[發明專利]用于接收衛星信號的可調整分時多工接收器及其方法

有效

• 申請號: 200710096389.4
• 申請日: 2007-04-16
• 公開（公告）號: CN101060361A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 陳駿楠
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B7/26;G01S1/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明涉及衛星信號接收器，特別涉及衛星通信的可調整的分時(time-division)多工接收器和在接收器中使用的方法。

背景技術

對于檢測載于全球性導航衛星系統(GNSS，譬如GPS、GLONASS，伽利略系統等等)中擴頻(spread?spectrum)信號的數據的接收器來說，有三個域應該被考慮：可視衛星識別碼(visible?satellite?ID)，多普勒頻率(Doppler?frequency)和碼相位(code?phase)。在冷起動狀態，譬如當接收器開始運作時，可視衛星識別碼(ID)，多普勒頻率和碼相位全都為未知。因此，嘗試這些三個域的所有組合是必要的。包含一特定衛星識別碼，一特定多普勒頻率和一特定碼相位的一個組合稱為一個“假設”(hypothesis)。參見圖1，對于衛星SVx，如果有M個可能的多普勒頻率DF0，DF1…DFm-1和N個碼相位CP0，CP1…CPn-1需加以嘗試，則有M×N個假設。參見圖2，進一步推論，當有X個衛星SV0，SV1……，SVx-1，假設總數將是X×M×N。在最壞的情況下，應該完成X×M×N次相關性計算嘗試以獲取一個特定GPS信號。在一些應用中，需要采用一半或四分之一碼片間隔以達到更高的追蹤準確度。因此導入一額外的因子P。當碼片間隔是半碼片，則P＝2；當碼片間隔是四分之一碼片，則P＝4，以此類推。則假設總數為X×M×N×P。

如果在接收器只有一個相關器可用，最直觀的方法是逐一嘗試所有假設。如果有二個相關器可用，則可同時嘗試二個假設。相應地，速度可倍增。顯然，如果要大幅度提高速度，就需要大量的相關器。此將增加成本和硬件復雜度。

用于GPS信號的偽隨機碼的碼片速率是1.023兆赫，就是1毫秒的周期發送1023塊碼片。因此，如果相關器的時鐘率是只有1kHz，則需要具有1023對乘法器和加法器的相關器來對所接收的信號進行相關性計算。搜尋的速率是每毫秒一個假設。然而，實際上，如此具有1023對乘法器和加法器的相關器過于復雜，且1kHz的時鐘率過慢。相關度的規模可通過提升時鐘率而減小以達到同樣效果。例如，如果使用33kHz的時鐘率，僅需要31對乘法器和加法器。

如上所述，通過增加時鐘率可降低硬件復雜度，但假設搜尋速率仍是每毫秒一個假設。對于一枚特定衛星和一個特定多普勒頻率，在碼相位域有1023個假設。如果時鐘率進一步上升到33kHz×1023＝33.759MHz，則對于該衛星和特定多普勒頻率，所有碼相位假設可在一毫秒內被嘗試。在一些應用中，要求有更高的準確度，故需要例如半碼片間隔。則對于一枚特定衛星和一個特定多普勒頻率，在碼相位域有2046個假設將被嘗試。因此，時鐘率可進一步提升到33.759MHz×2＝67.518MHz，并且在一毫秒的時間里有2046個假設被嘗試。隨著時鐘率的增加，額外的存儲器容量是必需的。但是，這并不是大問題，因為相較于乘法器或加法器，存儲器是比較便宜的。除提高時鐘率之外，也必須為各域適當地安排搜尋能力的多工分配，以便適應各種各樣的應用情況。

發明內容

本發明的目的是提供用于GNSS的衛星信號可調整分時多工接收器。本發明的接收器以可調整分時多工的方式嘗試假設。接收器使用具有一時鐘率的時鐘信號控制嘗試假設的速度。在接收器執行的可調整分時多工是根據時鐘率而對各域，譬如可視衛星域、碼相位域，多普勒頻率域及追蹤準確度域等作安排。在一實施例中，時鐘率是固定的。根據固定的時鐘率，分時多工是對各域作安排。在另一實施例中，時鐘率是可變的。當速度必須是快速時(例如在衛星獲取模式下)，時鐘率被設置成高時鐘率。當速度不需要那么快速時(例如在信號追蹤的模式下)，為了減少功率消耗，可降低時鐘率。

本發明的另一目的是提供用于獲取和追蹤衛星信號的方法。通過利用本發明的方法，相關性計算的分時多工可以最適當的方式加以安排。此外，嘗試假設的速度可如所需而可適性地控制。

根據本發明，其接收器包括一提供具有一時鐘率的時鐘信號的時鐘控制器；以及一相關器以通過該時鐘率決定的速度對輸入信號執行相關性計算，該相關器是以可調整分時多工的方式操作，該分時多工是根據該時鐘率而對各域作安排。該時鐘率可為固定或可變。

根據本發明，GNSS(全球性導航衛星系統)信號的處理方法包括步驟有：提供具有一時鐘率的時鐘信號；以可調整的分時多工的方式以通過所述的時鐘率決定的速度對GNSS執行相關性計算。時鐘率可為固定。或者，可通過改變時鐘率而改變相關性計算的速度。在各種情況下，相關性計算的多工處理是基于時鐘率而對各域作安排。