專利名稱：展頻接收機(jī)的相關(guān)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種利用展頻技術(shù)的接收機(jī)，特別是有關(guān)一種GPS(全球定位系統(tǒng)；Global Positioning System)接收機(jī)中的相關(guān)器(correlator)電路架構(gòu)。
背景技術(shù)：
展頻(spread spectrum)技術(shù)為一種低功率且不易受雜訊干擾的通訊技術(shù)，而全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)為展頻技術(shù)的一種重要應(yīng)用。GPS最初是針對(duì)軍事定位及導(dǎo)航用途所發(fā)展，然而，在開(kāi)放民間使用之后，目前運(yùn)用GPS的車輛導(dǎo)航定位系統(tǒng)已逐漸普及化，未來(lái)更可望普遍應(yīng)用于手機(jī)的定位系統(tǒng)。
GPS系統(tǒng)是由24顆衛(wèi)星所構(gòu)成，每一顆衛(wèi)星均載有位置及時(shí)間訊號(hào)。其訊息的傳送方式是將50位/秒的訊息數(shù)據(jù)與衛(wèi)星C/A碼混波，的后再通過(guò)1575.42MHz的載波傳送出。每一顆衛(wèi)星均具有其特有的C/A碼，其是一種1023位的擬亂碼(pseudo-random code)，頻率為1.023MHz，因此每1ms的時(shí)間可重復(fù)一組C/A碼。使用者端的GPS接收機(jī)可復(fù)制各衛(wèi)星的C/A碼，借此用于在短時(shí)間內(nèi)搜尋與追蹤衛(wèi)星訊號(hào)。
圖1顯示現(xiàn)有GPS接收機(jī)架構(gòu)的示意圖。首先，一RF前端電路10將接收到的訊號(hào)中的1575.42MHz載波消除，降頻至例如約1MHz或4MHz的頻率，并傳送至一GPS基頻電路12。GPS基頻電路12又包含各頻道的相關(guān)器14及一數(shù)據(jù)擷取電路16。相關(guān)器14可進(jìn)行衛(wèi)星C/A碼搜尋及都卜勒頻率搜尋的動(dòng)作，并且在搜尋到衛(wèi)星后，進(jìn)行衛(wèi)星追蹤的動(dòng)作。數(shù)據(jù)擷取電路16是用于解出衛(wèi)星所傳送的50位/秒的數(shù)據(jù)，并傳送至GPS導(dǎo)航電路18進(jìn)行速度、位置及轉(zhuǎn)換座標(biāo)等衛(wèi)星計(jì)算，最后輸出到電腦系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)處理與應(yīng)用。
由于目前一般GPS接收機(jī)是設(shè)計(jì)成可定位及追蹤12顆衛(wèi)星，亦即具備12個(gè)接收頻道，因此，典型GPS接收機(jī)中是設(shè)置12個(gè)頻道的相關(guān)器，每一相關(guān)器用于處理每一對(duì)應(yīng)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。
圖2是為現(xiàn)有GPS接收器中的相關(guān)器的示意方塊圖。首先，來(lái)自RF電路的串列數(shù)據(jù)借由一I/Q分波器20分成同相位I(In-phase)與正交相位Q(Quadrature-phase)信號(hào)。然后，分別在都卜勒乘法器26a與26b中，與都卜勒頻率產(chǎn)生器22所產(chǎn)生的串列頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，并且，通過(guò)C/A碼乘法器28a與28b，與C/A碼產(chǎn)生器24所產(chǎn)生的串列C/A碼數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，以求得內(nèi)積(inner product)。
以上所計(jì)算出的內(nèi)積經(jīng)由相關(guān)積分器(coherence integrator)30a與30b累加一組C/A碼周期，亦即累加1023次后，輸入平方電路32進(jìn)行平方相加運(yùn)算，再經(jīng)由非相關(guān)積分器(noncoherence integrator)34累加例如20ms的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。最后，將非相關(guān)積分器34的輸出傳送至峰值檢測(cè)電路36，以檢測(cè)最大值的產(chǎn)生點(diǎn)。當(dāng)檢測(cè)到峰值時(shí)，指示C/A碼與都卜勒頻率已與衛(wèi)星匹配。
圖2的現(xiàn)有相關(guān)器雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低廉，然而其計(jì)算的速率受限于串列數(shù)據(jù)的速率，亦即，對(duì)于每一組C/A碼，必須累加1023次才能進(jìn)行判斷，因此處理速度較慢。此外，在運(yùn)作過(guò)程中，其整個(gè)電路的電源必須持續(xù)開(kāi)啟，不具有任何省電的設(shè)計(jì)。
為了加快處理速度，美國(guó)專利第6,393,046號(hào)提出一種改進(jìn)的相關(guān)器電路，其示意電路圖是顯示于圖3。根據(jù)此一改進(jìn)電路，對(duì)應(yīng)于一組C/A碼周期的輸入數(shù)據(jù)是分成數(shù)十個(gè)11位的區(qū)段，以進(jìn)行并列處理，以增進(jìn)計(jì)算速度。
如圖3所示，首先，來(lái)自RF電路的串列數(shù)據(jù)借由一I/Q分波器106分成同相位I與正交相位Q信號(hào)。接著，利用移位暫存器120，將輸入的串列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成11位的并列數(shù)據(jù)122，傳送到都卜勒電路108進(jìn)行乘法運(yùn)算。都卜勒電路108所輸出的串列數(shù)據(jù)又再次利用移位暫存器166轉(zhuǎn)換成11位的并列數(shù)據(jù)140。同時(shí)，C/A碼產(chǎn)生器112所產(chǎn)生的串列C/A碼亦通過(guò)移位暫存器170轉(zhuǎn)換成并列數(shù)據(jù)，然后與上述11位的并列數(shù)據(jù)140相乘，一次求得11位的內(nèi)積。此等內(nèi)積先經(jīng)由一數(shù)字的部分累加器175加總的后，再通過(guò)相關(guān)積分器114累加93次(達(dá)到1ms的數(shù)據(jù))，最后輸出到電路116進(jìn)行后續(xù)的平方運(yùn)算、非相關(guān)積分及峰值檢測(cè)處理。
上述美國(guó)專利第6,393,046號(hào)的改進(jìn)相關(guān)器電路雖可將處理速度提高成圖2現(xiàn)有相關(guān)器技術(shù)的11倍，然而，其在將串列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成并列數(shù)據(jù)的過(guò)程中，需要使用到較高的頻率，且消耗較多的電力。再者，其使用的都卜勒頻率產(chǎn)生器與C/A碼產(chǎn)生器皆為串列型式，亦即，一次僅能產(chǎn)生1位的都卜勒頻率數(shù)據(jù)與C/A碼數(shù)據(jù)，必須再通過(guò)移位暫存器轉(zhuǎn)換成并列型式，不僅花費(fèi)較高的成本，且無(wú)法在不同頻道之間進(jìn)行快速切換。此外，如同圖2的電路，此改進(jìn)電路亦不具有任何省電設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種GPS接收機(jī)的相關(guān)器，其設(shè)置有并列型式的都卜勒頻率產(chǎn)生器與C/A碼產(chǎn)生器，具備處理速度較快、電路彈性大、且不需要使用較高頻率等特點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種GPS接收機(jī)的相關(guān)器，其利用共享硬體資源來(lái)處理多個(gè)頻道的數(shù)據(jù)，達(dá)到節(jié)省芯片面積、降低制造成本的功效，并可設(shè)置省電機(jī)制。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一種態(tài)樣，GPS接收機(jī)的相關(guān)器設(shè)有一并列型式的C/A碼產(chǎn)生器，可一次產(chǎn)生N位的并列C/A碼，并設(shè)有一并列型式的都卜勒頻率產(chǎn)生器，可一次產(chǎn)生N位的并列都卜勒偏移頻率。此外，一緩沖儲(chǔ)存電路可用于暫時(shí)儲(chǔ)存所接收的信號(hào)，并輸出一N位并列接收數(shù)據(jù)。利用并列N個(gè)乘法器電路，將N位并列接收數(shù)據(jù)與N位并列C/A碼及N位并列都卜勒偏移頻率進(jìn)行乘法運(yùn)算，得到N位相乘結(jié)果。接著，利用一并列數(shù)字累加電路，同時(shí)加總N位相乘結(jié)果。
上述相關(guān)器電路是屬于全數(shù)字式架構(gòu)，其不僅制造容易、制程轉(zhuǎn)移容易，更可提升處理速度達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)的N倍。此外，由于C/A碼產(chǎn)生器及都卜勒頻率產(chǎn)生器均為并列型式，因此不需要針對(duì)C/A碼產(chǎn)生器及都卜勒頻率產(chǎn)生器額外設(shè)置暫存器，且不需使用較高的操作頻率。再者，此相關(guān)器電路不僅可用于衛(wèi)星搜尋，亦可用于衛(wèi)星追蹤，具有較大的電路設(shè)計(jì)彈性。
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二種態(tài)樣，GPS接收機(jī)的相關(guān)器設(shè)有專用于衛(wèi)星搜尋的電路、及專用于衛(wèi)星追蹤的電路。在專用于衛(wèi)星搜尋的電路中，設(shè)置有多個(gè)搜尋引擎，每一搜尋引擎具有類似本發(fā)明第一種態(tài)樣的電路架構(gòu)。在同一時(shí)間內(nèi)，每一搜尋引擎可針對(duì)同一接收數(shù)據(jù)進(jìn)行不同C/A碼移位位置的相關(guān)處理。在專用于衛(wèi)星追蹤的電路中，包含多個(gè)追蹤群組，每一追蹤群組具有類似本發(fā)明第一種態(tài)樣的電路架構(gòu)。利用一頻道控制電路，控制同一追蹤群組在每一時(shí)間區(qū)段的不同子時(shí)間區(qū)段中進(jìn)行不同頻道的相關(guān)處理，使一追蹤群組可用于追蹤多個(gè)衛(wèi)星頻道。
根據(jù)上述相關(guān)器電路，針對(duì)衛(wèi)星搜尋與衛(wèi)星追蹤分別設(shè)置專用電路，可使得衛(wèi)星搜尋與衛(wèi)星追蹤不會(huì)互相干擾，并可大幅提升搜尋與追蹤速度。此外，由于采用硬件資源分享的設(shè)計(jì)，不僅降低電路成本，并可縮小芯片面積。又，當(dāng)搜尋電路或某一追蹤群組不需使用時(shí)，可暫時(shí)關(guān)閉其電源供應(yīng)，達(dá)到省電的功效。


圖1是現(xiàn)有GPS接收機(jī)的示意方塊圖；圖2是現(xiàn)有GPS接收器中的相關(guān)器的示意電路圖；圖3是美國(guó)專利第6,393,046號(hào)的相關(guān)器的示意電路圖；圖4例示本發(fā)明第一具體例的相關(guān)器的示意電路圖；圖5例示本發(fā)明第二具體例的相關(guān)器的示意電路圖；圖6例示圖5的第二具體例的相關(guān)器中的搜尋群組架構(gòu)；圖7例示圖6的搜尋群組中的搜尋引擎架構(gòu)；圖8是為圖5的第二具體例的相關(guān)器中的追蹤群組架構(gòu)；及圖9說(shuō)明頻道控制器對(duì)于各頻道追蹤的控制方式。
具體實(shí)施例方式
為能更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉二較佳具體例說(shuō)明如下。
以下本發(fā)明具體例的說(shuō)明中，是以二分之一C/A碼(half-chip)解析度為例，亦即，在1ms中，相關(guān)器必須搜尋2046種C/A碼的移位位置。
圖4顯示本發(fā)明第一具體例的相關(guān)器的示意方塊圖。首先，來(lái)自RF前端電路的串列數(shù)據(jù)借由一I/Q分波器40分成同相位I與正交相位Q信號(hào)。然后，分別利用移位暫存器(未示)而儲(chǔ)存在I/Q緩沖儲(chǔ)存電路41中，再以64位的并列數(shù)據(jù)方式輸出到相關(guān)器43。I/Q緩沖儲(chǔ)存電路41的容量可儲(chǔ)存二個(gè)C/A碼周期(亦即2ms)的輸入數(shù)據(jù)，其作用方式類似一乒乓緩沖器(ping-pongbuffer)。當(dāng)累積一周期的輸入數(shù)據(jù)時(shí)，即可將數(shù)據(jù)輸出到相關(guān)器43進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)繼續(xù)累積另一周期的數(shù)據(jù)，以使相關(guān)器43的運(yùn)作能夠繼續(xù)不斷地進(jìn)行。
不同于圖2與圖3的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中，利用一64位的都卜勒頻率產(chǎn)生器42，產(chǎn)生64位的并列都卜勒頻率數(shù)據(jù)，并利用一64位的C/A碼產(chǎn)生器44，產(chǎn)生64位的并列C/A碼數(shù)據(jù)。因此，I/Q緩沖儲(chǔ)存電路41輸出到相關(guān)器43的64位并列數(shù)據(jù)，可在都卜勒乘法器46a與46b中，與都卜勒頻率產(chǎn)生器42所產(chǎn)生的64位并列都卜勒頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，并且，通過(guò)C/A碼乘法器48a與48b，與C/A碼產(chǎn)生器44所產(chǎn)生的64位并列C/A碼數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，一次求得64位的內(nèi)積(inner product)。
此64位的內(nèi)積先經(jīng)由一數(shù)字累加器49a與49b進(jìn)行平行加總之后，再通過(guò)相關(guān)積分器50a與50b累加32次(亦即，累積到1ms的運(yùn)算結(jié)果)，輸入平方電路52進(jìn)行平方相加運(yùn)算，再經(jīng)由非相關(guān)積分器54累加例如20ms長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。最后，非相關(guān)積分器54的輸出傳送至峰值檢測(cè)電路56，以檢測(cè)最大值的產(chǎn)生點(diǎn)。當(dāng)檢測(cè)到峰值時(shí)，指示C/A碼與都卜勒頻率已與衛(wèi)星匹配。實(shí)務(wù)上，峰值檢測(cè)電路56可采用硬件電路的方式實(shí)施或采用軟件的方式達(dá)成。
圖4的相關(guān)器43除了可使用于衛(wèi)星搜尋外，亦可使用于衛(wèi)星追蹤。為此，相關(guān)器43還設(shè)有一C/A碼鎖定控制回路57，連接于峰值檢測(cè)器56與C/A碼產(chǎn)生器44之間，并設(shè)有一都卜勒頻率控制回路53，連接于平方電路52與都卜勒頻率產(chǎn)生器42之間。C/A碼鎖定控制回路57是依據(jù)峰值檢測(cè)器56的檢測(cè)結(jié)果，而控制C/A碼正確位置，使其保持再鎖定狀態(tài)。都卜勒頻率控制回路53是依據(jù)相關(guān)積分器50a與50b的二者的輸出而推算其相角差，再由相角差推估頻率差，用以修正都卜勒頻率，確保追蹤鎖定正確。
如同現(xiàn)有技術(shù)，本具體例中，是針對(duì)12個(gè)接收頻道而設(shè)置12個(gè)相關(guān)器43，每一相關(guān)器用于處理每一對(duì)應(yīng)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。由于同一電路架構(gòu)可使用于進(jìn)行衛(wèi)星搜尋及衛(wèi)星追蹤，因此相關(guān)器可受控制而在搜尋模式與追蹤模式之間的切換。
本發(fā)明第一具體例中是采用64位平行處理的方式，因此速度較圖2的具體例快64倍。但應(yīng)注意，此處說(shuō)明的64位平行處理的設(shè)計(jì)僅為舉例性質(zhì)，實(shí)務(wù)上亦可采用較少位或較多位的平行處理，其僅為芯片成本與速度效能上的取舍平衡。
再者，由于都卜勒頻率產(chǎn)生器42可一次產(chǎn)生64位的并列都卜勒頻率數(shù)據(jù)，且C/A碼產(chǎn)生器44亦可一次產(chǎn)生64位的并列C/A碼數(shù)據(jù)，而非如圖3的現(xiàn)有電路產(chǎn)生串列的都卜勒頻率數(shù)據(jù)及C/A碼數(shù)據(jù)，因此，可不需要另外針對(duì)此二者設(shè)置移位產(chǎn)生器，節(jié)省芯片空間與成本，且無(wú)需使用較高的頻率。
圖5顯示本發(fā)明第二具體例的相關(guān)器的示意方塊圖。不同于第一具體例，在第二具體例中，并非針對(duì)每一頻道設(shè)置一對(duì)應(yīng)的相關(guān)器，而是采用硬件分享的設(shè)計(jì)。此外，相關(guān)器亦不會(huì)在衛(wèi)星搜尋模式及衛(wèi)星追蹤模式之間進(jìn)行切換，而是針對(duì)衛(wèi)星搜尋及衛(wèi)星追蹤分別設(shè)置專用電路。
如圖5所示，首先，來(lái)自RF前端電路的串列數(shù)據(jù)借由一I/Q分波器60分成同相位I與正交相位Q信號(hào)。然后，分別利用移位暫存器(未示)而儲(chǔ)存在I/Q緩沖儲(chǔ)存電路61中，再以并列數(shù)據(jù)方式輸出到第一追蹤群組64a、第二追蹤群組64b、第三追蹤群組64c及一搜尋群組62。第一追蹤群組64a、第二追蹤群組64b及第三追蹤群組64c是專用于衛(wèi)星追蹤，分別可用于追蹤四個(gè)衛(wèi)星頻道，而搜尋群組62是專用于衛(wèi)星搜尋，其構(gòu)造詳細(xì)說(shuō)明如后。
以下將參照?qǐng)D6與圖7說(shuō)明搜尋群組的架構(gòu)。圖6顯示圖5的相關(guān)器中的搜尋群組的架構(gòu)。如圖6所示，搜尋群組62包含第一至第四搜尋引擎621a-621d，接收來(lái)自I/Q緩沖儲(chǔ)存電路61的64位并列數(shù)據(jù)ISIG、IMAG、QSIG、QMAG，但四搜尋引擎621a-621d所負(fù)責(zé)計(jì)算的部分分別為2046種C/A碼移位位置組合中的第0-511位置組合、第512-1023位置組合、第1024-1535位置組合、及第1536-2046位置組合。借此，可在1ms的時(shí)間內(nèi)將全部2046個(gè)位置組合計(jì)算完畢。
第一至第四搜尋引擎621a-621d均具有相同的構(gòu)造，其電路顯示于圖7，類似于圖4的相關(guān)器43電路。首先，I/Q緩沖儲(chǔ)存電路61輸出到搜尋引擎621a-621d的64位并列數(shù)據(jù)ISIG、IMAG、QSIG、QMAG，可分別在C/A碼乘法器630與都卜勒乘法器631a與631b中，與圖6的C/A碼產(chǎn)生器623所產(chǎn)生的64位的并列C/A碼數(shù)據(jù)及都卜勒頻率產(chǎn)生器622所產(chǎn)生的64位并列都卜勒頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算。所求得的內(nèi)積先經(jīng)由一數(shù)字累加器632a與632b進(jìn)行平行加總之后，再通過(guò)相關(guān)積分器633a與633b累加到1ms的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。然后，輸入平方電路634進(jìn)行平方相加運(yùn)算，再經(jīng)由非相關(guān)積分器635累加例如20ms的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度后輸出。
第一至第四搜尋引擎621a-621d的輸出均傳送至圖6中的峰值檢測(cè)電路624，一起進(jìn)行最大值檢測(cè)。搜尋機(jī)制可采用軟件控制，逐一搜尋各個(gè)頻率，以尋找出找最大值。當(dāng)搜尋到衛(wèi)星時(shí)，其結(jié)果會(huì)立即傳送給追蹤群組，以便持續(xù)追蹤該衛(wèi)星。
此具體例中使用四個(gè)64位的搜尋引擎，可達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)的256倍的搜尋速度。然而，其電路大小及設(shè)置數(shù)量?jī)H為舉例說(shuō)明，若將搜尋引擎設(shè)計(jì)得較大，則僅需要數(shù)量較少的搜尋引擎，即可達(dá)到相同的搜尋速度。
當(dāng)已搜尋到足夠的衛(wèi)星，例如一般搜尋到四顆衛(wèi)星的訊號(hào)即可精確定位，此時(shí)搜尋群組的電源可暫時(shí)關(guān)閉，待需要再度搜尋時(shí)才開(kāi)啟，借以達(dá)到省電的功效。
再次參照?qǐng)D5，由于目前一般GPS接收機(jī)是設(shè)計(jì)成可定位及追蹤12顆衛(wèi)星，在本具體例中，在衛(wèi)星追蹤功能方面，設(shè)置有第一至第三追蹤群組64a、64b、及64c，每個(gè)追蹤群組分別負(fù)責(zé)追蹤四個(gè)衛(wèi)星。在追蹤時(shí)，本發(fā)明所采用的平行處理可縮短計(jì)算的時(shí)間，而且，于1ms之內(nèi)，C/A碼與都卜勒頻率的變動(dòng)很小，故僅需要追蹤先前最大值附近的范圍即可。因此，一頻道的追蹤可在極短時(shí)間內(nèi)完成，在1ms時(shí)間內(nèi)，同一追蹤群組可用于追蹤多個(gè)衛(wèi)星。
以下將參照?qǐng)D8說(shuō)明搜追蹤群組的架構(gòu)。第一至第三追蹤群組64a、64b、及64c均具有相同的結(jié)構(gòu)，故此處僅以第一追蹤群組64a作說(shuō)明。
圖8是圖5的相關(guān)器中的第一追蹤群組64a的架構(gòu)。由于第一追蹤群組64a負(fù)責(zé)第一至四頻道的追蹤，因此，如圖8所示，C/A碼組態(tài)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存區(qū)648中儲(chǔ)存有四個(gè)不同衛(wèi)星的C/A碼組態(tài)數(shù)據(jù)(S1，S2)。同樣地，都卜勒頻率組態(tài)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存區(qū)650中亦儲(chǔ)存該四個(gè)衛(wèi)星的都卜勒頻率組態(tài)數(shù)據(jù)。當(dāng)追蹤某一衛(wèi)星時(shí)，頻道控制器653會(huì)控制C/A碼產(chǎn)生器647及都卜勒頻率產(chǎn)生器649分別讀取該衛(wèi)星的C/A碼組態(tài)數(shù)據(jù)及都卜勒頻率組態(tài)數(shù)據(jù)。
頻道控制器653可依照?qǐng)D9的控制方式，將每1ms的時(shí)間區(qū)段中的四個(gè)子時(shí)間區(qū)段分配給四個(gè)頻道進(jìn)行追蹤。由于本具體例中的C/A碼產(chǎn)生器647及都卜勒頻率產(chǎn)生器649可一次產(chǎn)生16位的并列數(shù)據(jù)，因此在不同頻道之間切換的速度很快。
例如，當(dāng)追蹤第一衛(wèi)星時(shí)，頻道控制器653會(huì)控制C/A碼產(chǎn)生器647及都卜勒頻率產(chǎn)生器649分別讀取第一C/A碼組態(tài)數(shù)據(jù)及第一都卜勒頻率組態(tài)數(shù)據(jù)。借此，可分別產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一衛(wèi)星16位的并列C/A碼數(shù)據(jù)及16位的并列都卜勒頻率數(shù)據(jù)，并分別在C/A碼乘法器640與都卜勒乘法器641a與641b中，與I/Q緩沖儲(chǔ)存電路61所傳送的16位并列數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算。所求得的16位內(nèi)積先經(jīng)由一數(shù)字累加器642a與642b進(jìn)行平行加總之后，再通過(guò)相關(guān)積分器643a與643b累加至1ms或Nms的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，然后輸入平方電路644進(jìn)行平方相加運(yùn)算。接著，以非相關(guān)積分器645累加例如20ms的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，最后傳送至峰值檢測(cè)電路646進(jìn)行最大值檢測(cè)。
在相關(guān)積分器643a與643b及非相關(guān)積分器645的累加過(guò)程中，受到頻道控制器653的控制，不同頻道的累加數(shù)據(jù)可暫時(shí)儲(chǔ)存到緩沖器電路651及652中的對(duì)應(yīng)緩沖單元。
此處設(shè)置三個(gè)追蹤群組僅為舉例說(shuō)明，若將追蹤群組設(shè)計(jì)成采用64位平行處理，則一個(gè)追蹤群組可同時(shí)進(jìn)行16個(gè)頻道的衛(wèi)星追蹤，因此總共僅需要一個(gè)追蹤群組。然而，設(shè)計(jì)成多個(gè)追蹤群組的好處，在于可將頻道全部未運(yùn)作的群組的電源暫時(shí)關(guān)閉，達(dá)到省電的功效。
除了具有第一具體例的優(yōu)點(diǎn)外，本發(fā)明第二具體例中，針對(duì)衛(wèi)星搜尋與衛(wèi)星追蹤設(shè)置專用的電路，因此不會(huì)產(chǎn)生衛(wèi)星搜尋與衛(wèi)星追蹤二種模式互相影響的情形，且后端電路的設(shè)計(jì)也可較為簡(jiǎn)單。再者，未使用中的搜尋群組及追蹤群組可暫時(shí)關(guān)閉電源，以節(jié)省電源。此外，由于利用平行處理的原理，使得硬件資源能夠共享，而無(wú)須重復(fù)設(shè)置同樣的相關(guān)器電路，因此電路成本較低，所占用的芯片面積亦可縮小。
上述具體例僅為例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明的范圍。任何熟悉本技術(shù)的人士均可在不違背本發(fā)明的技術(shù)原理及精神下作出種種的等效的修改與變化。本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍應(yīng)由后述的本申請(qǐng)權(quán)利要求范圍所限定。
權(quán)利要求
1.一種展頻接收機(jī)的相關(guān)器，該接收機(jī)用于接收來(lái)自一發(fā)送機(jī)的信號(hào)，該相關(guān)器包含一識(shí)別碼產(chǎn)生器，以一次產(chǎn)生多個(gè)位的方式，產(chǎn)生一組對(duì)應(yīng)于該發(fā)送機(jī)的識(shí)別碼，并輸出一N位并列識(shí)別數(shù)據(jù)；一緩沖儲(chǔ)存電路，用于暫時(shí)儲(chǔ)存從該發(fā)送機(jī)所接收的信號(hào)，并輸出一N位并列接收數(shù)據(jù)；一相關(guān)電路，耦接至該識(shí)別碼產(chǎn)生器及該緩沖儲(chǔ)存電路的輸出端，用于對(duì)該識(shí)別碼與該接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，而輸出該識(shí)別碼與該接收信號(hào)的一相關(guān)值，該相關(guān)電路包含一乘法電路，用于同時(shí)將該N位并列識(shí)別數(shù)據(jù)與該N位并列接收數(shù)據(jù)相乘，產(chǎn)生一N位相乘結(jié)果；及一累加電路，用于同時(shí)加總該N位相乘結(jié)果；及一檢測(cè)電路，耦接至該相關(guān)電路的輸出端，利用該相關(guān)值檢測(cè)該識(shí)別碼與該接收信號(hào)是否一致。
2.如權(quán)利要求1所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于還包含一都卜勒偏移頻率產(chǎn)生器，以一次產(chǎn)生多個(gè)位的方式，產(chǎn)生一組都卜勒頻率信號(hào)，并輸出一N位并列頻率數(shù)據(jù)，以及，其中該相關(guān)電路耦接至該識(shí)別碼產(chǎn)生器、該緩沖儲(chǔ)存電路及該都卜勒偏移頻率產(chǎn)生器的輸出端，且該相關(guān)電路的該乘法電路可同時(shí)將該N位并列頻率數(shù)據(jù)與該N位并列接收數(shù)據(jù)相乘。
3.如權(quán)利要求1所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該緩沖儲(chǔ)存電路的容量可暫時(shí)儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)于二組識(shí)別碼長(zhǎng)度的接收數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該相關(guān)電路的該累加電路為一數(shù)字型式的累加電路。
5.如權(quán)利要求1所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該接收機(jī)可控制該相關(guān)器在一搜尋該接收機(jī)的模式與一追蹤該接收機(jī)的模式二者間進(jìn)行切換。
6.如權(quán)利要求1所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該接收機(jī)用于接收來(lái)自多個(gè)發(fā)送機(jī)的信號(hào)，且該接收機(jī)具有多個(gè)該相關(guān)器，每一相關(guān)器可自由設(shè)定對(duì)應(yīng)于任一發(fā)送機(jī)。
7.一種展頻接收機(jī)的相關(guān)器，該接收機(jī)用于接收來(lái)自一發(fā)送機(jī)的信號(hào)，該相關(guān)器包含一識(shí)別碼產(chǎn)生器，產(chǎn)生一組對(duì)應(yīng)于該發(fā)送機(jī)的識(shí)別碼，并輸出一N位并列識(shí)別數(shù)據(jù)；一緩沖儲(chǔ)存電路，用于暫時(shí)儲(chǔ)存從該發(fā)送機(jī)所接收的信號(hào)，并輸出一N位并列接收數(shù)據(jù)；多個(gè)相關(guān)電路，耦接至該識(shí)別碼產(chǎn)生器及該緩沖儲(chǔ)存電路的輸出端，用于對(duì)該識(shí)別碼與該接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，而輸出該識(shí)別碼與該接收信號(hào)的一相關(guān)值，該識(shí)別碼具有多種移位位置，每一該相關(guān)電路進(jìn)行該多個(gè)移位位置中的不同移位位置的相關(guān)處理，每一該相關(guān)電路包含一乘法電路，用于同時(shí)將該N位并列識(shí)別數(shù)據(jù)與該N位并列接收數(shù)據(jù)相乘，產(chǎn)生一N位相乘結(jié)果；及一累加電路，用于同時(shí)加總該N位相乘結(jié)果；及一檢測(cè)電路，耦接至該等相關(guān)電路的輸出端，利用該相關(guān)值檢測(cè)該識(shí)別碼與該接收信號(hào)是否一致。
8.如權(quán)利要求7所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于還包含一都卜勒偏移頻率產(chǎn)生器，以一次產(chǎn)生多個(gè)位的方式，產(chǎn)生一組都卜勒頻率信號(hào)，并輸出一N位并列頻率數(shù)據(jù)，以及，其中該相關(guān)電路耦接至該識(shí)別碼產(chǎn)生器、該緩沖儲(chǔ)存電路及該都卜勒偏移頻率產(chǎn)生器的輸出端，且每一該相關(guān)電路的該乘法電路可同時(shí)將該N位并列頻率數(shù)據(jù)與該N位并列接收數(shù)據(jù)相乘。
9.如權(quán)利要求7所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該識(shí)別碼產(chǎn)生器一次可產(chǎn)生多個(gè)位的識(shí)別碼。
10.如權(quán)利要求8所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該都卜勒偏移頻率產(chǎn)生器一次可產(chǎn)生多個(gè)位的都卜勒頻率信號(hào)。
11.如權(quán)利要求7所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該緩沖儲(chǔ)存電路的容量可暫時(shí)儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)于二組識(shí)別碼長(zhǎng)度的接收數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求7所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，每一該相關(guān)電路的該累加電路為一數(shù)字型式的累加電路。
13.一種展頻接收機(jī)的相關(guān)器，該接收機(jī)用于接收來(lái)自多個(gè)發(fā)送機(jī)的信號(hào)，該相關(guān)器包含一控制電路，用于控制該相關(guān)器在每一時(shí)間區(qū)段的多個(gè)不同子時(shí)間區(qū)段中處理不同發(fā)送機(jī)的信號(hào)；一識(shí)別碼產(chǎn)生器，其受該控制電路的控制，而以一次產(chǎn)生多個(gè)位的方式，產(chǎn)生一組對(duì)應(yīng)于其中一發(fā)送機(jī)的識(shí)別碼，并輸出一N位并列識(shí)別數(shù)據(jù)；一緩沖儲(chǔ)存電路，用于暫時(shí)儲(chǔ)存從該發(fā)送機(jī)所接收的信號(hào)，并輸出一N位并列接收數(shù)據(jù)；一相關(guān)電路，耦接至該識(shí)別碼產(chǎn)生器及該緩沖儲(chǔ)存電路的輸出端，用于對(duì)該識(shí)別碼與該接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，而輸出該識(shí)別碼與該接收信號(hào)的一相關(guān)值，該相關(guān)電路包含一乘法電路，用于同時(shí)將該N位并列識(shí)別數(shù)據(jù)與該N位并列接收數(shù)據(jù)相乘，產(chǎn)生一N位相乘結(jié)果；及一累加電路，用于同時(shí)加總該N位相乘結(jié)果；及一檢測(cè)電路，耦接至該相關(guān)電路的輸出端，利用該相關(guān)值檢測(cè)該識(shí)別碼與該接收信號(hào)是否一致。
14.如權(quán)利要求13所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于還包含一都卜勒偏移頻率產(chǎn)生器，其受該控制電路的控制，而以一次產(chǎn)生多個(gè)位的方式，產(chǎn)生一組對(duì)應(yīng)于其中一發(fā)送機(jī)的都卜勒頻率信號(hào)，并輸出一N位并列頻率數(shù)據(jù)，以及，其中該相關(guān)電路耦接至該識(shí)別碼產(chǎn)生器、該緩沖儲(chǔ)存電路及該都卜勒偏移頻率產(chǎn)生器的輸出端，且該相關(guān)電路的該乘法電路可同時(shí)將該N位并列頻率數(shù)據(jù)與該N位并列接收數(shù)據(jù)相乘。
15.如權(quán)利要求13所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該緩沖儲(chǔ)存電路的容量可暫時(shí)儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)于二組識(shí)別碼長(zhǎng)度的接收數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求13所述的展頻接收機(jī)的相關(guān)器，其特征在于，該相關(guān)電路的該累加電路為一數(shù)字型式的累加電路。
全文摘要
本發(fā)明為一種全數(shù)字的GPS(全球定位系統(tǒng))接收機(jī)中的相關(guān)器架構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，一衛(wèi)星C/A碼產(chǎn)生器可一次產(chǎn)生N位的并列C/A碼，并且，一都卜勒頻率產(chǎn)生器可一次產(chǎn)生N位的并列都卜勒偏移頻率。接收機(jī)所接收的信號(hào)暫時(shí)儲(chǔ)存于一緩沖儲(chǔ)存電路中，并以N位并列數(shù)據(jù)方式輸出至一相關(guān)電路中。在此相關(guān)電路中，利用N位乘法器，將N位并列數(shù)據(jù)與N位并列C/A碼同時(shí)相乘，并與N位并列都卜勒偏移頻率相乘，且利用一數(shù)字累加電路，同時(shí)加總N位相乘結(jié)果。借此，可增進(jìn)相關(guān)器的處理速度，同時(shí)節(jié)省電路成本。
文檔編號(hào)G01S19/13GK1627096SQ200410085529
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
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