專利名稱：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)，尤其涉及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)中基帶信號(hào)處理
系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)是標(biāo)準(zhǔn)的提供全球范圍內(nèi)自主地理空間定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的通用名稱。GNSS允許小型的電子接收設(shè)備在沿著視線的范圍內(nèi)，通過(guò)定期接收衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電波信號(hào)，來(lái)測(cè)量其所處的位置(包括經(jīng)度、諱度和海拔)、速度和時(shí)間。 迄今為止，美國(guó)導(dǎo)航星(NAVSTAR)全球定位系統(tǒng)(GPS)是唯一得到全面應(yīng)用的GNSS。俄羅斯的格洛納斯(GLONASS)導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)前處在預(yù)計(jì)于2010年全面應(yīng)用的修復(fù)過(guò)程中。歐盟伽利略定位系統(tǒng)(Galileopositioning system)還處在初期部署階段。中國(guó)已經(jīng)計(jì)劃并正在建立的北斗系統(tǒng)，準(zhǔn)備利用30顆中地軌道衛(wèi)星和5顆地球同步軌道衛(wèi)星。
由天線接收到的GNSS信號(hào)將進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為中頻(IF)信號(hào)，然后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化處理。由射頻(RF)集成電路(IC)輸出的信號(hào)為1-4比特(bit)，傳輸至基帶IC，基帶IC通過(guò)相關(guān)檢測(cè)出射頻IC的輸出信號(hào)。采用本地產(chǎn)生的衛(wèi)星復(fù)制碼乘以接收信號(hào)，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行積分得到相關(guān)信號(hào)的峰值。 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種接收接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，該接收機(jī)能同時(shí)接收兩個(gè)固定衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在各自固定頻率下的衛(wèi)星信號(hào)。如圖1所示，其虛線內(nèi)部表示接收機(jī)基帶20。衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)天線IO接收以后，經(jīng)過(guò)RF前端模塊(RF)變換成中頻數(shù)字信號(hào)，直接送給通道處理模塊對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行處理。由于RF前端僅能處理單一頻率，所以每一組通道(1 N)只能針對(duì)某一特定衛(wèi)星系統(tǒng)的特定頻率，一個(gè)通道處理一顆衛(wèi)星的信號(hào)。比如圖l所示的是某一接收機(jī)能同時(shí)接收兩個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)，則此時(shí)第一固定衛(wèi)星系統(tǒng)下的RF前端模塊RF1只能接收該第一固定衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)，通道1至通道N分別處理該第一固定衛(wèi)星系統(tǒng)下的N顆衛(wèi)星的信號(hào)；第二固定衛(wèi)星系統(tǒng)下的RF前端模塊RF2只能接收該第二固定衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)，通道1至通道M分別處理該第二固定衛(wèi)星系統(tǒng)下的M顆衛(wèi)星的信號(hào)。
由于最大通道數(shù)受物理限制，也即接收機(jī)基帶內(nèi)部配置多少個(gè)物理通道，最多就只能處理多少顆衛(wèi)星的信號(hào)。對(duì)于多系統(tǒng)多頻率的接收機(jī)，就需要為每一個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的每一個(gè)頻率單獨(dú)配置一個(gè)RF前端模塊和一組通道。隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，多系統(tǒng)融合是必然的發(fā)展趨勢(shì)之一，如果簡(jiǎn)單地以圖1所示的融合方式擴(kuò)大接收機(jī)基帶內(nèi)部的物理通道數(shù)量，來(lái)適應(yīng)多個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)融合的需要，則必然會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)規(guī)模越來(lái)越大，設(shè)備成本顯著提高。 有鑒于此，有必要提出一種低成本的適用于多系統(tǒng)的基帶信號(hào)處理系統(tǒng)及方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，在于需要提供一種基帶信號(hào)處理系統(tǒng)及方法，適用于接收機(jī)對(duì)多個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)處理的融合。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)，包括 中頻信號(hào)接口模塊，與若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻前端相連，用于接收不同類型的中頻信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到同一類型的中頻信號(hào)； 分配模塊，與所述中頻信號(hào)接口模塊相連，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的分配規(guī)則存儲(chǔ)所述同一類型的中頻信號(hào)； 存儲(chǔ)器，與所述分配模塊相連，用于存儲(chǔ)所述同一類型的中頻信號(hào)； 分發(fā)模塊，與所述存儲(chǔ)器相連，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的分發(fā)規(guī)則分發(fā)所述同一類型的中
頻信號(hào)；以及 通道集合模塊，與所述分發(fā)模塊相連，包含有若干通道，用于對(duì)所述分發(fā)模塊分發(fā)的所述同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤處理。 優(yōu)選地，若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻前端，包括采用分立元件實(shí)現(xiàn)、多片標(biāo)準(zhǔn)射頻集成電路實(shí)現(xiàn)或者一片集成的射頻集成電路實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)器，用于根據(jù)頻帶存儲(chǔ)所述同一類型的中頻信號(hào)。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括 搜索引擎，與所述分發(fā)模塊相連，包含主要由相關(guān)器、匹配濾波器及快速傅里葉變換單元中的至少一種所構(gòu)成的等效相關(guān)器，以及與所述等效相關(guān)器配套的信號(hào)捕獲邏輯，輔助所述通道集合模塊對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行所述跟蹤處理。 優(yōu)選地，所述中頻信號(hào)接口模塊，包含有若干中頻信號(hào)接口 ，每個(gè)中頻信號(hào)接口接收不同類型的中頻信號(hào)。 優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)器，包含有若干先入先出存儲(chǔ)單元； 所述分配模塊，將所述同一類型的中頻信號(hào)存儲(chǔ)到所述先入先出存儲(chǔ)單元中。
進(jìn)一步地，所述通道集合模塊，包含的若干通道分為若干通道組，每個(gè)通道組含有一個(gè)或者多個(gè)并行的物理通道，所述若干通道組根據(jù)信號(hào)類型處理所述中頻信號(hào)；
所述分發(fā)模塊，將一個(gè)所述先入先出存儲(chǔ)單元中的同一類型的中頻信號(hào)分發(fā)到一個(gè)或者一個(gè)以上的所述通道組。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括 外部偽隨機(jī)碼接口 ，與所述通道集合模塊相連，用于將外部偽隨機(jī)碼提供給所述若干通道。 優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括 診斷模塊，與所述中頻信號(hào)接口模塊相連，用于檢測(cè)所述不同類型或同一類型的中頻信號(hào)的干擾源，去除或降低所述干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)對(duì)所述不同類型或同一類型的中頻信號(hào)的影響。 優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括 自動(dòng)增益控制模塊，用于通過(guò)功率統(tǒng)計(jì)反饋調(diào)節(jié)所述射頻前端內(nèi)部放大器的增益，優(yōu)化所述不同類型的中頻信號(hào)的輸入功率。 優(yōu)選地，所述射頻前端，通過(guò)一根或一根以上的天線接收所述若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻信號(hào)。
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為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號(hào)處理方法，包括 接收若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻前端傳輸?shù)牟煌愋偷闹蓄l信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到同一類型的中頻信號(hào)； 根據(jù)預(yù)設(shè)的分配規(guī)則存儲(chǔ)所述同一類型的中頻信號(hào)； 根據(jù)預(yù)設(shè)的分發(fā)規(guī)則分發(fā)存儲(chǔ)的所述同一類型的中頻信號(hào)；以及 對(duì)所述分發(fā)的所述同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤處理。 優(yōu)選地，根據(jù)類型分別接收所述不同類型的中頻信號(hào)。 優(yōu)選地，所述跟蹤處理時(shí)，根據(jù)信號(hào)類型對(duì)所述同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行分組處理。 優(yōu)選地，所述跟蹤處理時(shí)擴(kuò)頻碼的來(lái)源包括，通用的偽隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼、預(yù)存的偽隨機(jī)碼或者外部輸入的偽隨機(jī)碼。
優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括 檢測(cè)所述不同類型或同一類型的中頻信號(hào)的干擾源，去除或降低所述干擾源產(chǎn)生
的干擾信號(hào)對(duì)所述不同類型或同一類型的中頻信號(hào)的影響。
優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括 通過(guò)功率統(tǒng)計(jì)反饋調(diào)節(jié)所述射頻前端內(nèi)部放大器的增益，優(yōu)化所述不同類型的中頻信號(hào)的輸入功率。 優(yōu)選地，所述射頻前端通過(guò)一根或一根以上的天線接收所述若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻信號(hào)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明處理系統(tǒng)及方法能夠?qū)Χ喾N衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行融合處理，電路規(guī)模小，等效通道數(shù)多，滿足對(duì)現(xiàn)有各個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容，節(jié)約了成本，并采用搜索引擎提高了接收機(jī)的捕獲和跟蹤速度，具有足夠大的靈活性滿足未來(lái)擴(kuò)展的需求。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種接收雙衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)第一實(shí)施例的組成示意圖； 圖3為本發(fā)明系統(tǒng)第二實(shí)施例的組成示意圖； 圖4為圖2及圖3所示實(shí)施例的詳細(xì)組成示意圖； 圖5為本發(fā)明系統(tǒng)第三實(shí)施例的組成示意圖； 圖6為本發(fā)明方法實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用
技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。 圖2為本發(fā)明多系統(tǒng)融合接收機(jī)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)第一實(shí)施例的組成示意圖。如
圖2所示，該基帶信號(hào)處理系統(tǒng)第一實(shí)施例20主要包括中頻(IF)信號(hào)接口模塊210、分配
模塊220、存儲(chǔ)器230、分發(fā)模塊240以及通道集合模塊250，其中 IF信號(hào)接口模塊210，與若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻(RF)前端模塊(圖中通過(guò)RF1、RF 2.....RF n表示，n為大于等于l的自然數(shù))相連，用于接收不同類型的中頻信號(hào)，
并對(duì)這些不同類型的中頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到同一類型的中頻信號(hào)； 分配模塊220，與該IF信號(hào)接口模塊210相連，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的分配規(guī)則，將該同一類型的中頻信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器230中； 存儲(chǔ)器230，與該分配模塊220相連，用于根據(jù)頻帶存儲(chǔ)該同一類型的中頻信號(hào)；
分發(fā)模塊240，與該存儲(chǔ)器230相連，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的分發(fā)規(guī)則將存儲(chǔ)器230中存儲(chǔ)的該同一類型的中頻信號(hào)分發(fā)到通道集合模塊250 ;以及 通道集合模塊250，與該分發(fā)模塊240相連，包含有若干通道，用于對(duì)該同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行捕獲和跟蹤處理。 其中該用于信號(hào)頻率處理的各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻(RF)前端模塊，可以采用分立元件實(shí)現(xiàn)，也可以采用多片標(biāo)準(zhǔn)的RF IC實(shí)現(xiàn)，或者也可以采用一片集成的RF IC實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例中采用的是多片標(biāo)準(zhǔn)的RF IC來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 需要說(shuō)明的是，上述本發(fā)明處理系統(tǒng)第一實(shí)施例中的各組成部分分布在一個(gè)芯片上。在實(shí)際應(yīng)用中，該各組成部分，也可分散在多個(gè)芯片上，本發(fā)明對(duì)此不做限定。實(shí)際上，IF信號(hào)接口模塊210、分配模塊220、分發(fā)模塊240以及通道集合模塊250布設(shè)在一塊芯片上時(shí)，存儲(chǔ)器230可以同樣布設(shè)在同一塊芯片上，也可以分布在其他的芯片上。
另外，本發(fā)明系統(tǒng)中的所有射頻前端模塊，可以通過(guò)一根天線接收多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的RF信號(hào)，也可通過(guò)多根天線接收這些RF信號(hào)。在多根天線接收這些RF信號(hào)時(shí)，比如圖2中的RF 1和RF 2連接在第一根天線上，RF 3和RF 4連接在第二根天線上，其余RF5至RF n連接在第三根天線上。天線的數(shù)量以及天線與射頻前端模塊的連接，可以根據(jù)具體應(yīng)用任意選用。圖2所示的本發(fā)明系統(tǒng)第一實(shí)施例是以所有射頻前端模塊均連接在一根天線上為例進(jìn)行說(shuō)明的。 圖3為本發(fā)明多系統(tǒng)融合接收機(jī)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)第二實(shí)施例的組成示意圖。如圖3所示，該基帶信號(hào)處理系統(tǒng)第二實(shí)施例30與圖2所示的第一實(shí)施例20相比，還包括一搜索引擎360，該搜索引擎360用于輔助通道集合模塊250對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行捕獲和跟蹤處理。 上述的搜索引擎360，與該分發(fā)模塊240相連，用于彌補(bǔ)通道集合模塊250內(nèi)通道的相關(guān)器數(shù)目不足而造成的搜索速度慢的缺陷而設(shè)置，它通過(guò)分發(fā)模塊240與存儲(chǔ)器230相連接，與通道集合模塊250共享存儲(chǔ)器230中的所存儲(chǔ)的中頻信號(hào)。搜索引擎360內(nèi)部有主要由大量的相關(guān)器、匹配濾波器以及快速傅里葉變換(FFT)單元這三者中的至少一種所構(gòu)成的等效相關(guān)器，以及跟該等效相關(guān)器配套的信號(hào)捕獲邏輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的高速、準(zhǔn)確地捕獲，并可以將捕獲結(jié)果交給相關(guān)器組(由若干相關(guān)器組成)進(jìn)行信號(hào)跟蹤。將搜索引擎360獨(dú)立于用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)跟蹤功能的通道集合模塊250，是為了使兩者(搜索引擎360與通道集合模塊250)的功能更為專一化，從而更有效率地實(shí)現(xiàn)各自的功能。
本第二實(shí)施例中的IF信號(hào)接口模塊210、分配模塊220、存儲(chǔ)器230、分發(fā)模塊240以及通道集合模塊250的功能和連接關(guān)系，還請(qǐng)參照?qǐng)D2所示第一實(shí)施例。
圖4為圖2及圖3所示實(shí)施例中IF信號(hào)接口模塊210、存儲(chǔ)器230以及通道集合模塊250的詳細(xì)組成示意圖。 如圖4所示，上述IF信號(hào)接口模塊210包含有若干彼此獨(dú)立的IF信號(hào)接口 (圖中通過(guò)IF 1、IF 2.....IF k表示，k為大于等于l的自然數(shù))，通過(guò)靈活配置，這些IF信
號(hào)接口可以接收不同類型的IF信號(hào)，并將這些不同類型的IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成同一類型的IF信 號(hào)，極大地?cái)U(kuò)充了 RF前端的選擇范圍，降低了對(duì)RF前端的實(shí)現(xiàn)要求，放寬了 RF前端的實(shí)現(xiàn) 限制。其中IF信號(hào)的類型，按照中頻格式劃分，可以分為符號(hào)-幅度碼信號(hào)、二進(jìn)制補(bǔ)碼信 號(hào)以及偏移二進(jìn)制碼信號(hào)；按照每個(gè)樣點(diǎn)的比特?cái)?shù)劃分，可以分為1比特信號(hào)和多比特信 號(hào)；按照輸入信號(hào)的內(nèi)容劃分，可以分為同相分量(In-phasecomponent，也稱為I支路)單 路信號(hào)，和同相分量與正交分量(Quadraturecomponent，也稱為Q支路)兩路信號(hào)。
如圖4所示，上述存儲(chǔ)器230包含有若干FIF0(先入先出)存儲(chǔ)單元(圖中通過(guò) FIFO 1、FIF0 2、... 、FIFO m表示，m為大于等于1的自然數(shù))。上述分配模塊220，通過(guò)配 置實(shí)現(xiàn)根據(jù)同一類型的中頻信號(hào)的頻帶將輸入的IF信號(hào)以一對(duì)一或者一對(duì)多的方式存儲(chǔ) 到FIFO存儲(chǔ)單元中。針對(duì)輸入的IF信號(hào)的頻率范圍和特點(diǎn)，分配模塊220可以采用不同 的預(yù)先設(shè)置的配置規(guī)則進(jìn)行配置，比如可以采用簡(jiǎn)單的一對(duì)一的配置方式，一路IF信號(hào)對(duì) 應(yīng)存儲(chǔ)到一個(gè)FIFO存儲(chǔ)單元中，如果在輸入的IF信號(hào)里包含多于一個(gè)頻帶的信號(hào)時(shí)，也可 以將一路IF信號(hào)存儲(chǔ)到多個(gè)FIFO存儲(chǔ)單元中，不同的FIFO存儲(chǔ)單元處理一路IF信號(hào)中 不同頻帶的信號(hào)。 上述若干FIFO存儲(chǔ)單元中，每一個(gè)FIFO存儲(chǔ)單元均可以獨(dú)立地選擇從任意一個(gè) IF信號(hào)接口模塊接收數(shù)據(jù)，選擇方式由預(yù)先設(shè)置在分配模塊220中的配置規(guī)則確定。設(shè)置 主要由FIFO存儲(chǔ)單元組成的存儲(chǔ)器，其目的是可以反復(fù)使用所存儲(chǔ)的中頻信號(hào)。
如圖4所示，上述通道集合模塊250，包含的若干通道又分為若干通道組(圖中通
過(guò)通道組1、通道組2.....通道組r表示，r為大于等于1的自然數(shù))，每個(gè)通道組中通道的
數(shù)量不一定相等。其中的各通道組，由于所包含的通道對(duì)信號(hào)的處理速度大大高于信號(hào)的
輸入速度，這樣在信號(hào)的通道處理過(guò)程中，可以采用時(shí)分復(fù)用的方式，用較少的物理通道來(lái)
模擬多個(gè)邏輯通道，這樣從后端處理的角度來(lái)看，基帶的實(shí)際處理能力受邏輯通道數(shù)限制
而不受物理通道數(shù)限制，從而大大放寬了通道數(shù)對(duì)基帶信號(hào)處理的限制。 上述通道組，是一組通道的集合，一個(gè)通道組內(nèi)部含有一個(gè)或多個(gè)并行的物理通
道，通過(guò)時(shí)分復(fù)用的方式實(shí)現(xiàn)多個(gè)邏輯通道的功能。 一個(gè)通道組可以但不限于對(duì)一個(gè)衛(wèi)星
導(dǎo)航系統(tǒng)的多顆衛(wèi)星在一個(gè)頻率上的信號(hào)進(jìn)行跟蹤。如果處理能力允許，一個(gè)通道組也可
以對(duì)同一 FIFO存儲(chǔ)單元內(nèi)包含不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同一頻率甚至不同頻率的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤處理。 將上述通道集合模塊250中的通道分為若干通道組，一方面是因?yàn)榻邮諜C(jī)需要處 理不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不同頻率的信號(hào)，可以將處理同一信號(hào)類型信號(hào)的通道放在一個(gè)通 道組中，或者說(shuō)用一個(gè)通道組中的通道處理同一信號(hào)類型的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)中頻信號(hào)的 類型進(jìn)行分組處理，方便管理。另一方面，同一通道組里面的通道可以復(fù)用硬件資源，比如 說(shuō)存儲(chǔ)器、硬件加速運(yùn)算單元(圖中未示出)以及硬件跟蹤環(huán)路(圖中未示出)等，在節(jié)省 硬件資源的同時(shí)提供了更大的靈活性。需要說(shuō)明的是，上述通道組在使用時(shí)，可以但并不限 于處理同一信號(hào)類型的衛(wèi)星信號(hào)。 上述分發(fā)模塊240，在該分配模塊220的基礎(chǔ)上，提供了第二重的靈活性，采用一 對(duì)一或者一對(duì)多的方式將存儲(chǔ)器230中的數(shù)據(jù)分發(fā)到通道集合模塊250的通道組中。該分 發(fā)模塊240中，預(yù)先配置有與該分配模塊220相獨(dú)立的分發(fā)規(guī)則，存儲(chǔ)器230中每一個(gè)FIFO
8存儲(chǔ)單元中的信號(hào)可以由該分發(fā)模塊240分發(fā)到一個(gè)或多個(gè)通道組進(jìn)行通道處理。 一方 面，在進(jìn)行一對(duì)一配置情況下，可以用基帶處理最大數(shù)目的頻點(diǎn)個(gè)數(shù)。另一方面，在一個(gè)通 道組處理能力不足或者在一個(gè)頻帶內(nèi)有多個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)的情況下，可以采用多個(gè)通道組 對(duì)一個(gè)FIFO存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 不同導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)都采用直接序列擴(kuò)頻的方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。不同的衛(wèi)星系 統(tǒng)，不同的頻率以及不同的衛(wèi)星所采用的用于擴(kuò)頻的偽隨機(jī)碼通常都不相同，為了更大限 度地增加靈活性，通道組中每一個(gè)通道的擴(kuò)頻碼都可以通過(guò)三個(gè)來(lái)源產(chǎn)生通用的偽隨機(jī) 碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼、片上或者片外預(yù)存的偽隨機(jī)碼以及外部輸入的偽隨機(jī)碼。大部 分偽隨機(jī)碼可以通過(guò)通道內(nèi)的通用偽隨機(jī)碼生成邏輯，以預(yù)設(shè)規(guī)則產(chǎn)生。通過(guò)改變不同的 預(yù)設(shè)規(guī)則，可以產(chǎn)生不同的偽隨機(jī)碼以適應(yīng)不同的要求。少部分偽隨機(jī)碼不能通過(guò)通用偽 隨機(jī)碼生成邏輯產(chǎn)生的，可以首先預(yù)存在通道組內(nèi)部或外部的存儲(chǔ)器中，然后在信號(hào)處理 的過(guò)程中讀取。另外，如果偽隨機(jī)碼的循環(huán)周期較長(zhǎng)或不具有循環(huán)性，也可以由外部進(jìn)行注 入。如圖4所示，在選擇采用外部偽隨機(jī)碼的情況下，可以通過(guò)外部偽隨機(jī)碼接口 470將外 部提供的偽隨機(jī)碼提供給通道組，滿足通道組內(nèi)通道跟蹤處理的要求。該外部偽隨機(jī)碼接 口 470與各通道組的連接方式，可以是彼此獨(dú)立地單獨(dú)連接，也可以是總線方式或者其他 方式連接，本實(shí)施例以總線方式連接，但本發(fā)明并不限定具體的連接方式。
需要說(shuō)明的是，圖4所示的本發(fā)明具體實(shí)施方式
，是將各部分的元器件分布在一 個(gè)芯片上，在實(shí)際應(yīng)用中，也可根據(jù)需要靈活分布。比如將分配模塊220以及IF信號(hào)接口模 塊210中的各IF信號(hào)接口布設(shè)在一芯片上，將組成存儲(chǔ)器230的各FIFO存儲(chǔ)單元分布在 另一芯片上，將分發(fā)模塊240以及通道集合模塊250中的各通道組分布在第三芯片上?；?者，將IF信號(hào)接口模塊210中的IF 1和IF 2共兩個(gè)信號(hào)接口布設(shè)在一芯片上，將其余IF 3至IF k共k-2個(gè)信號(hào)接口布設(shè)在另一芯片上，也可同時(shí)將各FIF0存儲(chǔ)單元分別布設(shè)在多 個(gè)芯片上等等，這些布設(shè)方式都是可行的，本發(fā)明對(duì)元器件的布設(shè)方式并不做限定。
圖5示出了本發(fā)明多系統(tǒng)融合接收機(jī)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)第三實(shí)施例的組成示意 圖。結(jié)合圖2所示的處理系統(tǒng)第一實(shí)施例和圖3所示的處理系統(tǒng)第一實(shí)施例，圖5所示的 處理系統(tǒng)第三實(shí)施例與圖2所示的處理系統(tǒng)第一實(shí)施例相比，還包括診斷模塊570和自動(dòng) 增益控制(AGC)模塊580，其中: 診斷模塊570，與該IF信號(hào)接口模塊210及分配模塊220相連，用于檢測(cè)該IF信 號(hào)接口模塊210經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換之后的同一類型的中頻信號(hào)的干擾源，去除或降低干擾源產(chǎn)生的 干擾信號(hào)對(duì)該同一類型的中頻信號(hào)的影響等； AGC模塊580，連接在該IF信號(hào)接口模塊210及射頻(RF)前端模塊中的各RF上， 用于通過(guò)對(duì)該IF信號(hào)接口模塊210輸出的同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行功率統(tǒng)計(jì)，反饋調(diào)節(jié)射 頻前端內(nèi)部放大器的增益，優(yōu)化不同類型的中頻信號(hào)的輸入功率，使得用于中頻信號(hào)模數(shù) 轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器(圖中未示出)的輸入功率達(dá)到信噪比損失所要求的最優(yōu)功率。
需要說(shuō)明的是，在其他實(shí)施例中，該AGC模塊580也可以通過(guò)對(duì)RF前端模塊傳 輸?shù)牟煌愋偷闹蓄l信號(hào)進(jìn)行功率統(tǒng)計(jì)，來(lái)優(yōu)化中頻信號(hào)的輸入功率。不僅如此，AGC模 塊580也可以連接在本實(shí)施例中的其他模塊上來(lái)實(shí)現(xiàn)功率統(tǒng)計(jì)，比如連接存儲(chǔ)器230或者 通道集合模塊250等模塊，通過(guò)對(duì)基帶信號(hào)處理過(guò)程的中間步驟或處理結(jié)果所產(chǎn)生的信號(hào) (比如包括不同類型的中頻信號(hào)或者處理為同一類型的中頻信號(hào)等等)進(jìn)行功率統(tǒng)計(jì)，并
9反饋調(diào)節(jié)射頻前端內(nèi)部放大器的增益，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化不同類型的中頻信號(hào)的輸入功率。 圖5所示的處理系統(tǒng)第三實(shí)施例的其余組成部分，請(qǐng)參考圖2或圖3所示的系統(tǒng)
實(shí)施例。需要說(shuō)明的是，上述診斷模塊570也可以連接在各射頻前端模塊與IF信號(hào)接口模
塊210之間，用于檢測(cè)該不同類型的中頻信號(hào)的干擾源，去除或降低干擾源產(chǎn)生的干擾信
號(hào)對(duì)該不同類型的中頻信號(hào)的影響等。 需要說(shuō)明的是，診斷模塊570是與IF信號(hào)接口相匹配的，對(duì)于一個(gè)RF前端如RF 1 連接有兩個(gè)(或者更多個(gè))IF信號(hào)接口時(shí)，RF l傳輸?shù)闹蓄l信號(hào)先分成兩路，每一路各經(jīng) 過(guò)一個(gè)診斷模塊570后，再分別接入兩個(gè)IF信號(hào)接口 。也就是說(shuō)，診斷模塊570與IF信號(hào) 接口模塊210中的IF信號(hào)接口是一一對(duì)應(yīng)的。 圖6為本發(fā)明衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號(hào)處理方法實(shí)施例的流程示意圖。結(jié)合體圖2、 圖3和圖5所示的系統(tǒng)實(shí)施例以及圖4所示的詳細(xì)組成示意圖，圖6所示的該方法實(shí)施例 主要包括如下步驟 步驟S610，接收若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)各自射頻前端所傳輸?shù)牟煌愋偷闹蓄l信號(hào)，
并對(duì)該不同類型的中頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到同一類型的中頻信號(hào)； 步驟S620，根據(jù)預(yù)設(shè)的分配規(guī)則存儲(chǔ)該同一類型的中頻信號(hào)； 步驟S630，根據(jù)預(yù)設(shè)的分發(fā)規(guī)則分發(fā)所存儲(chǔ)的該同一類型的中頻信號(hào)；以及 步驟S640，對(duì)所述分發(fā)的該同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤處理。 上述步驟S610中，通過(guò)若干IF接口接收不同類型的中頻信號(hào)并進(jìn)行該轉(zhuǎn)換。 上述步驟S640中，根據(jù)該同一類型的中頻信號(hào)的信號(hào)類型，對(duì)該同一類型的中頻
信號(hào)進(jìn)行分組處理。其中IF信號(hào)的類型，按照中頻格式劃分，可以分為符號(hào)-幅度碼信號(hào)、
二進(jìn)制補(bǔ)碼信號(hào)以及偏移二進(jìn)制碼信號(hào)；按照每個(gè)樣點(diǎn)的比特?cái)?shù)劃分，可以分為1比特信
號(hào)和多比特信號(hào)；按照輸入信號(hào)的內(nèi)容劃分，可以分為同相分量(In-phase component，也
稱為I支路)單路信號(hào)，和同相分量與正交分量(Quadrature component,也稱為Q支路)
兩路信號(hào)。 上述步驟S640，跟蹤處理時(shí)擴(kuò)頻碼的來(lái)源包括，通用的偽隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽 隨機(jī)碼、片上或者片外預(yù)存的偽隨機(jī)碼或者外部輸入的偽隨機(jī)碼。 圖6所示的方法實(shí)施例中，還可以通過(guò)功率統(tǒng)計(jì)來(lái)反饋調(diào)節(jié)射頻前端內(nèi)部放大器 的增益，以優(yōu)化該不同類型的中頻信號(hào)的輸入功率。 本發(fā)明的基帶信號(hào)處理系統(tǒng)及方法，能夠?qū)Χ喾N衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行融合處 理，電路規(guī)模小，等效通道數(shù)多，使得接收機(jī)可以在使用較少資源的情況下，達(dá)到了較高的 處理能力，滿足對(duì)現(xiàn)有各個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容，而且還具有足夠大的靈活性來(lái)滿足未來(lái) 擴(kuò)展的需求，不需要接收機(jī)針對(duì)每個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)都建立一套完整的處理系統(tǒng)，節(jié)約了成本。另 外，本發(fā)明系統(tǒng)及方法采用搜索引擎的方式提供了大量的相關(guān)器，提高了接收機(jī)的捕獲和 跟蹤速度。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉該技術(shù)的人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括中頻信號(hào)接口模塊，與若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻前端相連，用于接收不同類型的中頻信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到同一類型的中頻信號(hào)；分配模塊，與所述中頻信號(hào)接口模塊相連，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的分配規(guī)則存儲(chǔ)所述同一類型的中頻信號(hào)；存儲(chǔ)器，與所述分配模塊相連，用于存儲(chǔ)所述同一類型的中頻信號(hào)；分發(fā)模塊，與所述存儲(chǔ)器相連，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的分發(fā)規(guī)則分發(fā)所述同一類型的中頻信號(hào)；以及通道集合模塊，與所述分發(fā)模塊相連，包含有若干通道，用于對(duì)所述分發(fā)模塊分發(fā)的所述同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻前端，包括采用分立元件實(shí)現(xiàn)、多片標(biāo)準(zhǔn)射頻集成電路實(shí)現(xiàn) 或者一片集成的射頻集成電路實(shí)現(xiàn)。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述存儲(chǔ)器，用于根據(jù)頻帶存儲(chǔ)所述同一類型的中頻信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括搜索引擎，與所述分發(fā)模塊相連，包含主要由相關(guān)器、匹配濾波器及快速傅里葉變換單 元中的至少一種所構(gòu)成的等效相關(guān)器，以及與所述等效相關(guān)器配套的信號(hào)捕獲邏輯，輔助 所述通道集合模塊對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行所述跟蹤處理。
5. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述中頻信號(hào)接口模塊，包含有若干中頻信號(hào)接口 ，每個(gè)中頻信號(hào)接口接收不同類型 的中頻信號(hào)。
6. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述存儲(chǔ)器，包含有若干先入先出存儲(chǔ)單元；所述分配模塊，將所述同一類型的中頻信號(hào)存儲(chǔ)到所述先入先出存儲(chǔ)單元中。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述通道集合模塊，包含的若干通道分為若干通道組，每個(gè)通道組含有一個(gè)或者多個(gè) 并行的物理通道，所述若干通道組根據(jù)信號(hào)類型處理所述中頻信號(hào)；所述分發(fā)模塊，將一個(gè)所述先入先出存儲(chǔ)單元中的同一類型的中頻信號(hào)分發(fā)到一個(gè)或 者一個(gè)以上的所述通道組。
8. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括外部偽隨機(jī)碼接口 ，與所述通道集合模塊相連，用于將外部偽隨機(jī)碼提供給所述若干 通道。
9. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括診斷模塊，與所述中頻信號(hào)接口模塊相連，用于檢測(cè)所述不同類型或同一類型的中頻 信號(hào)的干擾源，去除或降低所述干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)對(duì)所述不同類型或同一類型的中頻 信號(hào)的影響。
10. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括自動(dòng)增益控制模塊，用于通過(guò)功率統(tǒng)計(jì)反饋調(diào)節(jié)所述射頻前端內(nèi)部放大器的增益，優(yōu)化所述不同類型的中頻信號(hào)的輸入功率。
11. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述射頻前端，通過(guò)一根或一根以上的天線接收所述若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻信號(hào)。
12. —種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號(hào)處理方法，其特征在于，包括接收若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻前端傳輸?shù)牟煌愋偷闹蓄l信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到同一 類型的中頻信號(hào)；根據(jù)預(yù)設(shè)的分配規(guī)則存儲(chǔ)所述同一類型的中頻信號(hào)； 根據(jù)預(yù)設(shè)的分發(fā)規(guī)則分發(fā)存儲(chǔ)的所述同一類型的中頻信號(hào)；以及 對(duì)所述分發(fā)的所述同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤處理。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于 根據(jù)類型分別接收所述不同類型的中頻信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述跟蹤處理時(shí)，根據(jù)信號(hào)類型對(duì)所述同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行分組處理。
15. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述跟蹤處理時(shí)擴(kuò)頻碼的來(lái)源包括，通用的偽隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼、預(yù)存的 偽隨機(jī)碼或者外部輸入的偽隨機(jī)碼。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括檢測(cè)所述不同類型或同一類型的中頻信號(hào)的干擾源，去除或降低所述干擾源產(chǎn)生的干 擾信號(hào)對(duì)所述不同類型或同一類型的中頻信號(hào)的影響。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括通過(guò)功率統(tǒng)計(jì)反饋調(diào)節(jié)所述射頻前端內(nèi)部放大器的增益，優(yōu)化所述不同類型的中頻信 號(hào)的輸入功率。
18. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述射頻前端，通過(guò)一根或一根以上的天線接收所述若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶信號(hào)處理系統(tǒng)及方法，適用于接收機(jī)對(duì)多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)處理的融合。該系統(tǒng)包括中頻信號(hào)接口模塊，與若干衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的射頻前端相連，接收不同類型的中頻信號(hào)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到同一類型的中頻信號(hào)；分配模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的分配規(guī)則存儲(chǔ)同一類型的中頻信號(hào)；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)同一類型的中頻信號(hào)；分發(fā)模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的分發(fā)規(guī)則分發(fā)同一類型的中頻信號(hào)；以及通道集合模塊，包含有若干通道，用于對(duì)分發(fā)模塊分發(fā)的同一類型的中頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤處理。本發(fā)明處理系統(tǒng)及方法能夠?qū)Χ喾N衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行融合處理，電路規(guī)模小，滿足對(duì)現(xiàn)有各個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容，節(jié)約了成本。
文檔編號(hào)G01S1/02GK101702016SQ200910090339
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者莫鈞, 韓紹偉 申請(qǐng)人:和芯星通科技(北京)有限公司