一种双频接收机系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种双频接收机系统及其工作方法，包括依次连接的射频前端、基带模块和处理器模块，所述射频前端包括SAW滤波器、第一频点处理模块和第二频点处理模块；所述第一频点处理模块和第二频点处理模块结构相同，均包括依次相连的低噪声放大器、射频放大器和下变频电路模块；所述第一频点处理模块和第二频点处理模块能够分别控制，当所述第一频点对应的卫星数量超过阈值时，关闭所述第二频点处理模块，仅仅采用所述第一频点处理模块进行工作；当所述第一频点对应的卫星数量未超过阈值时，所述第一频点处理模块和所述第二频点处理模块一起工作。本发明专利技术可以在保障接收机定位性能的前提下显著降低接收机的功耗。的前提下显著降低接收机的功耗。的前提下显著降低接收机的功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种双频接收机系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及卫星导航定位
，特别是涉及一种双频接收机系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]当前，随着北斗系统已进入全球化服务阶段，全球导航卫星系统(简称GNSS)技术由于可以提供精确的位置、速度和时间信息而扮演了一个越来越重要的角色。与此同时，技术和应用的发展也对GNSS提出了更高的要求，特别是在定位精度、响应速度和功耗方面的要求。在消费类、物联网等应用中，GNSS接收机通常是耗电的一个主要来源之一。所以高性能低功耗GNSS片上系统(简称SoC)芯片已经成为新兴位置服务市场的核心。
[0003]降低GNSS接收机的功耗通常有如下几种方法：一种方法是通过牺牲接收机的性能来满足功耗的要求；一种是通过根据GNSS信号状态以及用户需求合理地控制基带和定位模块工作频度和定位间隔来实现低功耗的目的；还有一类是通过外部辅助信息来实现低功耗。比如通过AGNSS辅助信息一方面可以加速卫星捕获的速度，缩短捕获引擎的工作时间来减低功耗，或者甚至可以不使用捕获引擎而直接用跟踪引擎来进行捕获；另一方面，对于定位频度很低的应用，实现定位后就关闭接收机，如果此时还有AGNSS辅助信息，接收机无需从卫星信号中进行电文解码就可以快速完成定位。上述几种功耗优化的方法，或者牺牲了功耗，或者单纯的只是软件控制策略方面的调整，没有从接收机整体设计以及软硬件一体化方面进行深入的研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种双频接收机系统及其工作方法，可以在保障接收机定位性能的前提下显著降低接收机的功耗。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种双频接收机系统，包括依次连接的射频前端、基带模块和处理器模块，所述射频前端包括SAW滤波器、第一频点处理模块和第二频点处理模块；所述SAW滤波器用于滤除接收到的空间信号中的干扰噪声，并将滤除干扰噪声后的空间信号分别输入至所述第一频点处理模块和第二频点处理模块；所述第一频点处理模块和第二频点处理模块结构相同，均包括依次相连的低噪声放大器、射频放大器和下变频电路模块；所述第一频点处理模块和第二频点处理模块能够分别控制，当所述第一频点对应的卫星数量超过阈值时，关闭所述第二频点处理模块，仅仅采用所述第一频点处理模块进行工作；当所述第一频点对应的卫星数量未超过阈值时，所述第一频点处理模块和所述第二频点处理模块一起工作。
[0006]所述射频放大器包括输入电阻阵列、反馈电阻阵列、电流开关阵列和数字控制模块；所述数字控制模块分别与所述输入电阻阵列、反馈电阻阵列、电流开关阵列相连，能够根据信号环境情况调整所述输入电阻阵列、反馈电阻阵列、电流开关阵列的工作状态来实现对工作电流和增益的双动态调节。
[0007]所述基带模块配置有独立的时钟源和独立的电源域，并能根据不同的硬件工作模式采用时钟门控技术或电源门控技术。
[0008]所述硬件工作模式包括备电模式、休眠模式、待机模式和正常模式，所述备电模式是指切断所述双频接收机系统的芯片的IO供电或主供电，仅保留V_BCKP供电；所述休眠模式是指关闭所述双频接收机系统的芯片内部的核心供电，保持芯片外部VDD_IO供电以及IO接口供电；所述待机模式是指使用外部参考时钟运行，关闭所述射频前端，所述基带模块使用时钟门控技术，所述双频接收机系统的CPU处于standby模式，所述双频接收机系统的芯片部分外设处于工作状态，用于唤醒所述CPU；所述正常模式是指所述双频接收机系统的芯片的各电源供电正常，CPU正常运行，各电源域供电由软件配置。
[0009]所述软件配置包括高性能模式和低功耗模式，所述高性能模式不做任何软件策略以确保所述双频接收机系统的性能，所述低功耗模式是通过智能场景识别来动态进行不同模块的开关、电压电流的调整以及休眠模式和正常模式的切换来实现低功耗。
[0010]当在断电和/或断时钟前，保存关键信息，并预测重新供电时的卫星信号的跟踪码相位和多普勒，以保证在重新供电时仍能连续跟踪，而不用开启捕获引擎。
[0011]所述低功耗模式中，当定位频度低于阈值时，通过判定星历的有效性来决定再次进入正常模式的时间。
[0012]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种上述双频接收机系统的工作方法，在双频接收机系统开始工作后，捕获引擎处于全速工作状态；当所述双频接收机系统定位后，捕获引擎关闭，跟踪引擎处于连续工作状态；当所述接收机双频接收机系统处于第一频点对应卫星的数量超过阈值的环境下，关闭所述第二频点处理模块，仅仅采用所述第一频点处理模块进行工作；当所述接收机双频接收机系统处于第一频点对应卫星的数量未超过阈值的环境下，所述第一频点处理模块和所述第二频点处理模块一起工作。
[0013]判断当前信号环境，并根据当前信号环境调整射频前端中的第一频点处理模块和第二频点处理模块的工作状态，实现对工作电流和增益的双动态调节；当信号环境超过环境阈值时，收集关键信息，并通过配置正常模式和休眠模式的时间比来实现功耗和性能的平衡。
[0014]有益效果
[0015]由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术的射频前端支持对不同频点进行独立控制，可以单独开或者关某个频点，同时还支持不同的增益配置，通过调节不同配置下的电流来实现对功耗的控制。本专利技术可以独立控制基带各模块的时钟以及电源开关等，包括对预处理模块、捕获引擎模块和跟踪引擎模块的控制等，通过实现对基带各模块的灵活配置来实现功耗优化。本专利技术还通过动态判定用户应用场景、信号环境等信息选择不同的功耗策略，如基于多径检测的单频双频工作模式切换；基于信号强弱的动态增益配置；基于用户配置、信号环境以及运动状态的基带工作模式调整等。
附图说明
[0016]图1是现有技术中GNSS接收机的结构示意图；
[0017]图2是本专利技术实施方式中射频前端的结构示意图；
[0018]图3是本专利技术实施方式中硬件工作模式的跳转示意图；
[0019]图4是本专利技术实施方式的功耗示意图；
[0020]图5是本专利技术实施方式的工作流程图；
[0021]图6是本专利技术实施方式中智能场景检测的主要考量因素示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0023]如图1所示，GNSS接收机包括天线、射频前端、基带模块和处理器，其中，基带模块主要包括捕获引擎模块(AE)、跟踪引擎模块(TE)，实际上在进入捕获或者跟踪引擎前还要经过一个数据预处理阶段(PP,Preprocess)。在典型的GNSS接收机实现中，到达天线的空间信号在前端部分被下变频，滤波和数字化等产生适合模拟转换的中频信号后发送给捕获引擎。捕获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频接收机系统，包括依次连接的射频前端、基带模块和处理器模块，其特征在于，所述射频前端包括SAW滤波器、第一频点处理模块和第二频点处理模块；所述SAW滤波器用于滤除接收到的空间信号中的干扰噪声，并将滤除干扰噪声后的空间信号分别输入至所述第一频点处理模块和第二频点处理模块；所述第一频点处理模块和第二频点处理模块结构相同，均包括依次相连的低噪声放大器、射频放大器和下变频电路模块；所述第一频点处理模块和第二频点处理模块能够分别控制，当所述第一频点对应的卫星数量超过阈值时，关闭所述第二频点处理模块，仅仅采用所述第一频点处理模块进行工作；当所述第一频点对应的卫星数量未超过阈值时，所述第一频点处理模块和所述第二频点处理模块一起工作。2.根据权利要求1所述的双频接收机系统，其特征在于，所述射频放大器包括输入电阻阵列、反馈电阻阵列、电流开关阵列和数字控制模块；所述数字控制模块分别与所述输入电阻阵列、反馈电阻阵列、电流开关阵列相连，能够根据信号环境情况调整所述输入电阻阵列、反馈电阻阵列、电流开关阵列的工作状态来实现对工作电流和增益的双动态调节。3.根据权利要求1所述的双频接收机系统，其特征在于，所述基带模块配置有独立的时钟源和独立的电源域，并能根据不同的硬件工作模式采用时钟门控技术或电源门控技术。4.根据权利要求3所述的双频接收机系统，其特征在于，所述硬件工作模式包括备电模式、休眠模式、待机模式和正常模式，所述备电模式是指切断所述双频接收机系统的芯片的IO供电或主供电，仅保留V_BCKP供电；所述休眠模式是指关闭所述双频接收机系统的芯片内部的核心供电，保持芯片外部VDD_IO供电以及IO接口供电；所述待机模式是指使用外部参考时钟运行，关闭所述射频前端，所述基带模块使用时钟门控技术，所述双频接收机系统的CPU处于standby模式，所述双频接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志成，彭正交，韩业奇，孙海明，屠恩源，刘朝英，马晓雯，黄秋菊，
申请(专利权)人：芯与物上海技术有限公司，
类型：发明
国别省市：