用于从多个GNSS卫星系统同时接收信号的接收机技术方案

本发明专利技术描述了一种用于同时接收和处理来自多个导航卫星系统星座的多颗卫星的信号的方法、接收机和移动终端。在所述方法中，来自多个导航卫星系统的卫星信号被转换成中频，并且一起地被从模拟信号转换为数字信号，但随后根据每个导航卫星系统在数字域中而被分离出来。

【技术实现步骤摘要】
用于从多个GNSS卫星系统同时接收信号的接收机 相关申请的交叉引用 本申请请求于2013年6月12日提交的美国临时专利申请No. 61/834, 143的优先 权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
本专利技术总体上与从卫星导航系统接收信号有关，更具体地，与从多个全球导航卫 星系统（GNS巧星座的卫星同时接收信号有关。
技术介绍
卫星导航系统向地球上的接收机提供定位和时钟信息。每个系统具有其自身的 环绕地球的卫星星座，并且，为了计算其位置，地球上的接收机使用系统星座的在视野 内（即在上方的天空中）的卫星。全球导航卫星系统（GNS巧经常被用来通称该样的系统， 即使该样的导航卫星系统包括区域的和增强的系统一即系统并不是真正的全球的。除非 另有明确标注，否则本文中使用的术语GNSS覆盖任何类型的导航卫星系统，而不管全球 与否。 [000引在计划中的W及现在运行中的GNSS系统的数目正在增加。广为人知的、广泛使用 的，并且真正全球化的美国全球定位系统（GP巧已经被另一个全球系统，俄罗斯的格洛纳 斯（GL0NAS巧系统加入，并且现在正在被欧洲的伽利略和中国的北斗（其第二代也被称为 指南针）系统加入一它们中的每一个都有，或者将具有其环绕全球的自身的卫星星座。区 域性的系统（那些不是全球化的，但是旨在覆盖全球的某个特定区域）包括现在正在发展 中的日本的准天顶卫星系统（QZS巧和印度区域导航卫星系统（IRNSS)。增强的系统通常 也是区域性的，并且在例如来自地面站和/或额外的导航辅助的消息方面增强现有GNSS 系统。该些包括广域增强系统（WAAS)、欧洲同步卫星导航覆盖服务巧GNO巧、多功能卫星增 强系统（MSA巧、和GPS辅助地理增强导航佑AGAN)。区域性的GNSS系统，例如QZSS，也可作 为增强系统运行。 [000引所述四个正在运行的或者即将运行的真正全球性的GNSS，即，GPS，格洛纳斯，伽 利略和北斗，正在提供，和/或者将要提供空前数量的在上空的卫星，通过该些卫星GNSS接 收机能够使用每个GNSS系统发送的开放服务信道计算其位置。GI^发送开放服务Ll信 号，并且截止2012年12月在其星座内具有32颗工作卫星，其构成了 24颗运营卫星，其中， 4颗卫星在6个不同的轨道平面上，该保证任意时刻在地球上的任何一点的上空至少有6颗 卫星。格洛纳斯发送开放服务Ll信号，并且截止2013年7月在其星座中有29颗卫星，其 中，23颗是运营卫星。伽利略发送开放服务El信号，并且计划有30颗卫星，分布在3个轨 道平面上，并且预期可W保证任意时刻在大多数位置的上空将有6-8颗卫星。北斗-2， 也被称为指南针，发送开放服务Bl信号，并且在其星座内将有35颗卫星。 因此，在不远的将来，任意时刻在一个GNSS接收机的上空可W有最少30和最多超 过50颗卫星是可用的一如果该GNSS接收机能够从全部4个GNSS系统接收信号。然而，不 同的GNSS系统使用不同的信号构成，并且它们中的多数使用不同的频率，使得在没有过度 功耗和/或者接收装置复杂性的情况下从全部4个GNSS星座中的卫星同时接收信号很困 难。 [000引因此，需要一个解决方案来使GNSS接收机可W从全部4个GNSS星座同时接收卫 星信号，而不需要过度的功耗和/或者过度的设备复杂性。
技术实现思路
本专利技术至少解决上述问题和缺点，并且至少提供W下所述的优点。根据本专利技术的 一个方面，GNSS接收机被配置来从多个GNSS星座同时接收信号。根据本专利技术的另一个方 面，单个的模拟接收链在GNSS接收机中被用来从多个GNSS星座同时接收和处理信号。根 据本专利技术的又一个方面，来自多个GNSS星座的信号只有在包含来自多个GNSS星座的全部 信号的接收信号已经被从模拟转换到数字之后才被从彼此分离出来。 根据本专利技术的一个方面，提供了用于使卫星导航系统中的接收机从多个卫星系统 星座接收多颗卫星的信号的方法，其包括接收包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的 传输物（化ansmission)的射频巧巧信号；通过将RF信号与本地振荡器导出信号LOkp混频， 将包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的RF信号转换成包含来自多个卫星 系统星座中的多颗卫星的传输物的中频（I巧信号；W采样率f,对IF信号进行采样，将模 拟IF信号转换成数字IF信号；W及，对于每个卫星系统，通过将数字IF信号与数控振荡器 (NCO)的输出信号fw〇M;wss混频，把卫星系统的卫星信号从数字IF信号中分离出来，NCO输出 信号具有与卫星系统中的卫星的传输频率被转换到IF之后的中也相对应的频率。 根据本专利技术的另一个方面，提供了卫星导航系统接收机中的接收链，包括：接收 机，其被配置来接收包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的射频（R巧信号； 复混频器，其被配置来将接收的RF信号与本地振荡器导出信号LOw进行混频，产生包含来 自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的中频（I巧信号输出；模数转换器（ADC)，其 被配置来W采样率f；对IF信号进行采样，将模拟IF信号转换为数字IF信号；W及，复混频 器，其被配置来将数字IF信号与数控振荡器（NCO)输出的信号进行混频，所述NCO 输出信号具有与多个卫星系统中的目标卫星系统中的卫星的IF处的传输频率的中 也相对应的频率，从而将目标卫星系统的卫星的信号从数字IF信号中分离出来。 根据本专利技术的另一个方面，提供了卫星导航系统中的接收机，包括；一个或者多个 处理器，W及至少一个非暂时性的有程序指令记录在其上的计算机可读介质，所述程序指 令配置来使所述一个或者多个处理器控制一个或者多个步骤的执行，该些步骤有；接收包 含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的射频（R巧信号；通过将RF信号与本地 振荡器导出信号LOw进行混频，将包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的RF 信号转换成包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的中频（I巧信号；W采样 率片对IF信号进行采样，将模拟IF信号转换成数字IF信号；W及，对于每一个卫星系统， 通过将数字IF信号与数控振荡器（NCO)输出信号fw〇M;wss进行混频，将卫星系统的卫星的 信号从数字IF信号中分离出来，所述NCO输出信号fw〇M;wss具有与卫星系统中的卫星的传 输频率被转换成IF后的中也相对应的频率。 根据本专利技术的另一个方面，提供了能够从多个导航卫星系统星座的多颗卫星接收 信号的移动终端，包括：接收机，其被配置来接收包含来自多个导航卫星系统GNSSi - GNSS。 的多颗卫星的信号的射频（R巧信号；复混频器，其被配置来将接收的RF信号与本地振荡器 导出信号LOw进行混频，产生包含来自多个导航卫星系统GNSSi - GNSS。的多颗卫星的信号 的中频（I巧信号输出；模数转换器（ADC)，其被配置来W采样率f；对IF信号进行采样，W 将模拟IF信号转换成数字IF信号；W及，多个复混频器，每个复混频器i被配置来将数字 IF信号与数控振荡器（NCO)输出信号进行混频，NCO输出信号具有与多个 导航卫星系统GNSSi-GNSS。中的卫星系统GNSSi中的卫星的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使卫星导航系统中的接收机接收来自多个卫星系统星座的多颗卫星的信号的方法，包含：接收包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的射频(RF)信号；通过将RF信号与本地振荡器导出信号LORF混频，将包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的该RF信号转换成包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的模拟中频(IF)信号；以采样率fs对IF信号进行采样，将模拟IF信号转换成数字IF信号；以及对于每个卫星系统，通过将数字IF信号与数控振荡器(NCO)输出信号fNCO‑GNSS混频，把卫星系统的卫星信号从数字IF信号中分离出来，NCO输出信号fNCO‑GNSS具有与卫星系统中的卫星的传输频率被转换到中频之后的中心相对应的频率。

【技术特征摘要】
2013.06.12 US 61/834,143;2013.08.28 US 14/012,2581. 一种用于使卫星导航系统中的接收机接收来自多个卫星系统星座的多颗卫星的信 号的方法，包含： 接收包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的射频（RF)信号； 通过将RF信号与本地振荡器导出信号LOkf混频，将包含来自多个卫星系统星座中的多 颗卫星的传输物的该RF信号转换成包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的 模拟中频（IF)信号； 以采样率fs对IF信号进行采样，将模拟IF信号转换成数字IF信号；以及 对于每个卫星系统，通过将数字IF信号与数控振荡器（NCO)输出信号fNa)_eNSS混频，把 卫星系统的卫星信号从数字IF信号中分离出来，NCO输出信号fNaMMSS具有与卫星系统中的 卫星的传输频率被转换到中频之后的中心相对应的频率。2. 如权利要求1所述的方法，其中，L0KF、fs、和fNa)_eNSS的每个是参考频率fx的倍数。3. 如权利要求2所述的方法，其中，参考频率fx是由接收机中的本地振荡器产生的定 时信号的除数。4. 如权利要求1所述的方法，其中，LOkf基本上处于多个卫星系统星座所使用的所有传 输频率的中心。5. 如权利要求1所述的方法，其中，在对IF信号采样之前，该方法进一步包含： 对IF信号进行带通滤波，带通被设置为高于多个卫星系统星座的IF处的传输的最高 频率，以及低于多个卫星系统星座的IF处的传输的最低频率。6. 如权利要求5所述的方法，其中，在对IF信号采样之前，该方法进一步包含： 对IF信号进行带阻滤波，带阻被设置在多个卫星系统星座的IF处的传输的频率之间。7. 如权利要求1所述的方法，其中，对于每一个卫星系统，将卫星系统的卫星信号从数 字IF信号中分离出来进一步包含： 对数字IF信号与NCO输出信号fNa)_eNSS的混频输出进行低通滤波，低通的带宽为卫星 系统的卫星传输的信号的带宽。8. 如权利要求1所述的方法，进一步包含： 从多个卫星系统中选择一个或者多个卫星系统；以及 对于在选择步骤中没有被选中的多个卫星系统中的任何一个，不执行分离出信号的步 骤。9. 如权利要求8所述的方法，进一步包含： 当通过处理选中的卫星系统的分离出来的信号而计算出的导航解决方案不能满足精 度阈值时，选择一个或者多个之前未选中的卫星系统，使得现在对该一个或者多个现在选 中的、之前未选中的卫星系统也执行分离出信号的步骤。10. -种卫星导航系统接收机中的接收链，包含： 接收机，其被配置来接收包含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的射频 (RF)信号； 复混频器，其被配置来将接收的RF信号与本地振荡器导出信号LOkf进行混频，产生包 含来自多个卫星系统星座中的多颗卫星的传输物的模拟中频（IF)信号输出； 模数转换器（ADC)，其被配置来以采样率fs对IF信号进行采样，以将模拟IF信号转换 为数字IF信号；以及 复混频器，其被配置来将数字IF信号与数控振荡器（NCO)输出信号fNa)_eNSS进行混频， 所述NCO输出信号fNaM；NSs具有与多个卫星系统的目标卫星系统中的卫星的IF处的传输频 率的中心相对应的频率，从而将目标卫星系统的卫星的信号从数字IF信号中分离出来。11. 如权利要求10所述的接收链，其中，被配置来将数字IF信号与数控振荡器（NCO) 输出信号fNaMMSS进行混频的复混频器是多个复混频器中的一个，并且其中： 多个复混频器中的每一个被配置来将数字IF信号与数控振荡器（NCO)输出信号 进行混频，所述NCO输出信号fNaM；NSSi具有与多个卫星系统GNSS1-GNSSn中的卫星系 统GNSSi中的卫星的IF处的传输频率的中心相对应的频率，据此，多个复混频器将多个卫 星系统GNSS1-GNSSn的每一个中的卫星信号从数字IF信号中分离出来。12. 如权利要求11所述的接收链，进一步包含： 带通滤波器，其被配置来在IF信号被输入ADC之前对其滤波，带通被设置为高于多个 卫星系统星座的IF处的传输的最高频率，以及低于多个卫星系统星座的IF处的传输的最 低频率。13. 如权利要求11所述的接收链，进一步包含： 带阻滤波器，其被配置来在IF信号被输入ADC之前对其滤波，带阻被设置在多个卫星 系统星座的IF处的传输的频率之间。14. 如权利要求11所述的接收链，进一步包含： 多个低通滤波器，包括用于被配置来将数字IF信号与NCO输出信号fNCXM；NSSi进行混频 的多个复混频器中的每一个的至少一个低通滤波器，所述至少一个低通滤波器的带宽为卫 星系统GNSSi的卫星所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G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