用于扩展频谱接收的方法及设备技术

一种用于促进对具有数据位周期的数据的扩展频谱接收的集成电路，其包含：假设搜索电路(120、210、220)，其可操作以基于所接收信号使伪随机码与信号输入相关以产生相关结果；以及处理器电路(320)，其可操作以在相干积分间隔中对在相对于彼此交错的多个样本窗口(PreD1、PreD2)内的所述相关结果进行相干积分且非相干地组合对应于所述多个样本窗口(PreD1、PreD2)的所述经相干积分结果以产生所接收信号输出，借此增强性能。还揭示其它电路、接收器及方法。

【技术实现步骤摘要】
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技术介绍
本专利技术一般来说涉及用于电信的方法及设备，且特定来说涉及经改进定位卫星接收及其它扩展频谱接收。GPS(全球定位系统)为基于地球卫星的电子系统，其用于使得轮船、飞机、陆地运载工具及陆地站中的GPS接收器能够确定其例如在维度、经度及海拔上的地理及空间位置。本文中对GPS的论述不对其它类似电子系统以及各种电信系统中的可适用接收器电路进行限制。本文中的“GNSS”指任何导航卫星系统。GNSS接收器通过使用到足够卫星运载工具(地球卫星)SVi的经测量距离的三角测量或三边测量而计算用户位置以实现位置固定。“辅助GNSS”通过从地面通信网络获得的信息辅助计算。在美国及世界上大多数其它地区，用以接收格洛纳斯(俄国)卫星的格洛纳斯支持也迅速成为GPS接收器的额外关键需要。在图1中，用户关心卫星定位接收器的灵敏度性能，因为此灵敏度使得接收器能够更常在室内工作且改进室外及室内的用户体验。对于接收GNSS及辅助GNSS，每0.5dB的接收器灵敏度为有价值的，例如，合意地增强如群组3GPP的行业测试的行业测试的性能裕量。在具有卫星定位接收器(SPR)或其它接收器及其时钟源的通信装置中，甚至更准确地、可靠地、迅速地、便利地且经济地搜索、获取及跟踪所接收信号并维持准确时间、位置、速度及/或加速度估计将为合意的。在图2中，对于典型卫星获取策略，地面接收器100具有RF前端110，且基带信号处理BSP/相关器120区段跨越数毫秒卫星信号检测积累相关结果。相关结果的积累使用后续接着最后处理与导航应用程序140的积累与转储(AD)区段130中的相干积分(还称为‘检测前’PreD)与非相干积分(还称为‘检测后’PostD)的组合完成。此相关与积累过程称作“停留”且具有停留时间TD，其中TD＝PreD×PostD。相干积分通过将卫星信号的1ms重复相干地相加(积累或积分)而增加信噪比SNR。所述信号被(例如)以+/-1调制进行二进制BPSK(二进制相移键控)调制，此意指取决于每一位的+/-180度相移。相干积累在给定位间隔内在若干个重复内以算术方式将每一重复(例如，每一1ms时间窗口)的所接收信号波形相加，而噪声随重复的数目的平方根较缓慢地统计积累rms(均方根)值，使得SNR增加。非相干积分将信号平方(S2＝S(t)×S(t))以移除BPSK调制(即，+/-1调制的平方总是+1)。以此方式，可对许多位间隔执行非相干积分以增加总体增益。然而，非相干积分还与信号S(t)一起将噪声N(t)平方。以启发方式，考虑随时间将经组合信号与噪声平方求和(S(t)+N(t))2＝S2(t)+2S(t)N(t)+N2(t)。所述求和基本上建立多于交叉乘积项的S2(t)+N2(t)。因此，SNR一般通过非相干积分不如通过相干积分增加得多。严格来说，甚至在平方之后，经平方信号S2(t)随积分线性地增加，而经平方噪声N2(t)的标准差较缓慢地增加。平方移除相位信息，此导致SNR的损失。与相干积分相比，非相干积分的相对较差噪声性能称作平方损失。(此处还可陈述对非相干积分特定地针对绝对值(abs)方法的类似评论但省略所述评论，因为如同平方，abs仅对仅相同正负号的样本值进行运算)。对于给定停留时间TD，较长相干积分时间PreD意味着较多SNR增强及非相干积分或积累中的较少项(即，在数目上等于TD/PreD的PostD比)。举例来说，接收器可使用其中PreD＝1ms且PostD＝200的停留来检测下到-140dBm的信号。接收器可使用其中PreD＝20ms且PostD＝800的停留来检测下到或低到-160dBm的信号。较长相干积分时间(PreD，例如，20ms)减小与非相干运算相关联的平方损失且因此实现较好接收器灵敏度。GPS及其它GNSS获取灵敏度受针对给定积分时间可能的最长相干积分周期(PreD)限制。在GPS信号结构中，每一位持续时间为20ms。参见图3A以及图3B及3C中的放大细节。高灵敏度停留通常使用可能的最长相干积分周期(PreD)完成。然而，在开始时，位边缘对准为未知的。参见图3A。因此，无论何时相干积分骑跨位边界，灵敏度均可能遭受位边缘跃迁相关损失。这是因为如果此位边界处的BPSK调制从+1跃迁到-1或从-1跃迁到+1，那么波形的相干积累可导致其附近的某种波形减法。在GPS中，一种可能技术为在不知道位边缘时使用19ms的PreD。数值19与数值20互质(即，19与20相对互质)，借此定位跨越长停留重复的19ms窗口，使得19ms窗口不同地骑跨20ms位宽度或偶尔位于其中的一者中。因此，在长停留内由于跨越位边缘跃迁的积分造成的损失接近可从跨越停留的19ms窗口的许多位置中的每一者的相应损失预测性地计算或估计的平均损失值。对于GPS，与20ms的理想经位对准PreD相比，由于19ms的PreD造成的所预期或平均灵敏度恶化(de-sense)为约1.6dB。(灵敏度恶化指相对于将在理想接收器处理条件或用作参考的某一接收器处理条件下享有的灵敏度，若干dB的递减的灵敏度)。因此，此项技术面临第一问题，即，可如何在不知道位边界时进一步改进GPS或其它GNSS获取灵敏度？另一问题为，即使知道位边缘，限定相干积分周期PreD的持续时间以减小多普勒(Doppler)搜索的数目或者具有抵抗时钟或用户动态性的较多保护仍可为合意的。但灵敏度受限定PreD限制。对于格洛纳斯，相同常规方法将在不知道位边缘时使用9ms的PreD，因为格洛纳斯中所使用的曼彻斯特码(图8)导致每10ms的周期性翻转(即，进一步乘以-1)。与在20ms的位对准的PreD情况下的理想性能相比，格洛纳斯的由于9ms的PreD的未知位边缘导致的平均(所预期)灵敏度恶化为不合意大的-4dB灵敏度恶化。因此，此项技术还面临对应问题，即，可如何在不知道位边界且给出周期性翻转时改进格洛纳斯获取灵敏度？因此，寻求GNSS接收器及其它扩展频谱接收器技术中的实质变更，且所述变更将为此项技术中最合意的且最有益的。
技术实现思路
一般来说，且在本专利技术的一个形式中，一种用于促进对具有数据位周期的数据的扩展频谱接收的集成电路包含：假设搜索电路，其可操作以基于所接收信号使伪随机码与信号输入相关以产生相关结果；及处理器电路，其可操作以在相干积分间隔中对在相对于彼此交错的多个样本窗口内的所述相关结果进行相干积分且非相干地组合对应于所述多个样本窗口的所述经相干积分结果以产生所接收信号输出，借此增强性能。一般来说，且在本专利技术的另一形式中，一种接收器包含：模拟接收区段；及信号处理区段，其与所述模拟接收区段耦合以数字地处理GPS及格洛纳斯信号且恢复相应卫星信号中的具有数据位周期的数据，所述信号处理区段具有：假设搜索电路，其可操作以基于所接收卫星信号使伪随机码与信号输入相关以产生相关结果；及处理器电路，其可操作以在相干积分间隔中对在相对于彼此交错的多个样本窗口内的所述相关结果进行相干积分且非相干地组合对应于所述多个样本窗口的所述经相干积分结果以产生所接收信号输出。一般来说，且在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于促进对具有数据位周期的数据的扩展频谱接收的集成电路，其包括：假设搜索电路，其可操作以基于所接收信号使伪随机码与信号输入相关以产生相关结果；以及处理器电路，其可操作以在相干积分间隔中对在相对于彼此交错的多个样本窗口内的所述相关结果进行相干积分且非相干地组合对应于所述多个样本窗口的所述经相干积分结果以产生所接收信号输出，借此增强性能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 IN 4142/CHE/2011;2012.05.25 US 13/481,41.一种用于促进对具有数据位周期的数据的扩展频谱接收的集成电路，其包括：假设搜索电路，其可操作以基于所接收信号使伪随机码与信号输入相关以产生相关结果；以及处理器电路，其可操作以在相干积分间隔内对在相对于彼此交错的多个样本窗口内的所述相关结果进行相干积分，其中所述窗口相对于彼此交错少于所述相干积分间隔的量，且非相干地组合对应于所述多个样本窗口的经相干积分结果以产生所接收信号输出，借此增强性能。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述窗口相对于彼此交错等于所述相干积分间隔除以窗口的数目的量。3.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述相干积分间隔等于所述数据位周期。4.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述窗口各自具有与所述数据位周期互质的窗口宽度。5.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述窗口各自具有19毫秒的窗口宽度。6.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述窗口各自具有9毫秒的窗口宽度。7.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述数据位周期为实质上20毫秒。8.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述样本窗口包含交错20/m毫秒的19ms窗口以针对数目m个所述窗口在相继1ms间隔内形成相关的19个相干积累的量值的和。9.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述相关采用至少一个伪随机码，且所述经交错窗口具有与所述伪随机码的长度一样短的相干积分窗口宽度。10.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述经交错窗口具有大于所述数据位周期的相干积分窗口宽度。11.根据权利要求10所述的集成电路，其中所述处理器电路具有横跨所述经交错窗口的数据位的序列的先验信息，且所述相关对所述数据位的所述序列做出处理器响应以执行所述相干积分。12.一种接收器，其包括：模拟接收区段；以及信号处理区段，其与所述模拟接收区段耦合以数字地处理GPS及格洛纳斯信号且恢复相应卫星信号中的具有数据位周期的数据，所述信号处理区段包含：假设搜索电路，其可操作以基于所接收卫星信号使伪随机码与信号输入相关以...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏尼尔·肖马尔，卡西克·拉马苏布拉马尼安，贾瓦哈拉尔·坦古杜，赫曼斯·穆卢尔，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US