[發明專利]具有通用數字接口的全球定位系統前端

無效

• 申請號: 200680031586.1
• 申請日: 2006-05-09
• 公開（公告）號: CN101287998A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 埃里克·安德森;丹尼爾·巴比奇;馬吉德·哈塞米
• 申請（專利權）人: SiRF技術公司
• 主分類號: G01S1/00
• 分類號: G01S1/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 呂曉章

技術領域

本發明涉及射頻(RF)信號處理集成電路與基帶處理器之間的接口。具體地，本發明涉及用于全球定位系統(GPS)應用的RF信號處理集成電路與移動設備的、由通用數字信號處理器或通用微處理器實現的基帶處理器之間的接口。

背景技術

GPS接收機典型地包括RF“前端”集成電路(RFIC)和數字信號處理集成電路(“基帶處理器”)。該基帶處理器常常以特定用途集成電路(ASIC)實現或者被編程到一個或多個現場可編程門陣列(FPGA)中。RF?IC通過天線從GPS衛星接收信號，將GPS信號下轉換(down-convert)到中頻，對下轉換后的信號進行濾波，并以規定的采樣數據速率將濾波后的信號數字化。然后，RFIC將數字化的樣本提供給基帶處理器，該基帶處理器從數字化的樣本中“獲取”(即，檢測)一個或多個GPS衛星(“所獲取的衛星”)的信號。所獲取的衛星的信號然后被用于計算接收機與每個所獲取的衛星之間的距離(“范圍”)。所獲取的衛星的范圍然后可以被用于確定接收機的位置。

直到最近，基帶處理器常常是專門設計來用于GPS應用中要求的高速數字信號處理的專用集成電路(例如，相關引擎(correlation?engine))，并且可以包括硬件組件和軟件組件二者。每個GPS衛星的信號特征在于調制載波信號的唯一碼向量(unique?code?vector)。在一個實現中，碼向量是每毫秒重復的、1023比特的偽隨機噪聲或碼(即，在1.023MHz的“碼片(chipping)”速率上)。傳統地，公共頻率(common?frequency)f_o＝1.023MHz，其是兩個GPS頻率1575.42MHz與1227.6MHz的公約數，被用作GPS應用的設計參數。在現有技術中，通常使用4f_o的中頻，其要求16f_o的采樣速率以便避免由于混疊(aliasing)引起的偽像(artifact)。因此，在現有技術中，通常以16f_o提供采樣速率。在2比特或3比特的樣本分辨率(即，對于每個樣本，符號位(bit)加上一個或兩個幅度(magnitude)比特)，以至少每秒32-48兆比特(32-48Mbs)的比特速率將數字化的樣本傳遞到數字信號處理集成電路。

鑒于支持成功的衛星獲取需要的這一高樣本速率，而由于通用微處理器的一個或多個簡單工業標準串行數據接口不支持所需的32-48Mbs的高數據速率，所以不使用通用微處理器或現貨供應的(off-the-shelf)(即，工業標準)數字信號處理器。即使在這樣的通用處理器中存在復雜的高速數據接口，這些復雜接口也需要RF?IC具有大量的接口邏輯資源。因此，在現有技術中，作為用于GPS信號的基帶處理器，定制設計(custom-designed)的信號處理集成電路是優選的。典型地，這樣的定制設計的信號處理集成電路使用專用數據接口來處理來自RF?IC的高數據速率的連續數據傳輸。

發明內容

根據本發明的一個實施例，用于全球定位系統(GPS)應用的射頻集成電路將來自外部源的射頻GPS信號與低于4f_o的預定中頻混頻(mix)。在一個實施例中，提供鏡像抑制混頻器(image?reject?mixer)以用于該混頻操作。可以將中頻選擇為例如1.5f_o。然后，中頻濾波器對中頻GPS信號進行頻帶限制(band-limit)，在距中頻一半期望帶寬的頻率處(例如，對于具有2MHz帶寬的基帶GPS信號，在3.5MHz附近)滾降(roll?off)。自動增益控制電路將濾波后的中頻GPS信號放大至適當的電壓電平。然后，放大后的中頻GPS信號被模數轉換器以高于兩倍中頻的預定采樣速率數字化，以提供預定的比特數目的樣本，然后，通過工業標準串行總線(例如，同步外圍總線)提供所述樣本，以用于由通用微處理器進行的基帶處理。

在一個實施例中，預定采樣速率大體上為6f_o。

在一個實施例中，提供校準電路(calibration?circuit)以設置中頻濾波器的通帶。

在一個實施例中，預定采樣速率與預定的比特數目的乘積小于或等于工業標準串行總線的數據速率。

在一個實施例中，對于2MHz帶寬濾波器，預定頻率大體上在3.5MHz處衰減，而對于1MHz帶寬濾波器，預定頻率大體上在4.0MHz處衰減。

在一個實施例中，射頻集成電路在多種節電狀態下操作。