[發明專利]碼相位的確定

有效

• 申請號: 200580044023.1
• 申請日: 2005-11-23
• 公開（公告）號: CN101084632A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: H·瓦利奧;S·皮厄蒂拉
• 申請（專利權）人: 諾基亞公司
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;G01S1/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 馮譜

技術領域

本發明涉及用于確定接收到的、編碼調制載波信號的正確碼相位的信號捕獲模塊、電子設備、系統、方法和軟件程序產品。?

背景技術

在例如CDMA(碼分多址)擴頻通信中，必須確定接收到的、編碼調制載波信號的碼相位。?

對于處于其基本形式的擴頻通信，發送單元使用數據序列來調制正弦載波，接著得到的信號的帶寬被擴展到大的多的值。為了擴展帶寬，單頻載波例如可以與包括-1和1的值的高速二進制偽隨機噪聲(PRN)碼序列相乘，該碼序列對于接收機來說是已知的。因此，發送的信號包括數據分量、PRN分量和正弦載波分量。術語碼片用于指示相比較于數據序列的比特而言由發送的信號傳達的PRN碼的比特。?

基于此類編碼調制信號的估計的已知系統是GPS(全球定位系統)。在GPS中，編碼調制信號由沿地球軌道運行的若干個衛星發送并且由當前位置將被確定的GPS接收機來接收。當前，每個衛星發送兩個微波載波信號。這些載波信號中的一個L1用于攜帶標準定位服務(SPS)的碼信號和導航消息。L1載波信號由每個衛星利用在接收機處已知的不同C/A(粗捕獲)碼進行調制。因此，由不同的衛星獲得用于傳輸的不同信道。載波信號具有1575.42MHz的頻率，而其頻譜擴展到20.46MHz標稱帶寬的C/A碼每1023個碼片進行重復，碼的時期(epoch)是1ms。將利用處于50比特/秒比特率的導航信息對L1信號的載波頻率進一步調制。可對構成數據序列的導航信息進行估計，從而例如確定相應的接收機的位置。導航信息包括例如星歷?(ephemeris)參數，其描述相應的衛星的軌道中很短的部分。基于這些星歷參數，一種算法可在衛星處于相應所述的部分時估計在任意時間的衛星的位置。?

接收編碼調制信號的接收機必須可以訪問所用調制碼的同步副本，從而能夠解擴信號的數據序列。更具體地，必須在接收到的編碼調制信號和可用的副本碼序列之間執行同步。通常，稱為捕獲的初始同步以后是稱為跟蹤的精密同步。在這兩個同步方案中，使用相關裝置來找到和維持副本碼序列和接收到的信號之間的最佳匹配并因此確定接收到的碼相位。例如可利用碼片精確度來確定匹配。如果需要一部分碼片的精確度，則碼片可在模數轉換之后由幾個采樣來表示。?

在捕獲期間，由于接收機位置的不確定性、可用時間的不確定性和/或星歷信息的缺乏，相對于可用副本碼序列的接收到的編碼調制信號的相位可具有任何可能的值。?

另外，接收到的信號的附加調制可能發生，其由于多譜勒效應而可能達+/-6kHz以及由于接收機振蕩頻率不穩定性而達到幾個kHz。因此通常利用對附加頻率調制的不同假設來執行對接收到的碼相位的搜索。由于敏感度的增加，尤其由于類似室內環境的弱信號環境，接收機通常使用需要頻率不確定性小到幾個Hz的長積分。因此，即使利用對準的碼，也應當檢查大量的頻率假設。?

為了示例，圖1示出常規接收機的信號捕獲模塊的示意框圖。?

在接收機中，射頻(RF)部分(未示出)通過使用本地振蕩器將接收到的信號轉換到基帶。接著由模數(AD)轉換器(未示出)將基帶信號轉換到數字域并接著進入到接收機的數字基帶部分。混頻器12利用搜索中心頻率e^jωt對得到的采樣進行混頻。接著由抽樣(decimate)塊13根據提供的碼頻率對混頻的采樣進行抽樣。將混頻的和抽樣的采樣提供給匹配濾波器14以找出接收到的信號相比較于可用的副本碼序列的碼相位或延遲。匹配濾波器14針對每個檢查的碼相位連續地輸出相關值。?

將匹配濾波器14的輸出提供給離散傅里葉變換(DFT)組15?以去除由混頻器12遺留的任何殘留頻率，其也可以被稱為頻偏。針對每個檢查的碼相位，DFT組15將匹配濾波器的輸出并行地與多個可能的頻率e^jω1t、e^jω2t等，e-^jω1t、e-^jω2t等進行混合。?

AD轉換器的輸出具有兩個未知的頻率分量，從對于接收到的信號的載波頻率的多譜勒效應得到的分量以及振蕩器誤差分量。組合起來的不確定性可能大到DFT組15無法利用單次搜索即檢查到整個不確定性的范圍。在這種情況下，必須由混頻器12利用不同的搜索中心頻率來執行若干次連續的搜索以覆蓋整個不確定性范圍。因此混頻器12用于按需調整搜索中心頻率以利用若干次連續的搜索來覆蓋大的頻率不確定性。?

在RF部分中進行下變頻之后，進入基帶處理部分的信號可能也具有已知的頻偏。混頻器12也可用于補償此已知頻偏。?