本发明专利技术提供一种搜寻全球定位系统信号的方法，包括：接收多个单位时间内每一频段的定位信号；将每一单位时间接收到的定位信号分成多个区块，并分别将每一区块内的定位信号与多个本地码中一对应的本地码进行译码，产生多个译码结果，其中每一本地码依据对应的码相位段与频段所产生；针对每一频段提供多个相位补偿量；依据每一相位补偿量，将每一搜寻单元在每一区块中对应的译码结果经一对应的相位补偿量作相位补偿后进行累加；在所有累加后的结果中找到具有最大值的最可能单元；以及设定最可能单元为目标单元。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种全球定位系统(Global positioning system，GPS)信号的接收器，特别涉及一种全球定位系统的弱信号搜寻方法及接收器。
技术介绍
全球定位系统被广泛运用在各种电子装置例如行动电话或是汽车的导航系统，其是根据与各颗卫星的相对位置以对拥有全球定位系统接收器(receiver)的装置作定位。每个全球定位系统卫星会在一固定频段发送一具有特定码的扩频定位信号，而不同全球定位系统卫星有不同的特定扩频码与其发射频段，每颗全球定位系统卫星所发射的特定扩频码与其频段都是公开已知的固定数据。为了求得与一特定全球定位系统卫星的距离与相对位移，全球定位系统接收器会产生特定全球定位系统卫星的特定码，与某些频段上所接收到的信号相比对，来找出接收到的信号与该特定全球定位系统卫星的特定码的关系。只要找到相对于数个全球定位系统卫星的距离以及速率，就可以求得全球定位系统接收器在空间里面的位置与移动速度。假定一全球定位系统接收器相对于一特定全球定位系统卫星是静止不动的，那全球定位系统接收器就应该在该特定全球定位系统卫星的信号发射频段进行接收，查看特定全球定位系统卫星的特定码经过多少时间差后，被全球定位系统接收器收到，这样就可以换算出全球定位系统接收器与该特定全球定位系统卫星的相对距离。这个相对距离的计算是通过信号在空间传播的时间来确定的，这个时间差则是在发送端与接收端之间的特定扩频码的相位差来表现。当接收端通过信号处理以获得这个相位差后，换算而求得这个时间差。每一个改变相位后的可能的特定扩频码被称为码相位段。然而，由于全球定位系统卫星在空间以及全球定位系统接收器可能是处于移动状态，接收器与各颗卫星之间会产生相对速率。依据多普勒效应(Doppler effect)，虽然特定全球定位系统卫星的特定码是由一固定频段所发出，全球定位系统接收器可能是在该固定频段附近经多普勒频移后的另一个频段，才可以接收到该特定全球定位系统卫星所发射的特定码。而这个多普勒频段差则意味着相对速率。换言之，如果知道特定全球定位系统卫星的特定码是从哪一个频段被全球定位系统接收器所收到，这个接收频段与特定全球定位系统卫星的固定频段的频段差就可以求得全球定位系统接收器与特定全球定位系统卫星的相对速率。所以，全球定位系统接收器在搜寻特定全球定位系统卫星过程中需要同时变更特定全球定位系统卫星的特定码的码相位(code phase)及其所在的可能的频段，来跟接收信号相比对，以确认是否捕获(acquire)此定位信号。这些需要比对的码相位段及频段就组成一个二维的搜寻矩阵。图1显示一示范的码相位段及频段所组成的搜寻样本空间示意图。如图1所示，这些搜寻样本可视为一个二维矩阵1，其中，每一列对应一个码相位段(code phase bin)，每一行对应一个频段(frequency bin)。一个码相位段2与一个频段4则组成一个搜寻单元10(cell)。换言之，每个搜寻单元10表示一组对应的码相位段及频段的组合，亦即一组时间差与频段差。全球定位系统接收器就在所有可能的搜寻单元10中进行搜寻，以找到与特定码对应的搜寻单元(目标单元)，并根据其所表示的时间差及频段差，算出卫星与接收器的距离与相对速率。从捕获的信号中，可以得到载频(carrier frequency)与卫星的特别码的初始相位。一般捕获的方式乃藉由将接收信号与接收器产生的本地码进行关联运算，然后整合这些运算结果，当整合的输出超过一个预设的门坎值时，就表示捕获成功。对一般的全球定位系统信号而言，全球定位系统接收器可以接收并处理一毫秒(ms)的定位数据信号，而且可利用现有的技术轻易的捕获定位信号。然而，在一些不利的环境中，如信号较弱的城市高楼间隙或者室内，因城市高楼会阻挡与衰减信号，因此一毫秒的数据信号并不足以捕获定位信号，通常需要更多的时间来进行信号捕获。一般而言，对较长时间的数据的捕获将增加接收器的灵敏度，但相对的也需要检测较细的多普勒频移范围。换言之，有更多可能的搜寻单元需要进行搜索。如此将使得运算量与硬件的复杂度大量增加。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种全球定位系统信号搜寻方法及全球定位系统接收器，可以特别针对弱信号的处理来快速有效的找到上述目标单元，进而捕获此定位信号。此外，利用本专利技术可易于实作。本专利技术提供一种搜寻全球定位系统信号的方法，用以搜寻针对一全球定位系统卫星定位信号的多个搜寻单元中的一目标单元以捕获上述全球定位系统卫星的定位信号。其中，上述的多个搜寻单元构成一个二维矩阵，其中，一维对应上述定位信号的一个码相位段，另一维对应上述定位信号的一个频段。上述搜寻方法包括下列步骤接收多个单位时间内每一上述频段的定位信号；将每一单位时间接收到的定位信号分成多个区块，并分别将每一上述区块内的定位信号与多个本地码其中的一对应的本地码进行译码，产生多个译码结果，其中，上述每一本地码是依据对应的上述码相位段与上述频段所产生；针对每一上述频段提供多个相位补偿量；依据每一上述相位补偿量，将每一上述搜寻单元在每一上述区块中对应的上述解碼结果经一对应的相位补偿量作相位补偿后进行累加；在所有累加后的结果中找到具有最大值的最可能单元；以及设定上述最可能单元为上述目标单元。本专利技术也提供一种全球定位系统信号接收器，用以搜寻定位信号中多个搜寻单元的一目标单元以捕获全球定位系统卫星的定位信号。其中，多个搜寻单元构成一个二维矩阵，其中一维对应定位信号的一个码相位段，另一维对应定位信号的一个频段。此接收器包括一天线模块、一代码(code)产生器、一信号译码处理模块、一相位补偿器、一累加器以及一滤波器。天线模块用以接收多个单位时间内每一频段的定位信号。代码产生器依据码相位段与频段，针对每一搜寻单元产生一对应的本地码。信号译码处理模块将接收到的一定位信号与至少一对应的本地码进行译码，以产生至少一译码结果。相位补偿器用以使每一频段提供多个相位补偿量。累加器用以使每一搜寻单元可依据每一相位补偿量，将每一区块对应的解码结果经一对应的相位补偿量作相位补偿后的结果进行累加。滤波器则用以将所有累加后的结果进行滤波，以找出一具有最大值的最可能单元，并设定此最可能单元为目标单元中的定位单元。其中，信号译码处理模块将每一单位时间接收到的定位信号分成一个区块，并分别将每一区块内的定位信号与多个本地码进行译码以产生多个译码结果。为使本专利技术的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1是显示由码相位及载频频段所组成的一示范搜寻样本空间示意图。图2是显示一依据本专利技术实施例的搜寻方法流程图。图3A是显示一依据本专利技术实施例的区块示意图。图3B是显示一依据本专利技术实施例的搜寻矩阵示意图。图3C是显示一图3B标出的搜寻单元A的子搜寻频段示意图。图4是显示一依据本专利技术实施例的解碼方法示意图。图5是显示一依据本专利技术实施例的单一搜寻单元的累加方法示意图。图6是显示一依据本专利技术实施例的全球定位系统信号接收器的区块示意图。具体实施例方式在全球定位系统卫星定位信号的搜寻过程中，所须执行计算的搜寻单元总数与环境的参数有关。举例来说，若频段搜寻范围介于一特定全球定位系统卫星的发射频段的+10K赫兹(Hz本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种搜寻全球定位系统信号的方法，用以搜寻针对一全球定位系统卫星定位信号的多个搜寻单元中的一目标单元以捕获上述全球定位系统卫星的定位信号，其中，上述的多个搜寻单元构成一个二维矩阵，其中一维对应上述定位信号的一个码相位段，另一维对应上述定位信号的一个频段，上述搜寻方法包括下列步骤：接收多个单位时间内每一上述频段的定位信号；将每一单位时间接收到的定位信号分成多个区块，并分别将每一上述区块内的定位信号与多个本地码中的一对应的本地码进行译码，产生多个译码结果，其中，上述每一本地码依据对应的上述码相位段与上述频段所产生；针对每一上述频段提供多个相位补偿量；依据每一上述相位补偿量，将每一上述搜寻单元在每一上述区块中对应的上述解码结果经一对应的相位补偿量作相位补偿后进行累加；在所有累加后的结果中找到具有最大值的最可能单元；以及设定上述最可能单元为上述目标单元。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董浩源，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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