高功效接收机制造技术

一个直接序列扩展频谱接收机取样一个输入信号并将此取样储存在存储器中。之后将防止电源加到该接收机的调谐器，以降低功耗。当需要处理该信号而不再捕获信号时，可以从储存器读出该取样。可以有选择性地控制到接收机其他部分的电源以降低功耗。这样的一种接收机在全球定位系统（ＧＰＳ）信号处理中是有用的，在那里该接收机具有一个受到限制的电源。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相互参照的有关申请本申请要求于1996年7月12日提交的暂定美国专利申请号60/021618的权益。本申请公开的专利技术主题与1995年5月31日提交的申请号为08/456229的待批申请″用于从中心位置对于多重目标跟踪的降低功耗的基于GPS的系统″相关，该申请的申请人是Daniel D.Harrison、Anantha K.Pradeep、Glen W.Brooksby和Stephen M.Hladik，并受让给本申请的受让人。该申请的公开内容在本申请中引作参考。本申请的相关申请的系列号是，这些中请被同时提交并且受让给本申请人的受让人。
技术介绍
专利
一般，本申请涉及扩频通信系统，特别是涉及用于扩频接收机的低功耗信号处理电路的结构和方法。背景说明扩频通信在噪声环境下的要求高可靠性通信的应用中具有优势。主要噪声通常是有意或无意的人为干扰。在具体的应用中，通信环境可能会包括多个潜在的反射物，产生严重的多径干扰。这种多径干扰通常是以频率选择衰落的形式引发深度的通信中断。扩频通信在克服这些困难方面尤其见长。有几种类型的扩频系统，包括直接序列扩频系统、跳频系统、跳时系统、脉冲频率调制系统(即线性调频脉冲系统)和各种混合系统。当然，该直接序列扩频(DSSS)系统和跳频系统可能是实施最为广泛的系统。下面的讨论也是集中在二进制DSSS系统。在二进制DSSS通信中，宽带载波信号由窄带的消息信号所调制。该宽带载波信号通常是通过采用一个二进制伪随机噪声(P/N)码序列对单一频率载波进行双相位调制而产生的。P/N码通常是用一个或多个高速移位寄存器产生的，根据基础多项式，每一个寄存器具有模二的反馈。产生的高速P/N码随后被加到一个平衡调制器(乘法器)，该调制器的另一个输入是窄带载波。该平衡调制器的输出信号是一个经常被称作″宽带载波″的一个宽带信号。为了传输数据，该宽带载波被一个二进制消息数据流进行双相位调制。该消息数据速率通常是要比该P/N码符号或“码片”速率要低得多，并且该数据和码片的边缘通常是同步的。这种DSSS技术对于干扰的抑止能力直接地取决于该码片速率与数据速率之比。在许多应用中，在每一个消息比特中存在几千码片。通过与本机产生的原始窄带载波的复制信号相乘(例如正确地调谐本机振荡器)而先把DSSS信号降频到基带，就能够接收该DSSS信号。如果复制的载波的频率(和相位)与接收的原始窄带载波的频率相同，则该乘法器输出的信号将是双极的″宽带数据″数据流，该数据流是双极P/N码和信息码序列的乘积。随后通过把该宽带数据的数据流与一个本机产生的、和已收P/N码时间对准的该P/N码的复制物相乘而将该P/N码去除。这就是数据的去扩频过程，并且在乘法器的输出端产生出原始消息数据的数据流。在数据的去扩频的过程中，该宽带数据功率谱被重新汇聚成原来的较窄的数据带宽，在该带宽中把数据功率提升到背景噪声之上。这种功率电平被提升的量叫做处理增益，并且直接地正比于码速率和数据速率之比。而且，被接收的窄带干扰由码复制调制所扩展，因而将大大地降低在数据频带中的干扰功率电平。与DSSS信号接收相关的最为困难的任务在于产生频率和相位都正确的载波复制品，并且以正确的速率和适当的时间调整(偏移)产生P/N码。在许多DSSS通信系统中，必要的载波频率、载波相位和P/N码的偏移在接收机上事先并不知道，并且这些参数必须通过尝试不同的值而直到在数字滤波器的输出中观察到大的信号为止才能够确定。这被称之为一个搜寻或获取过程，并且DSSS信号要在当正确的频率、相位和码偏移都已经被确定时才能够获得。在许多DSSS应用中，该DSSS信号的电平要比背景噪声和/或干扰电平低得多，并且直到正确地去扩频和被低通滤波之后才能够被检测到。当已接收信号的信-噪比(SNR)是非常低时，该滤波器必须是非常窄的带宽，以便实现对于信号检测和获取而言所需的处理增益。由于窄的滤波器需要一个长的综合周期，所以在能够进行检测判定之前必须对于多个已接收的P/N码样值与对应的复制的P/N码的样值相乘的结果作累加。这种相乘和累加在已接收的和复制的P/N码序列之间是交叉相关的，且为了实现低的SNR，该序列不得不很长。这种DSSS方法的使用实现了多个用户采用码分多址(CDMA)技术，同时地共享同一个宽带频道。利用这种技术，每一个发射机采用一个不同的P/N码，以便使得在不同码之间的交叉相关实际上为零。接收机通过选择适当的P/N码并执行获取搜寻，选择并检测特定的发送信号。在某些情况中，并不知道哪一个发射机可能正在发送，并且该获取搜寻必须包括从一个已知的列表中检验不同的P/N码。当有许多不同的码、码偏移和载波频率必须被检验、并且该SNR是低值时，则该获取的任务将是耗时和耗能的事情。本专利技术的一个重要的方面在于减少在该DSSS信号获取过程中的时间和能量的消耗。直接序列和其它类型的扩频通信系统的描述可参见例如由RobertC。Dixon、John Wiley&Sons在1994年第三版的″扩频系统″(SpreadSpectram Systems)和由M.K.Simon等人在计算机杂志(ComputerSciena Press)(1985年)第二卷上的文章″扩频通信″。关于CDMA技术的描述例如可参见由Andrew J.Viterbi(A/Ddison-Wesley出版社1995年出版的″扩频通信的CDMA原理″(in CDMA Principles of SpreadSpectram Communication)。熟知和流行采用的全球定位系统信号是DSSS通信的一种重要的应用。近些年来，Navstar全球定位系统(GPS)卫星已经发射到中高度地球轨道中的六个椭圆平面中，每一个相对于赤道倾斜是55度。该完整的卫星布局包括二十一颗卫星和若干个备用卫星。从这些卫星发送的信号能够使接收机在靠近地面来精确地确定时间和它自身的位置。每一个卫星都发送提供其卫星的精确位置状况的数据，并且能够实现从该卫星到用户接收机天线的距离的测量。利用来自至少四颗GPS卫星的这些信息，用户能够通过公知的三角定位技术(即导航解)计算其自己的位置速度和时间参数。通常，如果用户的接收机具有无阻碍的空旷视野而降低到非常接近水平线的话，则通常是有七颗(至少是四颗)卫星将会由在地面或靠近地面的用户所观察到。每一颗卫星按照两个称作L1(1575.42MHz)和L2(1227.6MHz)的频率发送信号，并且所有的卫星都是采用在先描述的CDMA/DSSS技术来共享这些频率。更具体地说，每一颗卫星在频率L2上发送一个单一的DSSS信号，并且在频率L1上发送该相同的信号外加另一个较低分辨率的DSSS信号。该较低分辨率的DSSS信号包括一个P/N码，该P/N码具有1.023MHz码片分割速率和1.0ms的重复周期，并且具有50比特/秒的速率消息数据序列(NAV数据)。高分辨率的DSSS信号使用的是10.23MHz码片分割速率和长于一周的重复周期。相同的NAV数据流被使用在来自一个给定卫星的所有的DSSS信号中。来自该给定卫星的该NAV数据包括GPS信号发送时间、用于该卫星的天文(位置)数据、用于在该星阵中的所有卫星的天文年历数据(降低精确度的天文数据)和与从本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一接收机中，其设备包括： 一个电源； 一个用于接收信号的调谐器； 一个存储器，连接到所说调谐器，用于储存由所说调谐器接收的所说信号的表示； 处理电路，用于处理所说表示；以及 一个控制器，用于控制从所说电源到所说调谐器的应用，所说控制器使电源加到所说调谐器直到所说表示储存在所说存储器中，此后该所说控制器使电源有选择性地被阻止到所说调谐器。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：DD哈里森，JJ蒂曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]