多相位码发生器和ＧＮＳＳ接收机制造技术

一种用于在ＧＮＳＳ接收机中提供ＰＲＮ序列的码发生器具有存储所生成的序列在任何给定点的内部状态的能力。所存储的状态能在有外部命令之际、或在给定数目个发生循环之后被重载到发生器中，由此使所生成的ＰＲＮ序列的相位回旋到与所存储着的状态相对应的值。并行相关ＧＮＳＳ接收机包括一个或更多个可回旋码发生器，用于相继地生成ＧＮＳＳ?ＰＲＮ序列的具有不同码相位的本地复本，其与具有不同码移位和多普勒频移的多个候选信号相对应。每次码发生器必须从一个候选切换到第二个候选时，其在生成第一候选的码的同时被先占地控制或编程为存储在与第二候选的ＰＲＮ序列的开始几乎对准的相位点的内部状态。在相关引擎从第一候选切换到第二候选时，存储着的状态被加载到码发生器中，并且码发生器与合需序列之间的小失准被校正，由此将其设置在相位空间中的所需点。本发明专利技术的发生器和接收机非常适合并行地搜索若干ＧＮＳＳ信号，并且比基于表的码发生器需要的存储器更少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及卫星无线电定位接收机，尤其但不排他地涉及适配成接收和处理由比 如GPS、GL0NASS或Galileo系统或其他全球导航卫星系统(GNSS)的卫星等之类的定位卫 星星座生成的无线电定位信号的无线电定位接收机。本专利技术还涉及适配成处置由合适的RF 接口提供的无线电定位信号、并且能被嵌入专用GNSS装置或比如通用计算机、PDA或蜂窝 电话之类的其他主机系统中的信号处理器单元。相关技术说明全球导航卫星系统(GNSS) —般包括由美国运作的全球定位系统(GPS)、由俄罗斯 联邦运作的全球轨道导航卫星系统(GL0NASS)、由中国政府提议的COMPASS(也称为北斗 2)、以及将由欧盟构建的立项的Galileo定位系统。可对其应用本专利技术的其他GNSS系统正 在测试中、或将在未来提议和实现。出于简化目的，以下描述和示例往往将仅引述GPS接收机。然而将理解，本专利技术并 不必要被限于此类接收机，而是还包括所有GNSS源，并且能扩展到本专利技术适用的其他未来 的无线电定位系统。GNSS无线电信号位于无线电频谱的UHF部分，绝大多数情况下高于1GHz，在地 面上具有-120dBm或以下量级的功率电平，并且一般是用伪随机码或类似的二进制序列 调制的直接序列扩频信号，其在接收机中用于定位和导航。卫星无线电定位设备的一般 性功能是公知的并且将在本说明书中简述。还对本申请人名下的专利申请EP1198068和 W005003807作出参引。诸如GPS (全球定位系统)、GL0NASS或Galileo等卫星无线电定位系统依赖于对 来自数颗轨道卫星的无线电信号广播的接收并使用这些信号中包含的信息来确定从接收 机到每颗收到卫星的距离或射程。在卫星的轨道已知的情况下，随后就能用几何方式来确 定GPS接收机的绝对时间和位置。在本专利技术的上下文中，术语“接收机”和“GPS接收机”可指整合了 RF前端和GNSS 处理器且可任选地具有其他功能的完整的自含式接收机设备，但也可指复合实体中所包括 的模块，例如蜂窝电话、汽车警报器、PDA(便携式数字助理)中的GPS模块等等。以上术语 也可指示可借助于恰适的总线与主机设备连接的可接插模块，例如GPS PC卡。在本专利技术的上下文中，术语“接收机”和“GPS接收机”也应被理解为包括被安排成 实现如以上定义的完整GPS接收机或完整GPS模块的一个或更多个集成电路。以下描述大部分涉及GPS全球定位系统。然而，本专利技术不局限于此特定系统，而是 也能用在基于相同原理的无线电定位系统例如GL0NASS系统或GALILEO系统的接收机中。在原始GPS无线电定位系统的情形中，也称为空间飞行器或即SV的每颗工作GPS 卫星在称为“Li”和“L2”并分别位于1572. 42MHz和1227. 60MHz的两个载波频率上发射导 航无线电信号。Ll和L2载波用称为C/A(粗略捕获)码和P(Y)码的两个数字测距码序列 来调制，P(Y)码大多数情况下限于美国政府和军用。由商用GPS接收机使用的C/A码被调制在Ll和L2载波中。对每颗GPS卫星唯一3的C/A码是伪随机Gold码，其包括1023个位或“码片”的重复、具有1. 023MHz的跃迁率并 且往往简称为PRN。C/A码由此每毫秒重复自身。测距码序列被同步到共同的精确时间基 准，即由每颗卫星搭载且同步到主时钟的精确时钟保持的“GPS时间”。用C/A码进行PSK 调制的效果是将经调制信号的频谱扩展在IMHz带宽上。例如所提议的Galileo系统以及所提议的对GPS系统的扩展等其他无线电定位系 统也采用类似或等效的基于同步到共同的绝对时间标准的测距码的信号结构。Ll和L2载波两者还携带50bps导航消息，即NAV码。导航消息包含作为时间、时 钟校正和大气数据的函数的GPS卫星坐标连同其他信息。NAV消息通过每当NAV位为“1” 时就反转C/A码的逻辑值否则使其保持不变的方式来编码。GPS信号在地球表面上的信号强度在标称上为_130dBmW，这是每当天空视野被遮 挡时就进一步衰减的值，在建筑物内尤其如此。其他卫星导航系统提供强度相当的信号。这 些电平远低于噪声基底，由此该信号仅能通过使用统计技术来接收。为了捕获这些码并执行位置锁定，GPS接收机针对每颗收到卫星生成C/A码的本 地复本即PRN码，其被调整到以接近1. 023MHz的频率运行的本地NC0。随后对该码进行时 间移位、与接收机的相关(correlation)引擎中的收到信号相关、并在根据噪声电平可长 可短的时间上积分，直至对某个时间移位值获得相关值的峰值，该时间移位值取决于接收 机与卫星之间的距离。达成最优相关需要的时间移位量或即伪距是对卫星与GPS接收机之间的距离的 指示。GPS的内部时钟通常受到相对于GPS卫星时钟的很大误差的影响。为了解决此误差， GPS接收机必须捕获至少4颗卫星才能提供包括3个空间坐标x、y、z以及时间t的位置锁定。GPS接收机在对卫星信号的位置没有或只有很少知识的情况下尽力在相位偏移 量-多普勒频移空间中定位充分数目个卫星信号的阶段通常称为“捕获”状态。另一方面， 一旦找到峰值，那么在“追踪”状态中，系统只需要跟随其漂移，这通常能以较小的难度或延 迟来完成。为了加速捕获状态，许多接收机采用大规模并行架构，其中接收机的相关引擎包 括大量相关器以便并行地利用时间移位和多普勒频率的若干组合。在典型情形中，相关引 擎能执行传入信号与数千种码相位移位/多普勒频率组合的相关。美国专利申请2005US-60752032描述了 一种GNSS接收机，其中捕获和搜索过程被 分成2个阶段，其中在第一阶段里，在毗连码空间上执行短相关并且检查每个抽头的相关 器输出以寻找相关峰值的潜在存在性。第一相关阶段允许排除所有码相位中的较大部分，从而剩下对10%左右的潜在码 相位的缩减码空间搜索；这提供了减少搜索过程所需的资源和能量的能力，但其得到需要 执行较长相关的非毗连抽头和相对码相位的集合。在常规的大规模并行相关器中，能采用单个码发生器来生成单个码序列，其被相 移并乘以该码以产生毗连的相关器抽头，这样的码发生器架构在所有抽头之间共享并且能 高效地实现为基于LFSR(线性反馈移位寄存器)的状态机或基于RAM的查找表。然而，为了对非毗连抽头进行相关，有必要具有多个经相移的数据采样或多个码 相位。这可通过查找表码发生器来容易地达成，但这需要多个很大的RAM表，因为执行速度排除了在所有相关器之间共享码RAM的可能性。RAM查找码发生器除了占用大量硅空间以 外还意味着较大的功耗，因为RAM表不得不被高速地访问。基于RAM的码发生器的示例在 US6421372中记载。US6208291描述了向若干个并行相关器投递码的毗连码抽头的多相位 码发生器。W02004/063897公开了在通用处理器中执行PRN生成的软件接收机。另一方面，常规的基于LFSR的码发生器不适合多相位应用，因为它们必须被初始 化成每一轮相关都有所不同的已知起始相位。以此方式来初始化要么要求码发生器步进到 正确的码相——这要求太多轮循环因而是不切实际的，要么要求对码发生器做种——这会 造成与使用多个基于ram的相关器一样的问题。嵌入常规GNSS接收机中的相关引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在ＧＮＳＳ接收机中提供ＰＲＮ序列的ＰＲＮ码发生器，包括：时钟终端和至少一个状态机，用于生成与所述状态机的循环状态序列相对应的循环码片序列，其特征在于，所述码发生器被安排成为所述时钟终端的每个时钟循环生成所述ＰＲＮ序列的一系列Ｎ个码片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P杨，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]