全球导航卫星系统接收器及其方法技术方案

本发明专利技术揭露一种全球导航卫星系统接收器及其方法，其中从多个信道接收多个信号，全球导航卫星系统接收器包含：相关器，以相关器时钟频率对来自多个信道的多个信号执行相关性计算；以及数字信号处理器，根据相关器负载控制相关器时钟频率以执行相关性计算。依据本发明专利技术，不仅能在单位时间内（如１毫秒内）完成对来自所有信道信号的编码相位以及多普勒频率的计算及调整，同时也能降低全球导航卫星系统接收器的功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一 种低功耗全球导航卫星系统接收器，特别是关于 一种适应性调整时钟频率以实现低功耗的全球导航卫星系统接收 器及其方法。
技术介绍
现今，经济实惠的全球导航卫星系统(GNSS)接收器已成为非 常受欢迎的产品，体积小、便于携带且容易上手。然而此种便携式 的全球导航卫星系统接收器必须使用电池供电。而电池必然受到电 量的限制，因此，在研发此类便携式全球导航卫星系统接收器时， 降低功耗以具有长时间使用效能便成为重要的课题。全球导航卫星系统接收器通常包含两个主要单元或者两个主 要專欠4牛才莫块，艮卩量领'J系纟克(measure engine)^乂及导航系纟克(navigation engine)。例如量测系统可包含多个相关器以及单 一 凄t字信号处理器 (Digital Signal Processor, DSP)。相关器对降频后的信号执4亍相关 性计算，以搜寻或追踪卫星。数字信号处理器轮流计算并调整来自 这些信道的信号的编码相位以及多普勒频率以找寻其相关性，并且 对已知相关性的信号进行追踪及数据解码。值得注意的是，数字信 号处理器对前述来自所有信道的信号的计算及调整必须在短时内 (如一毫秒内)完成，而所有信道的信号的编码片,殳(code chips)、编 码相位(code phases)以及这些多普孝力步贞率(Doppler frequencies)的计 算及调整的量测结果通常在固定时间(如 一 秒内)传送至导航系统， 且在一秒内计算出全球导航卫星系统接收器使用者的位置、速度以 及时间信息。计算使用者的位置、速度以及时间信息是由独立的全 球导航卫星系统接收器的微处理器或者具有全球导航卫星系统软件的电子装置的中央处理器所负责。时钟产生器用以为射频单元以及全球导航卫星系统接收器的时钟，为数字信号处理器提供数字信号处理器时钟，以及为微处理 器提供微处理器时钟。数字信号处理器控制相关器时钟与数字信号 处理器时钟，微处理器则控制其微处理器时钟。依据现有技术，全球导航卫星系统接收器持续不断地通过所有 的信道接收信号。相关器则对来自所有信道的信号执行相关性计 算，数字信号处理器轮流计算并调整来自所有信道的信号的编码相 位以及多普勒频率。当全球导航卫星系统接收器搜寻或追踪特定数 目的卫星时，全球导航卫星系统接收器的功耗维持相同，不因搜寻 失联卫星的搜寻范围大小或者不同的信道阻碍或信道衰减所造成 卫星信号强度的不同而改变，然而在某些情况下，相关器可能会因 为某些原因，在前述搜寻或追踪卫星时，对某些信号停止执行相关 性计算。因此实际上传输信号的信道数目是会改变的，但是所有与 硬件相关的时钟频率(相关器时钟频率、数字信号处理器时钟频率 以及微处理器时钟频率)在全球导航卫星系统接收器的操作过程 中，却总是保持相同。然而，全球导航卫星系统接收器的功耗与相关器时钟频率、数 字信号处理器时钟频率以及微处理器时钟频率成正比。现有技术维 持所有时钟频率相同，而不考虑卫星信号的变动是导致无法有效降 低全球导航卫星系统接收器功耗的原因。根据现有技术，使用者用指令或是相关器开关控制，才能停止 或者暂停前述的这些时钟频率。结果，势必无法避免在使用者动态特性骤变的操作情况下，例如突然的加速或减速，将使全球导航 卫星系统接收器无法有效使用，或者突然的信道衰减或信道阻碍使 全球导航卫星系统接收器定位效能骤然降低等缺点。本专利技术提供一种适应性调整时钟频率，而实现低功耗的全球导 航卫星系统接收器及其方法，以具有长时间使用效能。
技术实现思路
为解决前述现有技术的缺点，本专利技术的主要目的在于提供一种 适应性调整时钟频率，实现低功耗的全球导航卫星系统接收器及其 方法。本专利技术提供的低功耗全球导航卫星系统接收器包含相关器、数 字信号处理器以及微处理器。全球导航卫星系统接收器的相关器以 相关器时钟频率对来自多个信道的信号执行相关性计算。数字信号 处理器则根据相关器负载控制相关器时钟频率以执行相关性计算。 数字信号处理器对卫星通过信道所传输的信号进行解码，即以数字 信号处理器时钟频率，轮流计算并调整这些信号的编码相位以及多 普勒频率，且根据前述计算以及调整结果的累计通量或预定低限信 道数目，控制数字信号处理器时钟频率。微处理器以微处理器时钟 频率，处理来自数字信号处理器前述计算以及调整结果的量测结 果，以获取全球导航卫星系统接收器使用者的位置、速度以及时间 信息。微处理器根据处理此量测结果的累计进展，控制微处理器时 钟频率，以符合全球导航卫星系统中时间限制的规范。本专利技术同样提供一种实现全球导航卫星系统接收器实现低功耗的方法，包含以相关器时钟频率，对来自多个信道的多个信号 执行相关性计算；以及根据相关器负载控制相关器时钟频率以执行 相关性计算。本专利技术提供的方法还包含以数字信号处理器，轮流计算并调整 来自这些信道的编码相位以及多普勒频率。在前述计算编码相位以 及多普勒频率的步骤中，本专利技术方法还包含依据单位时间内这些编 码相位以及这些多普勒频率的计算所应达到的进度，或者预估在单 位时间内所应处理的信道数目，控制数字信号处理器时钟频率。本专利技术提供的方法进 一 步包含以微处理器及其时钟频率，处理 来自数字信号处理器的信道编码相位以及信道多普勒频率，以更平 滑量测结果，进而获取较佳的位置信息。在前述处理该量测结果的 步骤中，本专利技术方法还包含根据处理位置平滑所需的计算量，控制 微处理器时钟频率。依据本专利技术，不仅能在单位时间内(如1毫秒内)完成对来自所 有信道信号的编码相位以及多普勒频率的计算及调整，同时也能降低全球导航卫星系统接收器的功耗。附图说明图1是显示本专利技术全球导航卫星系统接收器的方框图。图2A是显示计算并调整来自相关器的信号的编码相位以及多 普勒频率的时间关系示意图。图2B是本专利技术数字信号处理器处理累计通量的时间关系示意图。图3是显示1毫秒内数字信号处理器输出通量的详细时间关系 示意图。图4A、 4B及4C分别显示依据本专利技术的三种不同搜寻或追踪 范围的编码-频率域图。图5是依据本专利技术第一实施例的方法流程图。图6是显示图5中时间与被调整的相关器时钟之间的关系示意图。图7A与图7B是显示本专利技术在1秒内全球导航卫星系统接收 器的射频功率与相关器时钟频率间的关系示意图。图8是依据本专利技术第二实施例的方法流程图。图9是显示图8中时间与被调整的数字信号处理器时钟频率或 微处理器时钟频率之间的关系示意图。图IO是依据本专利技术第三实施例的方法流程图。图ll是显示图10中时间与被调整的数字信号处理器时钟频率 或微处理器时钟频率间的关系示意图。具体实施方式请参考图1,是显示本专利技术全球导航卫星系统接收器的方框图。 本专利技术提供的全球导航卫星系统接收器包含射频单元70、时钟产 生器80、合成器90、量测系统(measure engine)100以及导4元系统 (navigation engine)200。 量测系统 100包含相关器(correlator)102以及数字信号处理器(DSP)104。 导航系统200包含孩t处理器 (microprocessor)202以及内存204。 对于独立的全5求导4元卫星系统 接收器而言，例如设置在车内的行动导航装置，导航系统200可 内嵌于全球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全球导航卫星系统接收器，从多个信道接收多个信号，该全球导航卫星系统接收器包含：　　　　相关器，以相关器时钟频率对来自该多个信道的该多个信号执行相关性计算；以及　　　　数字信号处理器，根据相关器负载控制该相关器时钟频率以执行相关性计算。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶信忠，李明鸿，游宗桦，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]