jolla ohjataan paikallisoskillaattoria 130. Antennin 100 vastaanottama signaali etenee aluksi esikäsittelyvälineille 30 110, jotka käsittävät esimerkiksi suodattimen. Tämän jäl- keen signaali etenee sekoittimeen 120, jossa se kerrotaan • i » !.! paikallisoskillaattorin 130 taajuudella. Jälkikäsittelyvä- • · *, . lineissä 140 signaalia suodatetaan ja esimerkiksi CDMA- järjestelmässä signaali muunnetaan A/D-muuntimella digi-: 35 taaliseksi. Jälkikäsittelyvälineistä 140 signaali etenee 11 102578 muihin radiojärjestelmän prosesseihin. Jälkikäsittelyväli-neistä 140 edullisesti digitaaliseksi muunnettu signaali etenee välineisiin 180, jossa signaalin vaihe määritetään ainakin kahtena eri ajan hetkenä. Vaihetiedot 230 etenevät 5 välineille 190, jotka vertaavat vaiheita ja muodostavat vaihesiirtymän 210. Välineet 170 muodostavat vaihesiirty-mää hyväksi käyttämällä taajuuseron 220, jota käytetään ohjaamaan paikallisoskillaattorin 130 taajuutta.

Keksinnön mukainen ratkaisu sopii erityisesti radio-10 järjestelmän tilaajapäätelaitteeseen, koska sen tulee synkronoitua tukiasemalta ilmoitettuun taajuuteen. Keksinnön mukaiset ratkaisut voidaan toteuttaa erityisesti digitaalisen signaalinkäsittelyn osalta esimerkiksi ASIC- tai VLSI-piireillä (Application-Specific Integrated Circuit, 15 Very Large Scale Integration). Suoritettavat toiminnot toteutetaan edullisesti mikroprosessoritekniikkaan perustuvina ohjelmina.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, 20 ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

• ·

• · I

• · · • » • · · • · « · • · · • · • · • ·

Claims (19)

102578

1. Menetelmä taajuuseron mittaamiseksi radiovas-taanottimessa, joka muodostaa mahdollisimman tarkasti lä- 5 hetystaajuutta vastaavan viritystaajuuden synkronointia varten ja jossa muodostetaan vastaanotetun signaalin käyttämän kanavan estimoitu impulssivaste (200), tunnettu siitä, että muodostetaan ainakin kaksi ajallisesti peräkkäistä 10 estimoitua impulssivastetta (11, 12, 13), verrataan mainittujen impulssivasteiden keskinäistä ajallista siirtymää toistensa suhteen (14), muodostetaan vertailun perusteella estimoitujen impulssivasteiden välinen vaihesiirtymä ja muodostetaan lä-15 hetystaajuuden ja viritystaajuuden välinen taajuusero vai-hesiirtymän perusteella (15).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että estimoitujen impulssivasteiden keskinäisen ajallisen siirtymän vertailu (14) suoritetaan 20 laskemalla impulssivasteiden välinen korrelaatio.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostettaessa estimoidut impuls-sivasteet peräkkäin tietyn mittausaikavälin välein (12) ja otettaessa signaalista näytteitä tietyllä näytteenottotaa- •25 juudella ; '· muodostetaan vaihesiirtymä korrelaation suurimman : arvon perusteella, jolloin lähetystaajuuden ja viritystaa juuden välinen taajuusero muodostetaan vaihesiirtymän ja viritystaajuuden tulon suhteena mittausaikavälin ja näyt-30 teenottotaajuuden tuloon (15) . .. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n - • · n e t t u siitä, että mitattaessa useiden signaalien taa- • « \ φ juuseroja muodostetaan moniulotteinen korrelaatio (14) kaikkien niiden signaalien välille, joiden taajuusero suh-35 teessä viritystaajuuteen halutaan samanaikaisesti mitata. 102578

5. Menetelmä taajuuseron mittaamiseksi radiovastaan-ottimessa, joka muodostaa mahdollisimman tarkasti lähetys-taajuutta vastaavan viritystaajuuden synkronointia varten ja jossa mitataan vastaanotetun signaalin voimakkuutta ja 5 vaihetta (180) suhteessa viritystaajuuteen, tunnet-t u siitä, että mitataan vastaanotetun signaalin vaihe ainakin kaksi ajallisesti peräkkäistä kertaa (21, 22, 23) , verrataan mitattuja vaiheita toisiinsa (24), 10 vertailun perusteella muodostetaan signaalin vai- hesiirtymä ja muodostetaan lähetystaajuuden ja viritystaa-juuden välinen taajuusero vaihesiirtymän perusteella (25).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan vastaanotetun signaalin 15 vaihe (210) suurimman signaalivoimakkuuden kohdalta (21, 23) .

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että otettaessa signaalista näytteitä tietyllä näytteenottotaajuudella lähetystaajuuden ja viri- 20 tystaajuuden välinen taajuusero (220) muodostetaan vaihesiirtymän (210) ja viritystaajuuden tulon suhteena mit-tausaikavälin ja näytteenottotaajuuden tuloon (25). , 8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että mitataan vastaanotetun signaalin '25 vaihe ajallisesti N (N £ 2) peräkkäistä kertaa ja muodos- ; " tetaan mitatuista vaiheista C joukkoa, joissa kussakin on : ‘ M vaihetta, missä C määritetään kaavalla C«’M = — , M • N M!(N-M)! on M < N ja C, M ja N e (1, 2, 3, ...}, järjestetään vaiheet ajalliseen järjestykseen, 30 vähennetään peräkkäiset vaiheet toisistaan vaihe- ,V erojen muodostamiseksi ja suhteutetaan vaihe-erot ajalli- t · ..Γ sen eron mukaan, « · ' • · . etsitään ainakin yksi ryhmä, jossa kaikki suhteelli set vaihe-erot ovat oleellisesti samat ja 35 muodostetaan lähetystaajuuden ja viritystaajuuden 102578 välinen taajuusero löydetyn ryhmän vaihe-eron perusteella.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan 4 vaihe-eroa χ3, χ2, χ3 ja χ4, jolloin N on N = 4, muodostetaan neljä ryhmää C44 3 = 4 5 seuraavaan tapaan: Xi/ X2 ja X3/ Xi/ X2/ ja x4 Xi/ X3 ja X4 ja X2/ X3 ja X4, 10 muodostetaan ryhmittäin ajallisesti suhteutetut vaihe- erot : vaihe-erot χ2 - χχ ja χ3 - χ2, vaihe-erot χ2 - χ2 ja (χ4 - χζ)/2, vaihe-erot (χ3 - xJ/2 ja χ4 - χ3 ja 15 vaihe-erot χ3 - χ2 ja χ4 - χ3, etsitään ainakin yksi ryhmä, jossa suhteutetut vaihe-erot ovat oleellisesti samat ja muodostetaan lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välinen taajuusero löydetyn ryhmän vaihe-eron perusteella.

10. Vastaanotin, joka on sovitettu muodostamaan mah dollisimman tarkasti lähetystaajuutta vastaavan viritys-taajuuden synkronointia varten ja muodostamaan vastaanotetun signaalin käyttämän kanavan estimoidun impulssivasteen (200), tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää 25 välineet (150) muodostaa ainakin kaksi ajallisesti peräkkäistä estimoitua impulssivastetta (200), • t välineet (160) verrata mainittujen impulssivasteiden (200) keskinäistä ajallista siirtymää toistensa suhteen ja muodostaa vertailun perusteella vaihesiirtymä (210) ja 30 välineet (170) muodostaa lähetystaajuuden ja viri- ,*,· tystaajuuden välinen taajuusero (220) vaihesiirtymän (210) » i perusteella. * * , 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että välineet (160) on sovitettu 35 muodostamaan estimoitujen impulssivasteiden (200) välinen » 102578 korrelaatio.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että välineiden (150) ollessa sovitettu muodostamaan estimoidut impulssivasteet (200) 5 peräkkäin tietyn mittausaikavälin välein ja ottamaan signaalista näytteitä tietyllä näytteenottotaajuudella välineet (160) on sovitettu muodostamaan vaihesiir-tymän (210) , joka perustuu korrelaation suurimpaan arvoon ja 10 välineet (170) on sovitettu muodostamaan vaihesiir- tymän ja viritystaajuuden tulon ja mittausaikavälin ja näytteenottotaajuuden tulon suhteena.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että useamman kuin yhden signaalin 15 tapauksessa välineet (160) on sovitettu muodostamaan moniulotteisen korrelaation kaikkien niiden signaalien välille, joiden taajuusero suhteessa viritystaajuuteen on tarkoitus mitata samanaikaisesti.

14. Vastaanotin, joka on sovitettu muodostamaan mah-20 dollisimman tarkasti lähetystaajuutta vastaavan viritys- taajuuden synkronointia varten ja mittaamaan signaalin voimakkuutta ja vaihetta (230), tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet (180) mitata vastaanotetun signaalin vaihe 25 (230) ainakin kaksi ajallisesti peräkkäistä kertaa, välineet (190) verrata vastaanotetun signaalin vai- .·.·. heitä (230) toisiinsa ja muodostaa vertailun perusteella « vaihesiirtymä (210) ja välineet (170) muodostaa lähetystaajuuden ja viri-30 tystaajuuden välinen taajuusero (220) vaihesiirtymän (210) perusteella. • · • · · *·*·* 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen vastaanotin, «*« ·.* tunnettu siitä, että välineet (180) on sovitettu mittaamaan vastaanotetun signaalin vaiheen suurimman sig-··. 35 naalivoimakkuuden kohdalta. ,β 102578

1 O

16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanottimen olleessa sovitettu ottamaan signaalista näytteitä tietyllä näytteenottotaajuudella välineet (170) on sovitettu muodostamaan lä- 5 hetystaajuuden ja viritystaajuuden välisen taajuuseron (220) vaihesiirtymän (210) ja viritystaajuuden tulon suhteena mittausaikavälin ja näytteenottotaajuuden tuloon.

17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanottimen ottaessa sig- 10 naalista näytteitä tietyllä näytteenottotaajuudella lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välinen taajuusero (220) muodostetaan vaihesiirtymän (210) ja viritystaajuuden tulon suhteena mittausaikavälin ja näytteenottotaajuuden tuloon (25).

18. Patenttivaatimuksen 14 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että välineet (180) on sovitettu mittaamaan vastaanotetun signaalin vaiheen ajallisesti N (N ^ 2) peräkkäistä kertaa, ja välineet (190) on sovitettu muodostamaan mitatuista 20 vaiheista C joukkoa, joissa kussakin on M vaihetta, missä C määritetään kaavalla Cn"M = -—-, M on M < N ja C, M ja N e {1, 2, 3, ...}, järjestämään vaiheet ajalliseen järjestykseen, vähentämään peräkkäiset vaiheet toisistaan vaihe-erojen muodostamiseksi ja suhteuttamaan vaihe-erot 25 ajallisen eron mukaan ja etsimään ainakin yhden ryhmän, jossa kaikki suhteelliset vaihe-erot ovat oleellisesti sa-mat ja • · · välineet (170) on sovitettu muodostamaan lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välisen taajuuseron löydetyn 30 ryhmän vaihe-eron perusteella.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen vastaanotin, • · V.· tunnettu siitä, että välineet (180) on sovitettu • · 1 V mittaamaan 4 vaihe-eroa xlf χ2, χ3 ja χ,, jolloin N on N = 4-3 4 ja muodostamaan neljä ryhmää C4 =4 seuraavaan tapaan:

35 Xi, χ2 ja χ3, 17 102578 Xw X21 ja X4 Xi/ X3 ja χ4 ja X2/ X3 ja Xo välineet (190) on sovitettu muodostamaan ryhmittäin ajal-5 lisesti suhteutetut vaihe-erot: vaihe-erot χ2 - χ3 ja χ3 - χ2, vaihe-erot χ2 - χ3 ja (χ4 - χ2)/2, vaihe-erot (χ3 - xJ/2 ja χ4 - χ3 ja vaihe-erot χ3 - χ2 ja χ4 - χ3, 10 välineet (190) on sovitettu etsimään ainakin yksi ryhmä, jossa suhteutetut vaihe-erot ovat oleellisesti samat ja välineet (170) on sovitettu muodostamaan lähetystaajuuden ja viritystaajuuden välinen taajuuseron löydetyn ryhmän vaihe-eron perusteella. » »· • · • · • · · • · • · · • · • · 1 · · • · • m 102578