專利名稱：一種用于導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)處理系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種導(dǎo)航系統(tǒng)，尤其關(guān)于一種在導(dǎo)航系統(tǒng)中處理衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)處理
單元以及方法。
背景技術(shù)：
通常，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，例如GPS(全球定位系統(tǒng)接收器)，可被用于接收并處理來自 多個(gè)衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的基帶信號(hào)處理器可以從有效的衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟 蹤信息，并且根據(jù)獲得的跟蹤信息跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。圖1所示為具有傳統(tǒng)基帶信號(hào)處理器 的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)100包括射頻前端104，用于 經(jīng)由天線102接收來自多個(gè)衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)，并將衛(wèi)星信號(hào)的頻率由射頻轉(zhuǎn)換為中頻。耦 合于射頻前端104的模數(shù)轉(zhuǎn)換器106以預(yù)定的采樣頻率將衛(wèi)星信號(hào)數(shù)字化，并且產(chǎn)生一個(gè) 數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)，也可稱之為基帶信號(hào)，至基帶信號(hào)處理器120中的捕獲模塊130。捕獲模塊 130包括多個(gè)捕獲通道，用于從基帶信號(hào)中捕獲跟蹤信息。跟蹤模塊150包括多個(gè)跟蹤通 道，用于接收來自捕獲模塊130的跟蹤信息，并根據(jù)跟蹤信息跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星，并輸出導(dǎo)航 信息。導(dǎo)航數(shù)據(jù)計(jì)算器108和位置計(jì)算器110可根據(jù)來自跟蹤模塊150的導(dǎo)航信息計(jì)算衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)100的位置。 在基帶信號(hào)處理器120中，捕獲通道和跟蹤通道共享一個(gè)碼產(chǎn)生器140。碼產(chǎn)生 器140用于產(chǎn)生在衛(wèi)星信號(hào)中使用的本地載波碼和粗捕獲(coarse acquisition)碼。在 某一時(shí)刻，碼產(chǎn)生器140只能為一個(gè)捕獲通道或一個(gè)跟蹤通道服務(wù)。由于在操作過程中，每 個(gè)捕獲通道和每個(gè)跟蹤通道都需要用到碼產(chǎn)生器，因此這些捕獲通道和跟蹤通道將無法同 時(shí)工作。此外，分配給每個(gè)捕獲通道的衛(wèi)星組都是固定的，并且每個(gè)捕獲通道從由固定的衛(wèi) 星組發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟蹤信息。同樣，在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)100的操作過程中，每個(gè)跟蹤 通道所跟蹤的衛(wèi)星也是固定的并且無法調(diào)整。上述問題都會(huì)降低系統(tǒng)的效率和靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于處理衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)處理系統(tǒng)和方 法，通過靈活分配系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)資源，從而提高系統(tǒng)的效率。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于處理衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)處理器，其包
括多個(gè)捕獲通道，用于根據(jù)多個(gè)參考粗捕獲碼和第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)間的多個(gè)相關(guān)性從所
述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中同時(shí)捕獲跟蹤信息；耦合與所述捕獲通道的第一組多個(gè)碼產(chǎn)生
器，用于產(chǎn)生所述多個(gè)參考粗捕獲碼至所述捕獲通道。此外，信號(hào)處理系統(tǒng)還包括與所述捕
獲通道相耦合的多個(gè)跟蹤通道，用于根據(jù)從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲的所述跟蹤信
息同時(shí)跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星；以及與所述跟蹤通道相耦合的第二組多個(gè)碼產(chǎn)生器，用于基于所
述跟蹤信息產(chǎn)生與所述相應(yīng)的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的具有特定相位的粗捕獲碼至所述跟蹤通道。 本發(fā)明所述的信號(hào)處理器，每個(gè)所述捕獲通道根據(jù)所述相關(guān)性確定第二組多個(gè)衛(wèi)
星信號(hào)是否包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中，并且每個(gè)所述捕獲通道從包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中的所述第二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲所述跟蹤信息。 本發(fā)明所述的信號(hào)處理器，所述信號(hào)處理器還包括耦合于所述捕獲通道的配置 器，所述配置器用于為每個(gè)所述捕獲通道分配多個(gè)衛(wèi)星，其中所述捕獲通道指示所述第一 組多個(gè)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生與所分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的所述參考粗捕獲碼。 本發(fā)明所述的信號(hào)處理器，每個(gè)所述捕獲通道包括多個(gè)相移器，每個(gè)所述相移器 用于將每個(gè)所述參考粗捕獲碼的初始相位以多個(gè)預(yù)設(shè)位移量進(jìn)行相移；耦合于所述相移器 的多個(gè)相關(guān)性計(jì)算核，每個(gè)所述相關(guān)性計(jì)算核用于計(jì)算所述相關(guān)性，其中所述相關(guān)性表示 相位由相應(yīng)的所述相移器進(jìn)行相移的所述參考粗捕獲碼與對(duì)應(yīng)的第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)之 間的相關(guān)程度。 本發(fā)明還提供了一種信號(hào)處理方法，其包括采用多個(gè)捕獲通道根據(jù)多個(gè)參考粗捕 獲碼和第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)間的多個(gè)相關(guān)性從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中同時(shí)捕獲跟蹤 信息；采用第一組多個(gè)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生所述多個(gè)參考粗捕獲碼至所述捕獲通道。此外，所述信 號(hào)處理方法還包括采用多個(gè)跟蹤通道根據(jù)從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲的所述跟蹤 信息同時(shí)跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星；以及采用第二組多個(gè)碼產(chǎn)生器基于所述跟蹤信息產(chǎn)生與所述相 應(yīng)的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的具有特定相位的粗捕獲碼至所述跟蹤通道。 本發(fā)明所述的信號(hào)處理方法還包括由每個(gè)所述捕獲通道根據(jù)所述相關(guān)性確定第
二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)是否包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中；以及由每個(gè)所述捕獲通道從包
含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中的所述第二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲所述跟蹤信息。
本發(fā)明所述的信號(hào)處理方法還包括為每個(gè)所述捕獲通道分配多個(gè)衛(wèi)星；以及指
示所述第一組多個(gè)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生與所分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的所述參考粗捕獲碼。 本發(fā)明所述的信號(hào)處理方法還包括將每個(gè)所述參考粗捕獲碼的初始相位以多個(gè)
預(yù)設(shè)位移量進(jìn)行相移；以及計(jì)算所述相關(guān)性，其中所述相關(guān)性表示其相位相對(duì)于所述初始
相位平移了相應(yīng)的一個(gè)所述預(yù)設(shè)位移量的所述參考粗捕獲碼與對(duì)應(yīng)的第一組多個(gè)衛(wèi)星信
號(hào)之間的相關(guān)程度。 本發(fā)明還提供了一種具有信號(hào)處理器的全球定位系統(tǒng)接收器，其中信號(hào)處理器包 括多個(gè)捕獲通道，用于根據(jù)多個(gè)參考粗捕獲碼和第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)間的多個(gè)相關(guān)性從所 述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中同時(shí)捕獲跟蹤信息；多個(gè)碼產(chǎn)生器；以及耦合于所述捕獲通道和 所述碼產(chǎn)生器的配置器，用于從所述碼產(chǎn)生器中選擇第一組空閑的碼產(chǎn)生器，以產(chǎn)生所述 參考粗捕獲碼至所述捕獲通道。當(dāng)所述捕獲通道結(jié)束從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲所 述跟蹤信息的操作后，所述第一組空閑的碼產(chǎn)生器恢復(fù)空閑狀態(tài)。此外，信號(hào)處理器還包括 與所述捕獲通道相耦合的多個(gè)跟蹤通道，所述跟蹤通道用于根據(jù)從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信 號(hào)中捕獲的所述跟蹤信息同時(shí)跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。所述配置器從所述碼產(chǎn)生器中選擇第二組 空閑的碼產(chǎn)生器，所述第二組空閑的碼產(chǎn)生器基于所述跟蹤信息產(chǎn)生與所述相應(yīng)的衛(wèi)星相 對(duì)應(yīng)的具有特定相位的粗捕獲碼至所述跟蹤通道。當(dāng)所述跟蹤通道結(jié)束跟蹤所述相應(yīng)的衛(wèi) 星的操作后，所述第二組碼產(chǎn)生器恢復(fù)空閑狀態(tài)。 本發(fā)明所述的GPS接收器，每個(gè)所述捕獲通道根據(jù)所述相關(guān)性確定第二組多個(gè)衛(wèi) 星信號(hào)是否包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中，并且每個(gè)所述捕獲通道從包含于所述第一 組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中的所述第二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲所述跟蹤信息。 本發(fā)明所述的GPS接收器，所述配置器為每個(gè)所述捕獲通道分配多個(gè)衛(wèi)星，其中
5所述捕獲通道指示所述第一組空閑的碼產(chǎn)生器產(chǎn)生與所分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的所述參考粗 捕獲碼。 本發(fā)明所述的GPS接收器，每個(gè)所述捕獲通道包括多個(gè)相移器，每個(gè)所述相移器 用于將每個(gè)所述參考粗捕獲碼的初始相位以多個(gè)預(yù)設(shè)位移量進(jìn)行相移；以及耦合于所述相 移器的多個(gè)相關(guān)性計(jì)算核，每個(gè)所述相關(guān)性計(jì)算核用于計(jì)算所述相關(guān)性，其中所述相關(guān)性 表示相位由相應(yīng)的所述相移器進(jìn)行相移的所述參考粗捕獲碼與對(duì)應(yīng)的第一組多個(gè)衛(wèi)星信 號(hào)之間的相關(guān)程度。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于為已選的每條捕獲通道和跟蹤通道分配了一個(gè)單獨(dú)的碼產(chǎn) 生器，這些捕獲通道和跟蹤通道將可以同時(shí)工作。此外，分配給已選的捕獲通道和跟蹤通道 的衛(wèi)星組不是固定的，而是可以基于當(dāng)前情況進(jìn)行調(diào)整。因此，基帶信號(hào)處理器220即可達(dá) 到更高的效率和穩(wěn)定性。


圖1所示為具有傳統(tǒng)基帶信號(hào)處理器的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有基帶信號(hào)處理器的導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
框圖； 圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的捕獲通道的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基帶信號(hào)處理器的操作流程圖； 圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的捕獲通道的操作流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使本發(fā)明的 特征和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。
以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說明。雖然本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行闡述，
但應(yīng)理解為這并非意指將本發(fā)明限定于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明旨在涵蓋由所附權(quán)利要
求所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種可選項(xiàng)、可修改項(xiàng)和等同項(xiàng)。 此外，在以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，為了提供針對(duì)本發(fā)明的完全的理解，闡明了
大量的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。
在另外的一些實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯
本發(fā)明的主旨。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明提供一種具有基帶信號(hào)處理器的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。在
該實(shí)施例的基帶信號(hào)處理器中，可選擇空閑的捕獲通道以從接收的衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟蹤信
息。選擇空閑的跟蹤通道基于由捕獲通道輸出的跟蹤信息跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。并且選擇空閑
的碼產(chǎn)生器從而為已選的捕獲通道和跟蹤通道產(chǎn)生本地載波碼和參考粗捕獲碼。 每個(gè)衛(wèi)星可以將導(dǎo)航信息調(diào)制入一個(gè)特定的粗捕獲碼中。每個(gè)粗捕獲碼都是標(biāo)準(zhǔn)
偽隨機(jī)噪聲信號(hào)。之后，衛(wèi)星將帶有導(dǎo)航信息的粗捕獲碼調(diào)制入本地載波碼中。帶有導(dǎo)航
信息和粗捕獲碼的本地載波碼即為衛(wèi)星信號(hào)。之后，衛(wèi)星即可將衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射至地球。由
于每個(gè)衛(wèi)星都采用相同的本地載波碼以攜帶導(dǎo)航信息，衛(wèi)星信號(hào)的頻率將和本地載波碼的
頻率相同。因此，多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)將自動(dòng)合并為一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有基帶信號(hào)處理器，例如基帶信號(hào)處理 器220，的導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)航系統(tǒng)200是一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?；鶐?信號(hào)處理器220可包括捕獲模塊230，公共碼產(chǎn)生器池240，跟蹤模塊250以及配置器260。 捕獲模塊230包括多個(gè)捕獲通道。跟蹤模塊250包括多個(gè)跟蹤通道。 射頻前端204用于接收衛(wèi)星信號(hào)并將衛(wèi)星信號(hào)的頻率由射頻轉(zhuǎn)換為中頻。模數(shù)轉(zhuǎn) 換器206用于將衛(wèi)星信號(hào)以一個(gè)預(yù)設(shè)采樣頻率數(shù)字化并產(chǎn)生數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)，也可稱之為基 帶信號(hào)，至基帶信號(hào)處理器220。 配置器260從捕獲模塊230中選擇一組空閑的捕獲通道接收基帶信號(hào)。此外，配 置器260為已選擇的每條捕獲通道分配一組衛(wèi)星。每條捕獲通道將根據(jù)與分配的衛(wèi)星對(duì)應(yīng) 的參考粗捕獲碼與基帶信號(hào)間的相關(guān)性從包含于基帶信號(hào)中的衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟蹤信息。 配置器260還從公共碼產(chǎn)生器池240中選擇多個(gè)空閑的碼產(chǎn)生器，并為已選的每個(gè)捕獲通 道分配一個(gè)已選的空閑碼產(chǎn)生器。 當(dāng)一個(gè)捕獲通道開始工作時(shí)，該捕獲通道將指示相應(yīng)的碼產(chǎn)生器產(chǎn)生本地載波碼 和與分配的衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的參考粗捕獲碼。參考粗捕獲碼具有初始相位。捕獲通道通過計(jì)算與 分配的衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的參考粗捕獲碼和基帶信號(hào)之間的相關(guān)性確定由分配的衛(wèi)星發(fā)出的衛(wèi)星 信號(hào)是否包含在基帶信號(hào)中。 更確切地說，當(dāng)捕獲通道接收到來自碼產(chǎn)生器的參考粗捕獲碼后，捕獲通道將參 考粗捕獲碼的初始相位根據(jù)多個(gè)預(yù)設(shè)位移量進(jìn)行多次平移，并計(jì)算其相位相對(duì)于初始相位 平移了上述多個(gè)預(yù)設(shè)位移量的參考粗捕獲碼和基帶信號(hào)間的相關(guān)性。 如果相關(guān)性中的最大值高于一個(gè)預(yù)設(shè)閾值，即可確定由相應(yīng)的衛(wèi)星發(fā)出的衛(wèi)星信 號(hào)包含于基帶信號(hào)中。捕獲通道將根據(jù)參考粗捕獲碼捕獲衛(wèi)星信號(hào)中的跟蹤信息。跟蹤信 息可包括，但并不限于，標(biāo)識(shí)符、多普勒頻移信息和粗捕獲碼相移信息。
當(dāng)捕獲通道由衛(wèi)星信號(hào)獲得跟蹤信息后，配置器260從跟蹤模塊250中選擇一組 空閑的跟蹤通道以接收捕獲通道發(fā)送的跟蹤信息。在一個(gè)實(shí)施例中，可設(shè)置一條跟蹤通道 接收來自某個(gè)捕獲通道的從某個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中獲得的跟蹤信息，并根據(jù)跟蹤信息跟蹤相應(yīng)的 衛(wèi)星。此外，也可以設(shè)置多條跟蹤通道接收從同一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中獲得的跟蹤信息，并根據(jù)跟 蹤信息跟蹤同一個(gè)衛(wèi)星，從而提高穩(wěn)定性。配置器260還從公共碼產(chǎn)生器池240中選擇多 個(gè)空閑的碼產(chǎn)生器，并為已選的每個(gè)跟蹤通道分配一個(gè)碼產(chǎn)生器。 當(dāng)跟蹤通道收到從某個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中得到的跟蹤信息時(shí)，跟蹤通道將從跟蹤信息中 獲得多普勒頻移信息和粗捕獲碼相移信息。之后，相應(yīng)的碼產(chǎn)生器將根據(jù)多普勒頻移信息 和粗捕獲碼相移信息產(chǎn)生粗捕獲碼和本地載波碼。跟蹤通道將根據(jù)跟蹤信息、粗捕獲碼和 本地載波碼跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星，并獲得導(dǎo)航信息。 此外，當(dāng)捕獲/跟蹤通道結(jié)束操作后，相應(yīng)的碼產(chǎn)生器將恢復(fù)空閑狀態(tài)，可以為其 他的捕獲/跟蹤通道服務(wù)。 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)200還包括導(dǎo)航處理器208根據(jù)由跟蹤通道輸出的導(dǎo)航信息計(jì)算衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)200的位置。 有利的是，由于為已選的每條捕獲通道和跟蹤通道分配了一個(gè)單獨(dú)的碼產(chǎn)生器， 這些捕獲通道和跟蹤通道將可以同時(shí)工作。此外，分配給已選的每個(gè)捕獲通道的衛(wèi)星組不 是固定的，而是可以基于當(dāng)前情況進(jìn)行調(diào)整。因此，基帶信號(hào)處理器220即可達(dá)到更高的效率和穩(wěn)定性。 圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的捕獲通道300，例如圖2所示捕獲模塊230中的某條捕獲通道的結(jié)構(gòu)框圖。圖3將結(jié)合圖2進(jìn)行描述。 捕獲通道300包括一組預(yù)定數(shù)量的相關(guān)性計(jì)算核3310 331N，用于計(jì)算其相位相對(duì)于初始相位依序位移的輸入粗捕獲碼與基帶信號(hào)間的相關(guān)性。粗捕獲碼是一個(gè)周期信號(hào)，每個(gè)周期包括1023個(gè)碼片。粗捕獲碼的初始相位一般是一個(gè)碼周期的開頭。捕獲通道300還包括多個(gè)相移器3351 335N，用于將所輸入的粗捕獲碼的相位按預(yù)定位移做一個(gè)平移。 當(dāng)捕獲通道300收到基帶信號(hào)后，捕獲通道300即可根據(jù)與分配的衛(wèi)星所對(duì)應(yīng)的參考粗捕獲碼和基帶信號(hào)之間的相關(guān)性從包含于基帶信號(hào)中的多個(gè)衛(wèi)星型號(hào)中捕獲跟蹤信息。 對(duì)于每個(gè)分配的衛(wèi)星，捕獲通道300指示相應(yīng)的碼產(chǎn)生器，即公共碼產(chǎn)生器池240中的某個(gè)碼產(chǎn)生器，產(chǎn)生與分配的衛(wèi)星所對(duì)應(yīng)的具有初始相位的參考粗捕獲碼，并產(chǎn)生本地載波碼。可將產(chǎn)生的本地載波碼輸入每個(gè)相關(guān)性計(jì)算核中。此外，具有初始相位的參考粗捕獲碼被輸入相關(guān)性計(jì)算核3310和相移器3351中。 在一個(gè)實(shí)施例中，第一相移器3351將粗捕獲碼的初始相位按第一預(yù)定位移P工做一個(gè)平移，并將一個(gè)其相位相對(duì)于初始相位具有Pi位移量的粗捕獲碼輸出至相關(guān)性計(jì)算核3311。第二相移器3352將第一相移器3351輸出的粗捕獲碼的相位按第二預(yù)定位移P2做一個(gè)平移，并將一個(gè)其相位相對(duì)于初始相位具有(P,P2)位移量的粗捕獲碼輸出至相關(guān)性計(jì)算核3312。類似的，第K相移器335K(2 < K《N)可將前一個(gè)相移器335 (K_l)輸出的粗捕獲碼的相位按第K預(yù)定位移PK做一個(gè)平移，并將一個(gè)其相位相對(duì)于初始相位具有
. . +PK)位移量的粗捕獲碼輸出至相關(guān)性計(jì)算核331K。
例如，第一相移器3351將粗捕獲碼的初始相位按1/M個(gè)碼片做一個(gè)平移，并將一個(gè)其相位相對(duì)于初始相位具有1/M個(gè)碼片位移量的粗捕獲碼輸出至相關(guān)性計(jì)算核3311。第二相移器3352將第一相移器3351輸出的粗捕獲碼的相位按1/M個(gè)碼片做一個(gè)平移，并將一個(gè)其相位相對(duì)于初始相位具有2/M個(gè)碼片位移量的粗捕獲碼輸出至相關(guān)性計(jì)算核3312。類似的，第K相移器335K(2〈K《N)可將前一個(gè)相移器335 (K_l)輸出的粗捕獲碼的相位按1/M個(gè)碼片做一個(gè)平移，并將一個(gè)其相位相對(duì)于初始相位具有K/M個(gè)碼片位移量的粗捕獲碼輸出至相關(guān)性計(jì)算核331K。 之后，每個(gè)相關(guān)性計(jì)算核331K(0《K《N)通過將基帶信號(hào)，輸入的相對(duì)于初始相位具有(P,P2+. . . +PK)位移量的粗捕獲碼和本地載波碼相乘從而計(jì)算輸入的粗捕獲碼與基帶信號(hào)間的相關(guān)性，并獲得一個(gè)相關(guān)性計(jì)算結(jié)果。 可采用一個(gè)存儲(chǔ)單元337存儲(chǔ)相關(guān)性計(jì)算核3310 331N所得的相關(guān)性計(jì)算結(jié)果。并采用一個(gè)搜索單元339從存儲(chǔ)單元337中取出這些相關(guān)性計(jì)算結(jié)果，并從中選出一個(gè)最大值。如果這個(gè)最大值超過預(yù)設(shè)閾值，即可確定從該衛(wèi)星發(fā)出的相應(yīng)的衛(wèi)星信號(hào)包含于基帶信號(hào)中。之后，捕獲通道300根據(jù)最大的相關(guān)性計(jì)算結(jié)果得到跟蹤信息，包括標(biāo)識(shí)符、多普勒頻移信息和與衛(wèi)星信號(hào)對(duì)應(yīng)的粗捕獲碼的相移信息。如果這個(gè)最大值小于預(yù)設(shè)閾值，即可確定從該衛(wèi)星發(fā)出的相應(yīng)的衛(wèi)星信號(hào)不在基帶信號(hào)中。 當(dāng)確定了由分配的衛(wèi)星中的一個(gè)發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)是否包含于基帶信號(hào)中之后，捕獲通道300將繼續(xù)確定由分配的衛(wèi)星中的下一個(gè)發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)是否包含于基帶信號(hào)中。當(dāng)確定了由分配的所有衛(wèi)星發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)是否包含于基帶信號(hào)中之后，捕獲通道300即可從包含于基帶信號(hào)中的衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟蹤信息，并將跟蹤信息輸出至跟蹤模塊250用于后面的操作。 圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基帶信號(hào)處理器，例如圖2所示的基帶信號(hào)處理器220，的操作流程圖400。圖4將結(jié)合圖2進(jìn)行描述。 當(dāng)基帶信號(hào)輸入至基帶信號(hào)處理器220時(shí)，在方框402中配置器260從捕獲模塊230中選擇一組空閑的捕獲通道以接收基帶信號(hào)。在方框404中，配置器260為已選的每個(gè)捕獲通道分配一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星。在方框406中，配置器260從公共碼產(chǎn)生器池240中選擇多個(gè)空閑的碼產(chǎn)生器，并為每個(gè)捕獲通道分配一個(gè)已選的碼產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生與分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的具有初始相位的參考粗捕獲碼。 在方框408中，已選的每個(gè)捕獲通道計(jì)算參考粗捕獲碼和基帶信號(hào)間的相關(guān)性。在方框410中，已選的每個(gè)捕獲通道根據(jù)計(jì)算的相關(guān)性結(jié)果判斷由分配的衛(wèi)星發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)是否包含于基帶信號(hào)中。在方框412中，捕獲通道從包含于基帶信號(hào)中的衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟蹤信息。跟蹤信息可包括，但不限于，標(biāo)識(shí)符、多普勒頻移信息和與衛(wèi)星信號(hào)相對(duì)應(yīng)的粗捕獲碼的相移信息。 在方框414中，配置器260從跟蹤模塊250中選擇多個(gè)空閑的跟蹤通道，用于根據(jù)由捕獲通道從衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟蹤信息跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。在一個(gè)實(shí)施例中，可設(shè)置每條跟蹤通道接收來自某個(gè)捕獲通道的從某個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中獲得的跟蹤信息，并根據(jù)跟蹤信息跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。此外，也可以設(shè)置多條跟蹤通道接收從同一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中獲得的跟蹤信息，并根據(jù)跟蹤信息跟蹤同一個(gè)衛(wèi)星，從而提高穩(wěn)定性。在方框416中，從公共碼產(chǎn)生器池240中選擇空閑的碼產(chǎn)生器以根據(jù)從衛(wèi)星信號(hào)中捕獲的跟蹤信息產(chǎn)生參考粗捕獲碼至已選的跟蹤通道，用于跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。 圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的捕獲通道，例如圖3所示捕獲通道300，的操作流程圖500。圖5將結(jié)合圖3進(jìn)行描述。當(dāng)基帶信號(hào)輸入至捕獲通道300時(shí)，捕獲通道300將開始工作，根據(jù)與分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的參考粗捕獲碼和基帶信號(hào)之間的相關(guān)性從包含于基帶信號(hào)中的多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟蹤信息。 在方框502中，捕獲通道300從分配的衛(wèi)星中選擇一個(gè)衛(wèi)星。在方框504中，碼產(chǎn)生器產(chǎn)生一個(gè)與選擇的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的具有初始相位的參考粗捕獲碼。在方框506中，將參考粗捕獲碼的初始相位按照多個(gè)預(yù)定位移量進(jìn)行多次平移。之后，可將其相位相對(duì)于初始位移平移了上述多個(gè)預(yù)設(shè)位移量的多個(gè)參考粗捕獲碼分別輸入至相關(guān)性計(jì)算核3310 331N中。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)相關(guān)性計(jì)算核331K(0 < K《N)，將參考粗捕獲碼的初始相位平移K/M個(gè)碼片，并將其相位相對(duì)于初始相位具有K/M個(gè)碼片位移量的粗捕獲碼輸出至相關(guān)性計(jì)算核331K。 在方框508中，每個(gè)相關(guān)性計(jì)算核可計(jì)算其相位相對(duì)于初始相位具有相應(yīng)的預(yù)設(shè)位移量的參考粗捕獲碼與基帶信號(hào)之間的相關(guān)性量值。 在方框510中，從相關(guān)性計(jì)算核3310 331N所計(jì)算的相關(guān)性量值中選擇一個(gè)最大值。在一個(gè)實(shí)施例中，相關(guān)性計(jì)算核3310 331N可將所計(jì)算的相關(guān)性量值存入一個(gè)存儲(chǔ)單元337中。搜索單元339將存儲(chǔ)單元337存儲(chǔ)的相關(guān)性量值取出，并從中選擇一個(gè)最
9大值。在方框512中，如果這個(gè)最大值(VMX)大于預(yù)設(shè)閾值(VPKE)，則在方框514中，即可確定由所選的衛(wèi)星發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)包含于基帶信號(hào)中。在方框516中，捕獲通道300即可捕獲跟蹤信息，包括，但不限于，標(biāo)識(shí)符、多普勒頻移信息和與衛(wèi)星信號(hào)相對(duì)應(yīng)的粗捕獲碼的相移信息。在方框512中，如果最大值(VMX)不大于預(yù)設(shè)閾值(V，)，則在方框518中即可確定由所選的衛(wèi)星發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)不在基帶信號(hào)中。在方框520中，如果分配的所有衛(wèi)星都已選擇過，在方框522中捕獲通道300將輸出從衛(wèi)星信號(hào)中捕獲的跟蹤信息以用于之后的操作。否則，流程圖500返回至方框502，從分配的衛(wèi)星中選擇下一個(gè)衛(wèi)星。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種用于導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)處理系統(tǒng)以及方法。在一個(gè)實(shí)施例中，基帶信號(hào)處理器220包括多個(gè)捕獲通道和多個(gè)跟蹤通道，這些捕獲和跟蹤通道可以共享多個(gè)碼產(chǎn)生器。當(dāng)基帶信號(hào)處理器220收到含有多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的基帶信號(hào)時(shí)，將選擇一組空閑的捕獲通道接收該基帶信號(hào)，并為所選的每個(gè)捕獲通道分配一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星。此外，基帶信號(hào)處理器220還為所選的每個(gè)捕獲通道從公共碼產(chǎn)生器池中選擇一個(gè)空閑的碼產(chǎn)生器，并將該碼產(chǎn)生器分配給相應(yīng)的捕獲通道。捕獲通道可指示相應(yīng)的碼產(chǎn)生器產(chǎn)生與分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的參考粗捕獲碼。已選的每個(gè)捕獲通道可根據(jù)與分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的參考粗捕獲碼和基帶信號(hào)之間的相關(guān)性從包含于基帶信號(hào)中的衛(wèi)星信號(hào)中捕獲跟蹤信息。當(dāng)捕獲通道從一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中獲得跟蹤信息后，基帶信號(hào)處理器220將選擇一組空閑的跟蹤通道以接收捕獲通道輸出的跟蹤信息并且根據(jù)跟蹤信息跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。
有利的是，由于為已選的每個(gè)捕獲通道和跟蹤通道分配一個(gè)單獨(dú)的碼產(chǎn)生器，已選的捕獲通道和跟蹤通道將可以同時(shí)工作。此外，分配給每個(gè)已選的捕獲通道的衛(wèi)星并非固定的，而是可以基于當(dāng)前情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，基帶信號(hào)處理器220可達(dá)到更高的效率和穩(wěn)定性。 上述具體實(shí)施方式
和附圖僅為本發(fā)明的常用實(shí)施例。顯然，在不脫離所附權(quán)利要求所界定的本發(fā)明精神和保護(hù)范圍的前提下可以有各種增補(bǔ)、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露的實(shí)施例僅用于說明而非限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于此前的描述。
權(quán)利要求
一種信號(hào)處理器，其特征在于，所述信號(hào)處理器包括多個(gè)捕獲通道，用于根據(jù)多個(gè)參考粗捕獲碼和第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)間的多個(gè)相關(guān)性從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中同時(shí)捕獲跟蹤信息；以及耦合于所述捕獲通道的第一組多個(gè)碼產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生所述多個(gè)參考粗捕獲碼至所述捕獲通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理器，其特征在于，每個(gè)所述捕獲通道根據(jù)所述相關(guān) 性確定第二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)是否包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中，并且每個(gè)所述捕獲通 道從包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中的所述第二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲所述跟蹤信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理器，其特征在于，所述信號(hào)處理器還包括耦合于所 述捕獲通道的配置器，所述配置器用于為每個(gè)所述捕獲通道分配多個(gè)衛(wèi)星，其中所述捕獲 通道指示所述第一組多個(gè)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生與所分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的所述參考粗捕獲碼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理器，其特征在于，每個(gè)所述捕獲通道包括多個(gè)相移器，每個(gè)所述相移器用于將每個(gè)所述參考粗捕獲碼的初始相位以多個(gè)預(yù)設(shè)位移量進(jìn)行相移；以及耦合于所述相移器的多個(gè)相關(guān)性計(jì)算核，每個(gè)所述相關(guān)性計(jì)算核用于計(jì)算所述相關(guān) 性，其中所述相關(guān)性表示相位由相應(yīng)的所述相移器進(jìn)行相移的所述參考粗捕獲碼與對(duì)應(yīng)的 第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)之間的相關(guān)程度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理器，其特征在于，所述信號(hào)處理器還包括 與所述捕獲通道相耦合的多個(gè)跟蹤通道，用于根據(jù)從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲的所述跟蹤信息同時(shí)跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理器，其特征在于，所述信號(hào)處理器還包括 與所述跟蹤通道相耦合的第二組多個(gè)碼產(chǎn)生器，用于基于所述跟蹤信息產(chǎn)生與所述相應(yīng)的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的具有特定相位的粗捕獲碼至所述跟蹤通道。
7. —種信號(hào)處理方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟采用多個(gè)捕獲通道根據(jù)多個(gè)參考粗捕獲碼和第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)間的多個(gè)相關(guān)性從 所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中同時(shí)捕獲跟蹤信息；以及采用第一組多個(gè)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生所述多個(gè)參考粗捕獲碼至所述捕獲通道。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述方法還包括 由每個(gè)所述捕獲通道根據(jù)所述相關(guān)性確定第二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)是否包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中；以及由每個(gè)所述捕獲通道從包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中的所述第二組多個(gè)衛(wèi)星信 號(hào)中捕獲所述跟蹤信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述方法還包括 為每個(gè)所述捕獲通道分配多個(gè)衛(wèi)星；以及指示所述第一組多個(gè)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生與所分配的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的所述參考粗捕獲碼。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述方法還包括 將每個(gè)所述參考粗捕獲碼的初始相位以多個(gè)預(yù)設(shè)位移量進(jìn)行相移；以及 計(jì)算所述相關(guān)性，其中所述相關(guān)性表示其相位相對(duì)于所述初始相位平移了相應(yīng)的一個(gè)所述預(yù)設(shè)位移量的所述參考粗捕獲碼與對(duì)應(yīng)的第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)之間的相關(guān)程度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述方法還包括 采用多個(gè)跟蹤通道根據(jù)從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲的所述跟蹤信息同時(shí)跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的信號(hào)處理方法，其特征在于，所述方法還包括 采用第二組多個(gè)碼產(chǎn)生器基于所述跟蹤信息產(chǎn)生與所述相應(yīng)的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的具有特定相位的粗捕獲碼至所述跟蹤通道。
13. —個(gè)GPS接收器，其特征在于，所述GPS接收器包括信號(hào)處理器，其特征在于，所述信號(hào)處理器包括多個(gè)捕獲通道，用于根據(jù)多個(gè)參考粗捕獲碼和第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)間的多個(gè)相關(guān)性從 所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中同時(shí)捕獲跟蹤信息； 多個(gè)碼產(chǎn)生器；以及耦合于所述捕獲通道和所述碼產(chǎn)生器的配置器，用于從所述碼產(chǎn)生器中選擇第一組空 閑的碼產(chǎn)生器，以產(chǎn)生所述參考粗捕獲碼至所述捕獲通道。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的GPS接收器，其特征在于，每個(gè)所述捕獲通道根據(jù)所述相關(guān) 性確定第二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)是否包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中，并且每個(gè)所述捕獲通 道從包含于所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中的所述第二組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲所述跟蹤信息。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的GPS接收器，其特征在于，所述配置器為每個(gè)所述捕獲通道 分配多個(gè)衛(wèi)星，其中所述捕獲通道指示所述第一組空閑的碼產(chǎn)生器產(chǎn)生與所分配的衛(wèi)星相 對(duì)應(yīng)的所述參考粗捕獲碼。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的GPS接收器，其特征在于，當(dāng)所述捕獲通道結(jié)束從所述第 一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲所述跟蹤信息的操作后，所述第一組空閑的碼產(chǎn)生器恢復(fù)空閑狀 態(tài)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的GPS接收器，其特征在于，每個(gè)所述捕獲通道包括 多個(gè)相移器，每個(gè)所述相移器用于將每個(gè)所述參考粗捕獲碼的初始相位以多個(gè)預(yù)設(shè)位移量進(jìn)行相移；以及耦合于所述相移器的多個(gè)相關(guān)性計(jì)算核，每個(gè)所述相關(guān)性計(jì)算核用于計(jì)算所述相關(guān) 性，其中所述相關(guān)性表示相位由相應(yīng)的所述相移器進(jìn)行相移的所述參考粗捕 獲碼與對(duì)應(yīng)的 第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)之間的相關(guān)程度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的GPS接收器，其特征在于，所述信號(hào)處理器還包括與所述 捕獲通道相耦合的多個(gè)跟蹤通道，所述跟蹤通道用于根據(jù)從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕 獲的所述跟蹤信息同時(shí)跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的GPS接收器，其特征在于，所述配置器從所述碼產(chǎn)生器中選 擇第二組空閑的碼產(chǎn)生器，所述第二組空閑的碼產(chǎn)生器用于基于所述跟蹤信息產(chǎn)生與所述 相應(yīng)的衛(wèi)星相對(duì)應(yīng)的具有特定相位的粗捕獲碼至所述跟蹤通道。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的GPS接收器，其特征在于，當(dāng)所述跟蹤通道結(jié)束跟蹤所述相 應(yīng)的衛(wèi)星的操作后，所述第二組空閑的碼產(chǎn)生器恢復(fù)空閑狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)處理系統(tǒng)和方法，其中信號(hào)處理器包括多個(gè)捕獲通道，用于根據(jù)多個(gè)參考粗捕獲碼和第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)間的多個(gè)相關(guān)性從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中同時(shí)捕獲跟蹤信息；耦合與所述捕獲通道的第一組多個(gè)碼產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生所述多個(gè)參考粗捕獲碼至所述捕獲通道。信號(hào)處理器還包括與所述捕獲通道相耦合的多個(gè)跟蹤通道，用于根據(jù)從所述第一組多個(gè)衛(wèi)星信號(hào)中捕獲的所述跟蹤信息同時(shí)跟蹤相應(yīng)的衛(wèi)星。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于為已選的捕獲通道和跟蹤通道分配了單獨(dú)的碼產(chǎn)生器，捕獲通道和跟蹤通道可同時(shí)工作。此外，分配給已選捕獲通道和跟蹤通道的衛(wèi)星組可基于當(dāng)前情況進(jìn)行調(diào)整，因此信號(hào)處理器可達(dá)到更高的效率和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G01S19/24GK101788676SQ20101000128
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者余曉光, 張衛(wèi)華, 詹姆斯·王 申請(qǐng)人:凹凸電子(武漢)有限公司