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用于關(guān)聯(lián)從導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)接收到的信號的方法和裝置制造方法
【專利摘要】將信號的多個樣本存儲在緩沖器中，所述信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)。確定緩沖器中的多個起始位置，所述多個起始位置對應(yīng)于待計算的多個關(guān)聯(lián)。使用i)多個本地復(fù)制信號和ii)使用多個起始位置從緩沖器讀取的數(shù)據(jù)，來計算多個關(guān)聯(lián)，所述本地復(fù)制信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)中的發(fā)送裝置所利用的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼。利用多個關(guān)聯(lián)來進(jìn)行以下中的一個或更多個：i)檢測信號中的PRN代碼、ii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個相移、或者iii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個頻移。
【專利說明】用于關(guān)聯(lián)從導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)接收到的信號的方法和裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本公開要求2013 年 9 月 11 日提交的、題為 “Data-Shift and Combined Methodsfor GNSS Parallel Correlator”的美國臨時專利申請N0.61/876，368的權(quán)益,這里通過參考并入其全部內(nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開總地涉及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)，并且更特別地涉及與檢測GNSS信號中的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼相關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0004]全球定位系統(tǒng)(GPS)是美國政府支持的系統(tǒng)，用于確定對象的精確位置和速度。軌道運行衛(wèi)星發(fā)射編碼的射頻信號，該信號由地球表面上或地球表面附近的接收機(jī)接收和處理，以得到在衛(wèi)星和接收機(jī)之間的近似即時距離的偽距測量結(jié)果。由于精確地知道衛(wèi)星軌道和信號傳送時間，所以可以使用特定信號比特的接收時間來量化至特定衛(wèi)星的傳送時間或射程。GPS衛(wèi)星的軌道布置在多個平面中，使得可以在地球上或地球附近的任意點處從至少四個衛(wèi)星接收信號，允許接收機(jī)有精確的位置和速度測量。每個衛(wèi)星持續(xù)地發(fā)送擴(kuò)頻信號，該擴(kuò)頻信號由專用于衛(wèi)星的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼調(diào)制。因此，接收機(jī)可以識別來自每個衛(wèi)星的信號并將這些信號分離到獨立的信道中，分開地處理信道數(shù)據(jù)，并組合處理后的數(shù)據(jù)以計算接收機(jī)的位置。除了 PRN代碼外，通過限定衛(wèi)星軌道的緩慢變化的數(shù)據(jù)信號和計算所需的其它相關(guān)信息來調(diào)制這些信號。最常用的PRN代碼是調(diào)制載波相位的O和I或-1和+1的二進(jìn)制序列。
[0005]使用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)將PRN代碼與50Hz數(shù)據(jù)流組合，并且因而PRN代碼的極性可能每20ms發(fā)生變化，即，每20msPRN代碼能出現(xiàn)180°相移。
[0006]在接收機(jī)中，產(chǎn)生與已知PRN代碼對應(yīng)的本地信號并將本地信號與接收信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以檢測接收信號中的PRN代碼。由于已知從衛(wèi)星發(fā)送已知PRN代碼序列的每個比特的時間，所以每個比特的接收時間是從衛(wèi)星到接收機(jī)的信號傳送時間的直接測量，并且因此是二者之間距離的測量。基于計算出的接收信號的相對相位，接收機(jī)計算期望的距離、速度等的量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個實施例中，一種方法包括:將信號的多個樣本存儲在緩沖器中，所述緩沖器實現(xiàn)在存儲器裝置中，所述信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)；利用一個或更多個集成電路裝置確定所述緩沖器中的多個起始位置，所述多個起始位置對應(yīng)于待計算的多個關(guān)聯(lián)；利用一個或更多個集成電路裝置，使用i)多個本地復(fù)制信號和ii)使用所述多個起始位置從所述緩沖器讀取的數(shù)據(jù)，計算多個關(guān)聯(lián)，其中所述本地復(fù)制信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)中的發(fā)送裝置所利用的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼；以及利用一個或更多個集成電路裝置，使用所述多個關(guān)聯(lián)來進(jìn)行以下中的一個或更多個:i)檢測所述信號中的PRN代碼、ii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個相移、或者iii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個頻移。
[0008]在其它實施例中，所述方法還包括以下特征中的一個或者以下特征中的兩個或更多個的任意合適組合。
[0009]確定所述多個起始位置包括針對待計算的每個關(guān)聯(lián)確定相應(yīng)的起始位置。
[0010]確定所述多個起始位置包括針對待計算的相應(yīng)關(guān)聯(lián)集合確定相應(yīng)的起始位置，其中每個集合包括多個關(guān)聯(lián)。
[0011]計算所述多個關(guān)聯(lián)包括使用多個計算器裝置計算所述多個關(guān)聯(lián)。
[0012]計算所述多個關(guān)聯(lián)包括通過時間共享單個計算器裝置計算所述多個關(guān)聯(lián)。
[0013]所述方法還包括使用所述多個起始位置從所述緩沖器讀取數(shù)據(jù)。
[0014]所述導(dǎo)航系統(tǒng)是導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(NSS);并且所述發(fā)送裝置包括在衛(wèi)星中。
[0015]NSS是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)。
[0016]在另一實施例中，一種裝置包括:存儲器裝置，所述存儲器裝置包括緩沖器，所述緩沖器用于存儲信號的多個樣本，所述信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)；以及一個或多個集成電路裝置，配置成:確定所述緩沖器中的多個起始位置，所述多個起始位置對應(yīng)于待計算的多個關(guān)聯(lián)，使用i)多個本地復(fù)制信號和ii)使用所述多個起始位置從所述緩沖器讀取的數(shù)據(jù)，計算多個關(guān)聯(lián)，其中所述本地復(fù)制信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)中的發(fā)送裝置所利用的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼，以及使用所述多個關(guān)聯(lián)來進(jìn)行以下中的一個或更多個:i)檢測所述信號中的PRN代碼、ii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個相移、或者iii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個頻移。
[0017]在其它實施例中，所述裝置還包括以下特征中的一個或者以下特征中的兩個或更多個的任意合適組合。
[0018]所述一個或多個集成電路裝置配置成針對待計算的每個關(guān)聯(lián)確定相應(yīng)的起始位置。
[0019]所述一個或多個集成電路裝置配置成針對待計算的相應(yīng)關(guān)聯(lián)集合確定相應(yīng)的起始位置，其中每個集合包括多個關(guān)聯(lián)。
[0020]所述一個或多個集成電路裝置包括多個計算器裝置。
[0021]所述裝置還包括多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器耦合到i)所述存儲器裝置和ii)所述多個計算器裝置。
[0022]所述多路復(fù)用器將所述多個計算器裝置耦合到所述存儲器裝置的讀取接口。
[0023]所述一個或多個集成電路裝置包括:多個起始位置計算器裝置，配置成計算所述多個起始位置。
[0024]所述一個或多個集成電路裝置包括:單個計算器裝置，配置成通過時間共享單個計算器裝置來計算所述多個關(guān)聯(lián)。
[0025]所述一個或多個集成電路裝置包括:多個信號發(fā)生器裝置，配置成生成所述多個本地復(fù)制信號。
[0026]所述一個或多個集成電路裝置包括:處理器裝置，配置成執(zhí)行機(jī)器可讀指令。
[0027]所述一個或多個集成電路裝置包括導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的數(shù)字前端。
[0028]所述裝置還包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，配置成基于模擬信號生成所述信號的多個樣本，所述模擬信號對應(yīng)于所述導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0029]所述裝置還包括所述導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的射頻(RF)前端，所述射頻前端配置成生成所述模擬信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是根據(jù)實施例的示例性全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)的框圖。
[0031]圖2是根據(jù)實施例的示例性導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的一部分的框圖。
[0032]圖3是根據(jù)實施例的示例性關(guān)聯(lián)器的框圖。
[0033]圖4是根據(jù)另一實施例的另一示例性關(guān)聯(lián)器的框圖。
[0034]圖5是根據(jù)實施例的用于生成多個關(guān)聯(lián)的示例性方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0035]本文在全球定位系統(tǒng)(GPS)的上下文中描述示例性關(guān)聯(lián)方法和裝置。注意，根據(jù)這里的公開和教示，該類似的方法和裝置也適用于其它定位系統(tǒng)，包括全球和區(qū)域定位系統(tǒng)，諸如伽利略系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GL0NASS)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)。也應(yīng)注意到，根據(jù)本文的公開和教導(dǎo)，類似的方法和裝置適用于其它通信系統(tǒng)，諸如利用碼分復(fù)用(CDM)或基于脈沖的超寬帶(UWB)的通信系統(tǒng)。
[0036]圖1是根據(jù)實施例的示例性GPS接收機(jī)100的框圖。GPS接收機(jī)100包括天線，該天線耦合到射頻(RF)前端單元108，該RF前端單元108具有耦合到下變頻器116的前置放大器112。下變頻器116將接收到的RF信號從RF下變頻成中頻(IF)，以生成模擬IF信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 120耦合到RF前端單元108并將模擬IF信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字IF信號。自動增益控制(AGC)單元124耦合到ADC 120并接收ADC 120的輸出。AGC單元124基于AGC單元124的輸出來控制下變頻器116中的可變增益單元。
[0037]多個數(shù)字接收機(jī)單元132耦合到ADC 120。每個接收機(jī)單元132配置成對通過對應(yīng)于相應(yīng)GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)噪聲(PRN)代碼調(diào)制的信號進(jìn)行解調(diào)。因而，在一個實施例中，每個接收機(jī)單元132對應(yīng)于相應(yīng)的GPS衛(wèi)星。在一個實施例中，GPS接收機(jī)100包括至少四個接收機(jī)單元132。在各種不同實施例中，GPS接收機(jī)100包括其他合適數(shù)目的接收機(jī)單元132 (例如5個、6個、7個、8個、9個、10個等的接收機(jī)單元132)。多個數(shù)字接收機(jī)單元132生成與來自多個衛(wèi)星的信號對應(yīng)的多個數(shù)字信號。將該多個數(shù)字信號提供給接收機(jī)處理單元140。
[0038]在一個實施例中，每個數(shù)字接收機(jī)單元132包括一個或更多個關(guān)聯(lián)器150，用于將接收信號與處于各種相移和各種多普勒頻移下的一個或更多個PRN代碼的多個延遲和提前的本地版本關(guān)聯(lián)。在另一實施例中，通過數(shù)字接收機(jī)單元132或者與數(shù)字接收機(jī)單元132結(jié)合地利用一個或更多個關(guān)聯(lián)器150。在一些實現(xiàn)方式中，可以存在約1000個PRN代碼候選，并且對于每個候選，可以存在PRN代碼的數(shù)千個本地版本來說明相移和多普勒頻移。因而，至少在一些實現(xiàn)中，GPS接收機(jī)100可能需要生成10萬至100萬個(或更多)關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，時間共享物理關(guān)聯(lián)器設(shè)備150以生成對應(yīng)于一個或更多個PRN代碼的多個本地版本的多個關(guān)聯(lián)。例如，在一個實施例中，物理關(guān)聯(lián)器150以適當(dāng)高的時鐘速度操作，使得物理關(guān)聯(lián)器150可以時間共享。在其它實施例中，利用多個物理關(guān)聯(lián)器設(shè)備150來生成多個關(guān)聯(lián)，每個物理關(guān)聯(lián)器設(shè)備150用于生成與PRN代碼的多個本地版本之一對應(yīng)的相應(yīng)關(guān)聯(lián)。
[0039]在一些實施例中，關(guān)聯(lián)器150利用下面更詳細(xì)描述的關(guān)聯(lián)技術(shù)。例如,在一些實施例中，使用存儲在緩沖器中的信號樣本的單個集合生成與多個相移和/或多個多普勒頻移對應(yīng)的多個關(guān)聯(lián)，其中使用緩沖器中的不同起始位置生成不同的關(guān)聯(lián)。
[0040]接收機(jī)處理單元140耦合到多個數(shù)字接收機(jī)單元132并且接收多個關(guān)聯(lián)器的輸出。接收器處理單元140利用關(guān)聯(lián)器的輸出來生成諸如多普勒頻移(頻率偏移)和代碼相位誤差之類的各種參數(shù)。頻率偏移至少部分地由衛(wèi)星和GPS接收機(jī)100之間的相對速度引起。代碼相位誤差由包括衛(wèi)星和GPS接收機(jī)100之間距離的變化的各種因素引起。
[0041]導(dǎo)航處理單元136接收與來自多個衛(wèi)星的信號對應(yīng)的基帶信號和由接收機(jī)處理單元140生成的參數(shù)。導(dǎo)航處理單元136生成位置估計并將該位置估計提供到用戶接口144。在一個實施例中，導(dǎo)航處理單元136生成速度估計并將該速度估計提供到用戶接口144。在另一實施例中，導(dǎo)航處理單元136不生成速度估計。
[0042]圖2是根據(jù)實施例的示例性導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(NSS)接收機(jī)200的框圖。在一些實施例中，NSS接收機(jī)200是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)。例如，在一個實施例中，NSS接收機(jī)200是GPS接收機(jī)。在另一實施例中，NSS接收機(jī)200是伽利略接收機(jī)。在又一實施例中，NSS接收機(jī)200是GL0NASS接收機(jī)。在又一實施例中，NSS接收機(jī)200是BDS接收機(jī)。
[0043]在一些實施例中，NSS接收機(jī)200實施在圖1的接收機(jī)100中。僅出于說明的原因，參照圖1討論NSS接收機(jī)200。然而在一些實施例中，NSS接收機(jī)200實施在與圖1的GPS接收機(jī)100不同的另一合適接收機(jī)中。
[0044]NSS接收機(jī)200包括天線204，天線204耦合到射頻(RF)前端單元208。在一個實施例中，RF前端單元208包括圖1的RF前端單元108。在其它實施例中，RF前端單元212是與圖1的RF前端單元108不同的另一合適RF前端單元。在一個實施例中，RF前端單元208生成IF信號。
[0045]ADC 212耦合到RF前端單元208并將RF前端單元208生成的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在一個實施例中，RF前端單元208的輸出是模擬IF信號并且AGC單元212將該模擬IF信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字IF信號。在一個實施例中，數(shù)字IF信號包括同相(I)分量和正交(Q)分量。
[0046]數(shù)字前端單元216耦合到ADC 212。在一個實施例中，數(shù)字前端單元216對ADC212生成的數(shù)字信號執(zhí)行數(shù)字濾波和其它合適的數(shù)字信號處理。在其中ADC 212的輸出包括I分量和Q分量的實施例中，數(shù)字前端單元216配置成將I分量和Q分量轉(zhuǎn)換成基帶信號。在一個實施例中，數(shù)字前端216被包括在圖1的接收機(jī)單元132中并且/或者與圖1的接收機(jī)單元132相關(guān)聯(lián)。
[0047]信號獲取(ACQ)引擎220耦合到數(shù)字前端216。ACQ引擎220配置成將接收信號與處于各種相移和各種多普勒頻移的一個或更多個PRN代碼的多個延遲和提前的本地版本關(guān)聯(lián)。ACQ引擎220包括關(guān)聯(lián)器單元224和峰值搜索單元228。在一個實施例中，關(guān)聯(lián)器單元224配置成將接收信號與處于各種相移和各種多普勒頻移的一個或更多個PRN代碼的多個延遲和提前的本地版本關(guān)聯(lián)。峰值搜索單元228配置成識別由關(guān)聯(lián)器單元224生成的關(guān)聯(lián)信號中的峰值。在一些實施例中，將峰值識別用于以下中的一項或更多項:i)接收信號中的PRN代碼的檢測，ii)衛(wèi)星識別，iii)相位誤差識別和/或調(diào)整，iv)頻率偏移識別和/或調(diào)整，等等。例如，與特定本地信號的關(guān)聯(lián)對應(yīng)的峰值的識別可以指示以下中的一種或更多種:i)特定PRN代碼(對應(yīng)于特定本地信號)被包括在接收信號中，ii)信號相對于PRN代碼的相位，iii)接收信號和本地振蕩器之間的頻率偏移，等等。
[0048]在一些實施例中，可以存在約1000個PRN代碼候選，并且對于每個候選，可以存在PRN代碼的數(shù)千個本地版本以說明相移和多普勒頻移。因而，至少在一些實施例中，關(guān)聯(lián)器單元224可能需要生成10萬至100萬個(或更多)關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，關(guān)聯(lián)器單元224包括物理關(guān)聯(lián)器，該物理關(guān)聯(lián)器被時間共享以生成與一個或更多個PRN代碼的多個本地版本對應(yīng)的多個關(guān)聯(lián)。例如，在一個實施例中，物理關(guān)聯(lián)器以適當(dāng)高的時鐘速度操作，使得物理關(guān)聯(lián)器可以被時間共享。在其它實施例中，關(guān)聯(lián)器單元224包括多個物理關(guān)聯(lián)器，每個物理關(guān)聯(lián)器用于生成與PRN代碼的多個本地版本之一對應(yīng)的相應(yīng)關(guān)聯(lián)。
[0049]在一個實施例中，ACQ引擎220被包括在圖1的接收機(jī)單元132中并且/或者與圖1的接收機(jī)單元132相關(guān)聯(lián)。例如，在一個實施例中，ACQ引擎220與圖1的接收機(jī)單元132分開。在另一實施例中，ACQ引擎220的相應(yīng)實例被包括在每個接收機(jī)單元132中。
[0050]在一些實施例中，在ACQ引擎220中利用關(guān)聯(lián)技術(shù)，諸如下面更詳細(xì)描述的關(guān)聯(lián)技術(shù)。例如，在一些實施例中，使用存儲在緩沖器中的信號樣本的單個集合，通過數(shù)據(jù)移位關(guān)聯(lián)器224生成與多個相移和/或多個多普勒頻移對應(yīng)的多個關(guān)聯(lián)，其中數(shù)據(jù)移位關(guān)聯(lián)器224使用緩沖器中的不同起始位置生成不同關(guān)聯(lián)。
[0051]圖3是根據(jù)實施例的示例性關(guān)聯(lián)器300的框圖。在一些實施例中，利用關(guān)聯(lián)器300作為圖2的關(guān)聯(lián)器208。在一些實施例中，利用關(guān)聯(lián)器300作為圖1的關(guān)聯(lián)器150。在其它實施例中，將關(guān)聯(lián)器300用于其它合適NSS接收器。
[0052]關(guān)聯(lián)器300 —般配置成將存儲在數(shù)據(jù)緩沖器304中的信號的樣本與對應(yīng)于一個或更多個PRN代碼的多個版本的多個本地復(fù)制信號關(guān)聯(lián)，該多個本地復(fù)制信號包括對于一個或更多個PRN代碼中的每一個的一組本地信號，該組本地信號對應(yīng)于多個相移和多個多普勒頻移。在一個實施例中，該一個或更多個PRN代碼對應(yīng)于一個或更多個衛(wèi)星。在一個實施例中，與存儲在緩沖器304中的樣本對應(yīng)的信號是由NSS接收機(jī)接收到的信號。例如，在一個實施例中，接收信號對應(yīng)于由一個或更多個NSS衛(wèi)星發(fā)送的信號。
[0053]附加地，如將在下面更詳細(xì)描述的那樣，關(guān)聯(lián)器300配置成對于不同的復(fù)制信號，在緩沖器304中的不同起始位置處，從緩沖器304開始讀取數(shù)據(jù)。因而，關(guān)聯(lián)器300執(zhí)行多個復(fù)制信號和從緩沖器304取回的移位數(shù)據(jù)集合之間的關(guān)聯(lián)。至少在一些實施例中，當(dāng)衛(wèi)星信號的極性可能以一定間隔(例如在說明性實施例中，每1ms)變化時，這是有利的。例如，如果執(zhí)行與衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)集合的關(guān)聯(lián)，其中在該集合內(nèi)的中點處極性改變使得第一組衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)具有正極性并且第二組衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)具有負(fù)極性，則關(guān)聯(lián)結(jié)果與同一信號數(shù)據(jù)不包括極性切換時的關(guān)聯(lián)結(jié)果相比將傾向于明顯減少。具體地，由于極性切換，與第一組衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一關(guān)聯(lián)子結(jié)果將傾向于抵消與第二組衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第二關(guān)聯(lián)子結(jié)果。因而，關(guān)聯(lián)器300利用緩沖器304中的不同起始位置減少了可能極性變化的影響。
[0054]在一個實施例中，緩沖器304實現(xiàn)在適當(dāng)存儲器裝置中。
[0055]關(guān)聯(lián)器300包括多個累加器計算器308 (M個累加器計算器308，其中M是大于I的合適正整數(shù))。每個累加器計算器308用于執(zhí)行關(guān)聯(lián)計算，以生成與輸入緩沖器304中的相應(yīng)數(shù)據(jù)集合和相應(yīng)本地復(fù)制信號之間的關(guān)聯(lián)對應(yīng)的關(guān)聯(lián)結(jié)果。在一些實施例中，每個累加器計算器308實現(xiàn)為獨立的物理計算器。然而，在其它實施例中，每個累加器計算器308是邏輯計算器并且多個累加器計算器308實現(xiàn)為時間共享的單個物理設(shè)備。例如，在一些實施例中，使用少于M個的物理設(shè)備，例如僅一個物理設(shè)備、M/2個物理設(shè)備、M/4個物理設(shè)備、M/8個物理設(shè)備等，來實現(xiàn)M個邏輯累加器計算器308。
[0056]每個累加器計算器308從信號發(fā)生器312接收相應(yīng)的本地復(fù)制信號。在一個實施例中，單個信號發(fā)生器312為M個累加器計算器308生成M個本地復(fù)制信號。在一個實施例中，多個信號發(fā)生器312為M個累加器計算器308生成M個本地復(fù)制信號。在一個實施例中，每個累加器計算器308包括相應(yīng)的信號發(fā)生器312用于生成相應(yīng)的本地復(fù)制信號。
[0057]每個累加器計算器308也接收與緩沖器304中的相應(yīng)數(shù)據(jù)集合對應(yīng)的緩沖器304中的起始位置的相應(yīng)指示符，累加器計算器308將利用該緩沖器304中的相應(yīng)數(shù)據(jù)集合計算相應(yīng)關(guān)聯(lián)。例如，在一個實施例中，第i個累加器計算器308接收緩沖器304中的起始位置Hi的指示符。在一個實施例中，起始位置生成器316生成用于M個累加器計算器308的M個起始位置的M個指示。在一個實施例中，多個起始位置生成器316生成用于M個累加器計算器308的M個起始位置。在一個實施例中，每個累加器計算器308包括相應(yīng)的起始位置生成器316，用于生成相應(yīng)起始位置的相應(yīng)指示。在一個實施例中，針對每個累加器計算器308利用不同的起始位置。在一些實施例中和/或在一些場景中，針對累加器計算器308的子集(即少于M個)利用同一起始位置。
[0058]起始位置計算器316可以利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來為第i個累加器計算器308確定緩沖器304中的起始位置η”在一個實施例中，確定由起始位置計算器316生成的起始位置，使得每個計算的關(guān)聯(lián)使用其中將不發(fā)生極性改變的緩沖器304中的數(shù)據(jù)集合。在一些實施例中，起始位置計算器316基于第i個代碼相位確定起始位置Iii，第i個累加器計算器308將利用該第i個代碼相位來計算關(guān)聯(lián)。在說明性實施例中，根據(jù)下式計算起始位置Hi:
[0059]Iii = N-Pi 式 I
[0060]其中N是樣本單元中的比特周期(例如與可以發(fā)生接收信號中的可能極性改變的時間對應(yīng)的周期)，Pi是對應(yīng)于第i個代碼相位的、樣本單元中304的第一樣本的初始相位的第i個可能候選。例如，如果304中的第一樣本的初始相位在Ptl至PdPr的范圍中并且搜索分辨率是Ps，則Pi將為pQ+ips,其中(i = O至pr/ps)。如果起始地址Iii不為零,則相應(yīng)地調(diào)整由信號發(fā)生器312生成的本地復(fù)制的代碼相位。
[0061]每個累加器計算器308使用由起始位置計算器316生成的對應(yīng)起始位置以在指示的位置處開始從緩沖器304讀取數(shù)據(jù)，并且計算與由信號發(fā)生器312生成的對應(yīng)本地復(fù)制信號的關(guān)聯(lián)。在一個實施例中，每個計算的關(guān)聯(lián)使用其中將不發(fā)生極性改變的緩沖器304中的數(shù)據(jù)集合。
[0062]在一個實施例中，多路復(fù)用器320將累加器計算器308耦合到緩沖器304，以允許累加器計算器308從緩沖器304讀取數(shù)據(jù)。在一個實施例中，多路復(fù)用器320多路復(fù)用地訪問緩沖器304的R個讀取接口，其中R遠(yuǎn)小于N。在一些實施例中，R= I。在一些實施例中，省略多路復(fù)用器320。例如，在其中通過時間共享的少量(例如一個或兩個)物理設(shè)備實現(xiàn)累加器計算器308并且緩沖器304包括用于每個物理設(shè)備的讀取接口的實施例中，可以省略多路復(fù)用器320。
[0063]在關(guān)聯(lián)結(jié)果緩沖器320中存儲由累加器計算器308計算的關(guān)聯(lián)。存儲在關(guān)聯(lián)結(jié)果緩沖器320中的關(guān)聯(lián)由另一模塊或設(shè)備(例如峰值搜索模塊228 (圖2)或另一合適模塊或設(shè)備)利用。例如，在一個實施例中，利用存儲在緩沖器320中的關(guān)聯(lián)來檢測接收信號中的PRN代碼。在其它實施例中，利用存儲在緩沖器320中的關(guān)聯(lián)進(jìn)行以下中的一個或更多個:i)檢測PRN代碼，ii)檢測接收信號相對于本地復(fù)制信號的相移，iii)檢測接收信號中的頻移(例如多普勒頻移)，等等。
[0064]圖4是根據(jù)另一實施例的另一示例性關(guān)聯(lián)器400的框圖。在一些實施例中，利用關(guān)聯(lián)器400作為圖2的關(guān)聯(lián)器208。在一些實施例中，利用關(guān)聯(lián)器400作為圖1的關(guān)聯(lián)器150。在其它實施例中，將關(guān)聯(lián)器400與其它合適NSS接收機(jī)一起使用。
[0065]圖4中的一些框與圖3中的類似標(biāo)號的框相同，因而不進(jìn)行詳細(xì)討論。
[0066]類似于關(guān)聯(lián)器300，關(guān)聯(lián)器400通常配置成將存儲在數(shù)據(jù)緩沖器304中的信號與對應(yīng)于一個或更多個PRN代碼的多個版本的多個本地復(fù)制信號關(guān)聯(lián)，該多個本地復(fù)制信號包括對于一個或更多個PRN代碼中的每一個的一組本地信號，該組本地信號對應(yīng)于多個相移和多個多普勒頻移。在一個實施例中，該一個或更多個PRN代碼對應(yīng)于一個或更多個衛(wèi)星。
[0067]同樣類似于關(guān)聯(lián)器300，并且如將在下面更詳細(xì)描述的那樣，關(guān)聯(lián)器400配置成針對不同復(fù)制信號在緩沖器304中的不同起始位置處開始從緩沖器304讀取數(shù)據(jù)。因而，關(guān)聯(lián)器400執(zhí)行在從緩沖器304取回的移位數(shù)據(jù)集合和多個復(fù)制信號之間的關(guān)聯(lián)。類似于關(guān)聯(lián)器300，關(guān)聯(lián)器400利用緩沖器304中的不同起始位置來減輕可能極性改變的影響。
[0068]關(guān)聯(lián)器400包括組織在M個框408中的多個累加器計算器(例如MK個累加器計算器，其中K是大于I的合適正整數(shù))，其中M是大于I的合適正整數(shù)。每個框408中的每個累加器計算器類似于圖3的累加器計算器308。例如在一些實施例中，每個累加器計算器實現(xiàn)為獨立的物理計算器，而在其它實施例中，每個累加器計算器為邏輯計算器并且多個累加器計算器實現(xiàn)為時間共享的單個物理設(shè)備。
[0069]關(guān)于關(guān)聯(lián)器300，每個累加器計算器接收相應(yīng)的來自信號發(fā)生器312的本地復(fù)制信號。
[0070]累加器計算器的每個框408也接收與緩沖器304中的相應(yīng)數(shù)據(jù)集合對應(yīng)的緩沖器304中的起始位置的相應(yīng)指示符，框408中的所有累加器計算器將利用該緩沖器304中的相應(yīng)數(shù)據(jù)集合來計算相應(yīng)關(guān)聯(lián)。例如，在一個實施例中，第m個框408接收緩沖器304中的起始位置nta的指示符。在一個實施例中，起始位置生成器416生成用于m個累加器計算器框408的m個起始位置的m個指示。在一個實施例中，多個起始位置生成器416生成用于m個累加器計算器框408的m個起始位置。在一個實施例中，每個累加器計算器框408包括相應(yīng)的起始位置生成器416，用于生成用于框408中的累加器計算器的相應(yīng)起始位置的相應(yīng)指示。
[0071 ] 起始位置計算器416可以利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來針對累加器計算器的第km個框408確定緩沖器304中的起始位置nta。例如，在一個實施例中，起始位置計算器416根據(jù)式I針對框408中的所有累加器計算器生成多個個體起始位置，然后將框408的起始位置確定為個體起始位置的平均。在另一實施例中，起始位置計算器416根據(jù)式I針對框408中的所有累加器計算器生成最高起始位置，類似地生成最低起始位置，然后將框408的起始位置確定為最高位置和最低位置的平均、最高位置和最低位置之間的中點、等等。
[0072]框408中的每個累加器計算器使用由起始位置計算器416生成的對應(yīng)起始位置來在指示位置處開始從緩沖器304讀取數(shù)據(jù)，并且計算與由信號發(fā)生器312生成的對應(yīng)本地復(fù)制信號的關(guān)聯(lián)。
[0073]圖5是根據(jù)實施例的用于生成多個關(guān)聯(lián)的示例性方法500的流程圖。在一個實施例中，方法500由圖3的關(guān)聯(lián)器300實現(xiàn)。在另一實施例中，方法500由圖4的關(guān)聯(lián)器400實現(xiàn)。僅出于說明目的，將參照圖3和圖4描述方法500。然而，在其它實施例中，方法500
由另一合適裝置實現(xiàn)。
[0074]在框504處，將信號的多個樣本存儲在緩沖器中。例如，在一些實施例中，將由NSS接收機(jī)接收到的信號的樣本存儲在輸入數(shù)據(jù)緩沖器304中，其中接收信號對應(yīng)于來自一個或更多個衛(wèi)星的發(fā)送信號。
[0075]在框508處，確定緩沖器中的多個起始位置。該多個起始位置對應(yīng)于待計算的多個關(guān)聯(lián)。例如，在一個實施例中，起始位置計算器316確定多個起始位置。作為另一示例，在一個實施例中，起始位置計算器416確定多個起始位置。
[0076]在框512處，使用i)多個本地復(fù)制信號和ii)使用多個起始位置從緩沖器讀取的數(shù)據(jù)，來計算多個關(guān)聯(lián)。在一個實施例中，本地復(fù)制信號對應(yīng)于NSS中的衛(wèi)星所利用的PRN代碼。在一些實施例中，本地復(fù)制信號對應(yīng)于不同相移處的PRN代碼。在一些實施例中,本地復(fù)制信號對應(yīng)于不同頻移(例如不同多普勒頻移)處的PRN代碼。在一個實施例中，多個關(guān)聯(lián)器308 (圖3)使用由起始位置計算器316生成的起始位置來計算多個關(guān)聯(lián)。在另一實施例中，關(guān)聯(lián)計算器408的多個框408(圖4)使用由起始位置計算器416生成的起始位置來計算多個關(guān)聯(lián)。
[0077]在框516處，利用在框512計算的多個關(guān)聯(lián)來檢測信號中的PRN代碼。例如，在一個實施例中，多個關(guān)聯(lián)存儲在緩沖器320中并且由峰值搜索模塊228 (圖2)利用以識別關(guān)聯(lián)中的峰值。利用這種峰值來確定以下中的一個或更多個:i)在信號中是否可檢測到一個或更多個PRN代碼，ii)接收信號相對于本地復(fù)制信號的相移，iii)接收信號中的頻移(例如多普勒頻移)，等等。在一個實施例中，框512處的關(guān)聯(lián)由峰值搜索模塊228或者另一合適模塊或設(shè)備利用。
[0078]現(xiàn)在參照圖1至圖5，在一些實施例中，圖2的關(guān)聯(lián)器208和圖1的關(guān)聯(lián)器150利用除了關(guān)聯(lián)器300(圖3)或關(guān)聯(lián)器400(圖4)之外的合適關(guān)聯(lián)器，這種合適關(guān)聯(lián)器利用參照圖5描述的技術(shù)。
[0079]附加地，可以修改圖2至圖4的裝置以用于其它通信系統(tǒng)，諸如利用CDM或基于脈沖的UWB的通信系統(tǒng)。例如，在一些實施例中，可以修改NSS接收機(jī)200以處理CDM信號或基于脈沖的UWB信號。類似地,在一些實施例中，可以修改關(guān)聯(lián)器300和/或關(guān)聯(lián)器400以處理CDM信號或基于脈沖的UWB信號。例如,在一些實施例中，可以修改本地復(fù)制信號發(fā)生器312以生成與CDM信號或基于脈沖的UWB信號對應(yīng)的本地復(fù)制信號。類似地，可以修改方法500以用于其它通信系統(tǒng)，諸如利用CDM信號或基于脈沖的UWB信號的通信系統(tǒng)。例如，在一些實施例中，可以修改框504以存儲與CDM信號或基于脈沖的UWB信號對應(yīng)的信號的樣本。同樣，在一些實施例中，可以修改框512以利用與CDM信號或基于脈沖的UWB信號對應(yīng)的本地復(fù)制信號。
[0080]在一個實施例中，一種方法包括:在緩沖器中存儲信號的多個樣本，該緩沖器實現(xiàn)在存儲器裝置中，該信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)；利用一個或更多個集成電路裝置確定緩沖器中的多個起始位置，該多個起始位置對應(yīng)于待計算的多個關(guān)聯(lián)；利用一個或更多個集成電路裝置，使用i)多個本地復(fù)制信號和ii)使用多個起始位置從緩沖器讀取的數(shù)據(jù)，來計算多個關(guān)聯(lián)，其中本地復(fù)制信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)中的發(fā)送裝置利用的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼；以及利用一個或更多個集成電路裝置，使用所述多個關(guān)聯(lián)來進(jìn)行以下中的一個或更多個:i)檢測信號中的PRN代碼、ii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個相移、或者iii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個頻移。
[0081]在其它實施例中，該方法還包括以下特征中的一個或者以下特征中的兩個或更多個的任意合適組合。
[0082]確定多個起始位置包括針對待計算的每個關(guān)聯(lián)確定相應(yīng)的起始位置。
[0083]確定多個起始位置包括針對待計算的相應(yīng)關(guān)聯(lián)集合確定相應(yīng)的起始位置，其中每個集合包括多個關(guān)聯(lián)。
[0084]計算多個關(guān)聯(lián)包括使用多個計算器裝置計算多個關(guān)聯(lián)。
[0085]計算多個關(guān)聯(lián)包括通過時間共享單個計算器裝置來計算多個關(guān)聯(lián)。
[0086]該方法還包括使用多個起始位置從緩沖器讀取數(shù)據(jù)。
[0087]導(dǎo)航系統(tǒng)是導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(NSS);并且發(fā)送裝置包括在衛(wèi)星中。
[0088]NSS是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)。
[0089]在另一實施例中，一種裝置包括:存儲器裝置，該存儲器裝置包括緩沖器，該緩沖器用于存儲信號的多個樣本，該信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)；以及一個或多個集成電路裝置，配置成:確定緩沖器中的多個起始位置，該多個起始位置對應(yīng)于待計算的多個關(guān)聯(lián)，使用i)多個本地復(fù)制信號和ii)使用多個起始位置從緩沖器讀取的數(shù)據(jù)，來計算多個關(guān)聯(lián)；其中本地復(fù)制信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)中的發(fā)送裝置利用的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼，以及使用多個關(guān)聯(lián)來進(jìn)行以下中的一個或更多個:i)檢測信號中的PRN代碼、ii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個相移、或者iii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個頻移。
[0090]在其它實施例中，該裝置還包括以下特征中的一個或者以下特征中的兩個或更多個的任意合適組合。
[0091]該一個或多個集成電路裝置配置成針對待計算的每個關(guān)聯(lián)確定相應(yīng)的起始位置。
[0092]該一個或多個集成電路裝置配置成針對待計算的相應(yīng)關(guān)聯(lián)集合確定相應(yīng)的起始位置，其中每個集合包括多個關(guān)聯(lián)。
[0093]該一個或多個集成電路裝置包括多個計算器裝置。
[0094]該裝置還包括多路復(fù)用器，該多路復(fù)用器耦合到i)存儲器裝置和ii)多個計算器
>J-U ρ?α裝直。
[0095]多路復(fù)用器將多個計算器裝置耦合到存儲器裝置的讀取接口。
[0096]該一個或多個集成電路裝置包括:多個起始位置計算器裝置，配置成計算多個起始位置。
[0097]該一個或多個集成電路裝置包括:單個計算器裝置，配置成通過時間共享單個計算器裝置來計算多個關(guān)聯(lián)。
[0098]該一個或多個集成電路裝置包括:多個信號發(fā)生器裝置，配置成生成多個本地復(fù)制信號。
[0099]該一個或多個集成電路裝置包括:處理器裝置，配置成執(zhí)行機(jī)器可讀指令。
[0100]該一個或多個集成電路裝置包括導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的數(shù)字前端。
[0101]該裝置還包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，配置成基于模擬信號生成信號的多個樣本，該模擬信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0102]該裝置還包括導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的射頻(RF)前端，該射頻前端配置成生成模擬信號。
[0103]可以利用硬件、執(zhí)行固件指令的處理器、執(zhí)行軟件指令的處理器或其任意組合，實現(xiàn)上述各種框、操作和技術(shù)中的至少一些。當(dāng)利用執(zhí)行軟件或固件指令的一個或更多個處理器實現(xiàn)時，可以將軟件或固件指令存儲于任意合適的非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)，諸如磁盤、光盤、磁帶、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、閃存等。軟件或固件指令可以包括機(jī)器可讀指令，該機(jī)器可讀指令當(dāng)由一個或更多個處理器執(zhí)行時使得該一個或更多個處理器執(zhí)行各種動作。這樣的軟件或固件指令可以存儲在耦合到該一個或更多個處理器的存儲器裝置(例如指令存儲器)中。
[0104]當(dāng)在硬件中實現(xiàn)時，硬件可以包括分立組件、集成電路、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)等中的一個或更多個。
[0105]盡管已經(jīng)參照僅旨在于圖示而不對本發(fā)明進(jìn)行限制的具體示例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白的是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以對所公開的實施例進(jìn)行修改、添加和/或刪除。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 將信號的多個樣本存儲在實現(xiàn)于存儲器裝置中的緩沖器中，所述信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)； 利用一個或更多個集成電路裝置確定所述緩沖器中的多個起始位置，所述多個起始位置對應(yīng)于待計算的多個關(guān)聯(lián)； 利用一個或更多個集成電路裝置，使用i)多個本地復(fù)制信號和ii)使用所述多個起始位置從所述緩沖器讀取的數(shù)據(jù)，來計算多個關(guān)聯(lián)，其中所述本地復(fù)制信號對應(yīng)于所述導(dǎo)航系統(tǒng)中的發(fā)送裝置利用的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼；以及 利用一個或更多個集成電路裝置，使用所述多個關(guān)聯(lián)來進(jìn)行以下中的一項或更多項:i)檢測所述信號中的PRN代碼、ii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個相移、或者iii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個頻移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述多個起始位置包括針對待計算的每個關(guān)聯(lián)確定相應(yīng)的起始位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述多個起始位置包括針對待計算的相應(yīng)關(guān)聯(lián)集合確定相應(yīng)的起始位置，其中每個集合包括多個關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中計算所述多個關(guān)聯(lián)包括使用多個計算器裝置計算所述多個關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中計算所述多個關(guān)聯(lián)包括通過時間共享單個計算器裝置來計算所述多個關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用所述多個起始位置從所述緩沖器讀取數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 所述導(dǎo)航系統(tǒng)是導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(NSS);并且 所述發(fā)送裝置包括在衛(wèi)星中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述NSS是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)。
9.一種裝置，包括: 存儲器裝置，所述存儲器裝置包括緩沖器，所述緩沖器用于存儲信號的多個樣本，所述信號對應(yīng)于導(dǎo)航系統(tǒng)； 一個或多個集成電路裝置，配置成: 確定所述緩沖器中的多個起始位置，所述多個起始位置對應(yīng)于待計算的多個關(guān)聯(lián)， 使用i)多個本地復(fù)制信號和ii)使用所述多個起始位置從所述緩沖器讀取的數(shù)據(jù)，來計算多個關(guān)聯(lián)，其中所述本地復(fù)制信號對應(yīng)于所述導(dǎo)航系統(tǒng)中的發(fā)送裝置利用的偽隨機(jī)數(shù)(PRN)代碼，以及 使用所述多個關(guān)聯(lián)來進(jìn)行以下中的一項或更多項:i)檢測所述信號中的PRN代碼、ii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個相移、或者iii)檢測與PRN代碼相關(guān)聯(lián)的一個或更多個頻移。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述一個或多個集成電路裝置配置成針對待計算的每個關(guān)聯(lián)確定相應(yīng)的起始位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述一個或多個集成電路裝置配置成針對待計算的相應(yīng)關(guān)聯(lián)集合確定相應(yīng)的起始位置，其中每個集合包括多個關(guān)聯(lián)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述一個或多個集成電路裝置包括多個計算器>j-U ρ?α裝直。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，還包括多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器耦合到i)所述存儲器裝置和ii)所述多個計算器裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述多路復(fù)用器將所述多個計算器裝置耦合到所述存儲器裝置的讀取接口。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述一個或多個集成電路裝置包括:多個起始位置計算器裝置，配置成計算所述多個起始位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述一個或多個集成電路裝置包括:單個計算器裝置，配置成通過時間共享所述單個計算器裝置來計算所述多個關(guān)聯(lián)。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述一個或多個集成電路裝置包括:多個信號發(fā)生器裝置，配置成生成所述多個本地復(fù)制信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述一個或多個集成電路裝置包括:處理器裝置，配置成執(zhí)行機(jī)器可讀指令。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述一個或多個集成電路裝置包括導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的數(shù)字前端。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，還包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，配置成基于模擬信號生成所述信號的所述多個樣本，所述模擬信號對應(yīng)于所述導(dǎo)航系統(tǒng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，還包括所述導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)的射頻(RF)前端，所述射頻前端配置為生成所述模擬信號。
【文檔編號】G01S19/37GK104422939SQ201410464869
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】許鳳, 賈志科 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司