用于有效组合卫星导航信号的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于有效组合卫星导航信号的方法和装置。一种卫星信号导航接收器可通过从每个可见卫星的组合输入信号中产生单比特的本地复制码来降低信道资源的使用和对匹配滤波器的需求。在一个实施例中，接收来自伽利略卫星的E1-B信号和E1-C信号并将其转换为单比特的数字表示：分别表示为B和C。通过由以下方式修改(B-C)来创建修正本地复制码D：用“-1”值来替换所有的“-2”值、用“+1”值来替换所有的“+2”值并且替换所有的零值使得在预定周期上的被替换的零值的总和将近似等于零。例如，“0”值可由交替的“-1”值和“+1”值来替换。通过以相似的方式修改(B+C)可创建另一修正复制码D*。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及卫星导航信号接收器，例如全球导航卫星系统(GNSS)接收器，更具体而言，涉及用于有效组合卫星导航信号的方法和装置。
技术介绍
常规的全球定位系统(GPS)传统上仅向客户用户传送一个信号(例如，GPS L1C/A码)。然而，例如在伽利略(Galileo)定位系统中的现代卫星系统可在相同的频率上传送多于一个的信号以用于不同的目的(其中例如包括提供不打算供大多数用户使用的安全信号，以及提供在数据信道和导频信道之间分离的多个信号)。在Galileo系统的情况下，在相同频率上提供两个信号(Galileo E1-B信号和E1-C信号)，其中在每个信号中传送50％的能量。常规的系统可以组合来自单个卫星的信号以增加信号强度并优化接收器采集、跟踪灵敏度和在动态特性下的操作。然而，常规的系统缺乏以下述方式组合信号的能力，即：允许每个卫星使用单个信道来将组合的信号作为例如单比特信号进行有效地处理。
技术实现思路
具有全球或几乎全球覆盖的卫星导航系统可被称为全球导航卫星系统(GNSS)。这些系统例如包括美国的NAVSTAR全球定位系统(GPS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、中国的北斗导航系统(Compass)以及欧盟的伽利略定位系统(Galileo)。在Galileo卫星信号的情况下，GNSS接收器通常在通过模拟到数字转换器(ADC)对信号带进行采样之前将每个可见卫星(satellite in-view)的E1-B信号和E1-C信号的频率转换成低载波频率。然后在数字信号处理器中对信号进行数字处理。由于Galileo和GPS的接收带足够接近，因而使得数字化的信号可包含这两个系统的可视的卫星。使用常规接收器中的数字信号处理来捕获、跟踪和解调各个卫星信号，并且实现本领域技术人员已知的许多其它功能。数字信号处理器的输出通常是对每个可见卫星信号的范围测量，进而可以处理这些范围测量以产生同样为本领域技术人员已知的导航、速度和定时的解决方案。在常规的数字信号处理器中，将数字化的采样发送至可执行干扰抑制、滤波、再采样或其它操作的数字预处理器块。这些操作例如可包括产生被设计用来将N比特的采样信号+噪声保持在最佳范围内的自动增益控制(AGC)信号。如果接收器能处理20个信道，则该接收器能用于最多20个信道来执行卫星捕获和跟踪任务。尽管在常规意义上来说20个信道对GPS的定位跟踪和导航而言已足够，但是随着其它卫星系统(例如，Glonass、Galileo、Compass等)的发展，可见卫星的数量和用户所期望的性能已大大提高。因此当前，期望卫星导航接收器具有多于200个的信道并非是不合理的。匹配滤波器操作使输入卫星信号与本地产生的扩频码副本相关，如下给出该数学定义：z(t)＝∫x(t)*y(t+τ)dτ(τ通常覆盖-1ms到+1ms)其中，x(t)是输入卫星信号，y(t)是本地产生的副本。变量τ是施加到y(t)上以在不同的相关码延迟处产生输出的时间偏移。输出z(t)是期望的相关输出。每个卫星传送不同的扩频码，并且在Galileo卫星系统的情况下，每个卫星传送两个扩频码(即，每个扩频码用于E1-B信号或E1-C信号)。通常以相同的能量传送E1-B信号和E1-C信号。因此，如果仅接收到一个信号，则将浪费一半的可用信号能量(例如，浪费大约3dB的信号能量)。因而，对于在大多数挑战性环境中的卫星接收而言，优选的是接收E1-B和E1-C两个信号随后组合这两个信号以使得所接收的信号能量最大化。这种信号组合可获得最高的灵敏度和最佳的动态性能的卫星捕获和跟踪。E1-B信号和E1-C信号都被定义为二进制序列。因此，当接收E1-B信号或E1-C信号时，可将本地产生的副本有效地表示为K＝1比特的信号。并且，因为用于这些信号的本地产生的副本是1比特的信号，因此这允许将用于E1-B信号和E1-C信号的匹配滤波器最佳地设计为具有最小化的专用集成电路(ASIC)面积和功率消耗。举例而言，可通过将输入卫星信号与本地产生的副本((E1-B)–(E1-C))相关来实现对E1-B信号和E1-C信号的组合。然而，像这样从两个二进制序列中产生副本却产生了一个三状态的序列(例如，二进制状态＝{-1，+1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星导航信号接收器，其包括：数字信号处理器，其配置为处理来自多个可见卫星中的每一个的多个输入卫星信号；修正码产生单元，其配置为通过使用所述输入卫星信号的修正组合来产生单比特的修正本地复制码；以及匹配滤波器，其配置为使所述输入卫星信号与所述修正本地复制码相关。

【技术特征摘要】
2013.05.09 US 13/891,0081.一种卫星导航信号接收器，其包括：
数字信号处理器，其配置为处理来自多个可见卫星中的每一个
的多个输入卫星信号；
修正码产生单元，其配置为通过使用所述输入卫星信号的修正
组合来产生单比特的修正本地复制码；以及
匹配滤波器，其配置为使所述输入卫星信号与所述修正本地复
制码相关。
2.根据权利要求1所述的卫星导航信号接收器，其中所述多个
输入卫星信号包括来自所述多个可见卫星中的每一个的一对卫星信
号。
3.根据权利要求2所述的卫星导航信号接收器，其中所述修正
本地复制码是由以下方式创建的：将所述多个输入卫星信号中的一个
的单比特数字表示与所述多个输入卫星信号中的另一个的单比特数
字表示相加或相减，然后创建组合的数字表示的单比特的近似值。
4.根据权利要求3所述的卫星导航信号接收器，其中所述修正
本地复制码是由以下方式创建的：将所述单比特数字表示相加，然后
用“-1”值来替换每个“-2”值、用“+1”值来替换每个“+2”值并
且用“-1”值和“+1”值来替换零值，使得在预定的周期上的所有被
替换的零值的总和近似等于零。
5.根据权利要求3所述的卫星导航信号接收器，其中所述修正
本地复制码是由以下方式创建的：将所述单比特数字表示中的一个与
所述单比特数字表示中的另一个相减，然后用“-1”值来替换每个“-2”
值、用“+1”值来替换每个“+2”值并且用“-1”值和“+1”值来替
换零值，使得在预定的周期上的所有被替换的零值的总和近似等于

\t零。
6.根据权利要求4所述的卫星导航信号接收器，其中利用交替
的“-1”值和“+1”值来替换所述零值。
7.根据权利要求5所述的卫星导航信号接收器，其中利用交替
的“-1”值和“+1”值来替换所述零值。
8.根据权利要求4所述的卫星导航信号接收器，其中利用“-1”
值和“+1”值来交替地替换预定数量的零值。
9.根据权利要求5所述的卫星导航信号接收器，其中利用“-1”
值和“+1”值来交替地替换预定数量的零值。
10.根据权利要求1所述的卫星导航信号接收器，还包括两百个
或更多的信道，所述两百个或更多的信道配置为处理来自多达两百个
或更多的各个可见卫星的信号。
11.一种用于在信...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·伦南，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR