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Phase Estimation of Single Tones Next to Modulated Signals in the medium frequency R-Mode system

Grundhöfer, Lars und Wirsing, Markus und Gewies, Stefan und Del Galdo, Giovanni (2022) Phase Estimation of Single Tones Next to Modulated Signals in the medium frequency R-Mode system. IEEE Access. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/ACCESS.2022.3190544. ISSN 2169-3536.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
682kB

Kurzfassung

Position, navigation, and timing information are critical to today’s infrastructures; as a result, the possibility of estimating ranges is being explored in more and more radio systems. One way to achieve this is to extend the modulation with time-synchronised aiding carriers and to estimate their phase at the receiver side. In this paper, we present two ways to minimise the negative influence of the modulation on the phase estimation. We show that the classical maximum likelihood estimator is still an efficient estimator for our problem, using a medium-frequency R-Mode signal as an example, and is therefore used in receiver designs. We then describe two possible ways to precondition the signal to increase the accuracy for short observations. As a first approach, we describe how window functions can positively change the signal-to-noise ratio for our estimation. As a second approach, we show the use of a narrowband bandpass filter. Finally, we show that these approaches, applied to real measurements, improve the variance of the estimate by up to two orders of magnitude.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187333/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Phase Estimation of Single Tones Next to Modulated Signals in the medium frequency R-Mode system
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Grundhöfer, LarsLars.Grundhoefer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8650-8280NICHT SPEZIFIZIERT
Wirsing, MarkusMarkus.Wirsing (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7192-5831NICHT SPEZIFIZIERT
Gewies, StefanStefan.Gewies (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5549-8115NICHT SPEZIFIZIERT
Del Galdo, Giovannigiovanni.delgaldo (at) iis.fraunhofer.dehttps://orcid.org/0000-0002-7195-4253NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2022
Erschienen in:IEEE Access
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/ACCESS.2022.3190544
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2169-3536
Status:veröffentlicht
Stichwörter:APNT, R-Mode, phase estimation, navigation, signal processing
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Verkehrssystem
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V VS - Verkehrssystem
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - I4Port (alt)
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nautische Systeme
Hinterlegt von: Grundhöfer, Lars
Hinterlegt am:23 Aug 2022 13:34
Letzte Änderung:23 Aug 2022 13:34

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