全球定位系统讯号的抑制方法及其全球定位系统接收器技术方案

在有交互关联或连续波干扰的情况下，以相关的ＧＰＳ接收器来处理较弱的室内讯号包含提供一个包含有多个对应于频率与时间的累加功率的二维多普勒延迟累加功率型样，在一预定频率和执行多次的条件之下，产生该二维多普勒延迟累加功率型样中所有累加功率的一平均值，以及将用来产生该延迟累加功率型样的所有累加功率减去该平均值，以产生一已抑制干扰效应的多普勒延迟累加功率型样。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种接收器的数字处理方法及其相关的全球定位系统(Global Positioning System，以下简称GPS)接收器，特别是涉及一种在交互相关或连续波形干扰的情况下，处理微弱室内讯号的方法及相关的GPS接收器。
技术介绍
现有GPS接收器包含天线及模拟前级(analogous front-end，AFE)，模拟前级之后连接一数字区域，包含专属的讯号处理器以及数字中央处理器，数字中央处理器内建有相关的程序、数据存储器、以及外部数据接口控制器。天线与模拟前级拦截、选择(带通滤波)、及放大GPS讯号，并将其转换至中频(intermediate frequency，IF)，其范围在直流至数十个百万赫兹(MHz)之间。为了进行频率转换，模拟前级利用稳定参考振荡器的参考频率。模拟前级输出在中频的讯号和伴随的噪声的组合所形成的数字化取样。取样频率根据奈奎斯准则(Nyquist criterion)来选择，且对于粗测距/探测码(clear/acquisition，C/A)GPS讯号成分而言，至少约两百万赫兹以上。数字模拟前级的取样位数少至一位、多至三或四位。GPS接收器的数字区包含数个关联器频道，用来平行的实施多个GPS卫星讯号的关联性处理。GPS讯号采用具有虚拟随机噪声码(pseudo-randomnoise code)的相位偏移键控调制(phase shift keying modulation)，可参考“了解GPS的原理与应用”(″Understanding GPSPrinciples and Applications.Edited by Elliott D.Kaplan.Artech House，Boston，London，1996，pp.83-97″)此书的第83页至第97页得到。所接收到的讯号以一些讯号变量将其特征化，例如讯号的相位码及其载波频率，其中讯号的相位码的不确定性起因于讯号到达接收器的时间为未知或非理想知晓；而讯号的载波频率的不确定性是由未知或非理想的知晓的多普勒频率位移及参考振荡器的频率漂移所引起。GPS接收器的讯号搜寻(亦即上述不确定性的分辨率)相当耗费时间。在GPS的许多应用上，皆需要可在讯号接收相当困难的环境下快速的探测讯号的接收器，例如，GPS讯号相当微弱的室内环境，或为都市中高楼大厦密集的环境。对于使用者要在尽可能短的时间内锁定第一位置的需求来说，或是以较短的第一定位时间(time-to-first-fix，TTFF)来减少电力耗损的角度来说，在最短的时间内探测到微弱讯号是很重要的。当在高楼密集的城市中、室内、或在树下接收微弱的GPS讯号时，拥有明显强度差异的不同信号皆可到达接收器常会有一个常见的问题讯号强度较强的信号会交互关联干扰到讯号强度较弱的信号的处理。GPS(民用粗测距/探测码的成份)的讯号处理被设计成在其它卫星传送的讯号强度未超过23分贝(dB)或更小以具有隔界，才可安全的处理。目前已存在有数个用来减轻交互关联干扰的作用的技术，举例来说，美国专利第6,236,354号中Krasner提出了三种技术以减轻交互关联干扰的作用。第一种技术在执行任何用来由输入讯号中滤除干扰部分的讯号处理前，利用接收器所探测到的强讯号的数个已评估参数、复制讯号波形、适当地调整讯号、及将该讯号由接收器的输入端所接收的讯号集合中滤除。原则上，第一种技术为三种技术中最有效率的。然而，实施第一种技术却会面临一些不利的条件。首先，要完全补偿强讯号是不可能的，因为会面临两种互相矛盾的作业一种是要压抑会干扰较弱讯号的接收的强讯号；同时地，另一种是要继续追踪强讯号以将强讯号用于导航运作，并持续微调以抑制强讯号。再者，在试图大幅度压抑强讯号时，易对强讯号产生过度的补偿，以致于复制的讯号的强度会比原始讯号来的强。存在严重风险为，持续追踪追随减除的复制讯号，而非正确讯号。故第一种技术并不精确，需要大幅度的改善。而用来减少交互关联干扰的第二种技术与第三种技术利用接收器所探测到的强讯号所包含的数个已评估参数、预测强信号与预期弱信号之间的交互关联效应、以及修正累加于弱信号的交互关联。这些技术的差别在第二种技术将预测的效应从累加减除，而第三种技术仅丢弃潜藏损害的累加讯号。第二、三种技术的缺点是在于庞大的计算量预测讯号的虚拟随机噪声码(pseudo-random noise code，PRN code)、预测相位码的差、以及预测多普勒频率差的所有可能组合的交互关联。若采用某些简化，则又会降低这些技术的有效性。第三种技术的另一缺点是，所丢弃的累加讯号中可能带有所欲的讯号交互关联，此种错误发生的机率会随着干扰讯号强度的增加而增加，或是随着较弱讯号功率的减少而增加。以上所述的缺点使得第一种技术无法与其它技术有效的合并应用，例如第一、三种技术便因为这些缺点无法有效的合并使用，也因此无法允许第三种技术的弹性需求。以上所述的各种交互关联干扰抑制技术都有一个共同的缺点用来补偿接收器所输入的干扰波形的相关硬件以及用来正确预测各种干扰讯号的参数的计算量的复杂度过高。因此，需要找出新颖、简单、且可靠的交互关联干扰抑制来满足GPS接收器日渐增长的需求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供一种用来接收微弱的GPS讯号时抑制外界的干扰的方法和相关接收器，且这些干扰主要来自具有较强交互关联的GPS讯号以及内频带连续波旁生发射(in-band continuous wave spurious emission)。本专利技术提供一种用来抑制发生于二维多普勒延迟累加功率型样(two-dimensional delay-Doppler accumulated power pattern)的干扰效应的方法，包含计算二维多普勒延迟累加功率型样的累加功率值，在预定频率下，针对该二维多普勒延迟累加功率型样包含的多个时间点，产生与该多个时间点对应的多个累加功率值的平均值，及分别将对应于该多个时间点的多个累加功率值减去该平均值，以产生抑制干扰效应的多普勒延迟累加功率型样。本专利技术还提供一种GPS接收器，包含天线、射频前级、耦合于该天线、数字讯号处理器、及中央处理器，数字讯号处理器耦合于射频前级，用来输出包含多个对应于频率和时间的累加功率值的二维多普勒延迟累加功率型样，及中央处理器耦合于数字讯号处理器，用来在预定频率下，针对二维多普勒延迟累加功率型样包含的多个时间点，产生与该多个时间点对应的多个累加功率值的平均值，其中处理器分别将该多个累加功率值减去平均值，以产生抑制干扰效应的多普勒延迟累加功率型样。附图说明图1为本专利技术的实施例所提供的GPS接收器的示意图。图2为图1中单一关联器频道的示意图。图3为图1中讯号存储器的示意图。图4为图1中数字降频器的示意图。图5为图1中强讯号补偿器的示意图。图6为图1中探测引擎的示意图。图7为典型二维多普勒延迟累加功率型样的示意图。图8为实施本专利技术所提供的干扰抑制方法于图7所示的实施例后，所得到的已补偿的二维多普勒延迟累加功率型样的示意图。图9为本专利技术将干扰由二维多普勒延迟累加功率型样中加以去除的方法应用于本专利技术的实施例的流程图。图10为可用来实施本专利技术所提供的方法的基本接收器。附图符号说明100数字讯号处理器101天线1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抑制发生于一二维多普勒延迟累加功率型样的一干扰效应，该方法包含：计算该二维多普勒延迟累加功率型样的多个累加功率值；在一预定频率下，针对该二维多普勒延迟累加功率型样包含的多个时间点，产生与该多个时间点相关的累加功率值的 一平均值；及分别将对应于该多个时间点的累加功率值减去该平均值，以产生一抑制干扰效应的多普勒延迟累加功率型样。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈波契可夫斯基，米凯尔哥鲁贝夫，瑟盖波斯皮洛夫，米凯尔瓦西尔耶夫，瓦莱里契斯提阿可夫，米凯尔科罗斯多夫，瑟盖诺兹德拉契夫，尼克莱米凯洛夫，贾拉里比詹，
申请(专利权)人：晨星半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]