專(zhuān)利名稱(chēng)：信號(hào)接收器及其控制方法、以及采用其及方法的gps設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)接收器、用于控制信號(hào)接收器的方法、以及采用所述信號(hào)接收器 及方法的GPS設(shè)備。
背景技術(shù)：
用于從圍繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星接收信號(hào)并確定相應(yīng)物體的當(dāng)前位置的全球?qū)Ш叫l(wèi) 星系統(tǒng)(GNSS)已經(jīng)被廣泛使用。特別是，在GNSS之中，全球定位系統(tǒng)(GPS)已經(jīng)是公知的。在實(shí)踐中，GPS接收器被設(shè)計(jì)成用于通過(guò)分析經(jīng)由GPS天線(xiàn)從多個(gè)GPS衛(wèi)星(例 如，四個(gè)或更多個(gè)衛(wèi)星)接收的衛(wèi)星波來(lái)得到位置信息、基于位置信息來(lái)計(jì)算GPS導(dǎo)航系統(tǒng) 的當(dāng)前位置、以及將用于指示當(dāng)前位置的位置數(shù)據(jù)輸出給導(dǎo)航設(shè)備。換言之，GPS接收器從 各衛(wèi)星接收信號(hào)，并對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以得到衛(wèi)星軌道信息。隨后，GPS接收器可以 根據(jù)GPS衛(wèi)星的軌道和時(shí)間信息以及所接收信號(hào)的延遲時(shí)間、使用聯(lián)立方程得出GPS接收 器的三維位置。GPS接收器的內(nèi)部時(shí)鐘與衛(wèi)星時(shí)鐘之間的差的任何影響均可以通過(guò)從四個(gè) 或更多個(gè)GPS衛(wèi)星接收信號(hào)來(lái)消除。為了每隔預(yù)定時(shí)間間隔(例如，每隔一秒)將GPS接收器的當(dāng)前位置通知給用 戶(hù)，連續(xù)跟蹤來(lái)自GPS衛(wèi)星的信號(hào)是方便的。通常，把要被GPS接收器用于定位計(jì)算的信 號(hào)稱(chēng)為L(zhǎng)1頻帶C/A(清除和捕獲或者粗測(cè)距和捕獲)碼。換言之，該信號(hào)是通過(guò)如下方式 得到的GPS信號(hào)使用通過(guò)用碼長(zhǎng)為1023且碼片速率為1. 023MHz的偽隨機(jī)噪聲(PRN)碼 對(duì)50bps(比特每秒)的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接擴(kuò)展而得到的信號(hào)、用二相相移鍵控(BPSK)方案對(duì) 1575. 42MHz的載波進(jìn)行調(diào)制。因此，期望PRN碼、載波以及數(shù)據(jù)的同步，以允許GPS接收器 從GPS衛(wèi)星接收信號(hào)。本領(lǐng)域中已經(jīng)使用的典型GPS接收器使用鎖相環(huán)(PLL)以用于GPS 信號(hào)載波同步，并且PLL的數(shù)量應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)于待接收信號(hào)的數(shù)量。如以上所提到的，為了允許典型的GPS接收器使用來(lái)自GPS衛(wèi)星的信號(hào)來(lái)執(zhí)行定 位計(jì)算，期望從四個(gè)或更多個(gè)GPS衛(wèi)星接收信號(hào)。因此，期望至少有四個(gè)獨(dú)立的PLL。在以下 描述中，把可以在地球上的特定區(qū)域接收其信號(hào)的GPS衛(wèi)星稱(chēng)為可見(jiàn)衛(wèi)星，把這種衛(wèi)星的 數(shù)量稱(chēng)為“可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)”?？梢?jiàn)衛(wèi)星數(shù)在開(kāi)放天空區(qū)域中大于或等于10，但基于季節(jié)、時(shí)間、 維度、經(jīng)度以及地形而定(見(jiàn)例如B. Hofmann-Wellenhof、H. Lichtenegger以及J. Collins 的"Global Positioning System :Theory and Practic，，, Springer-Verlag, Tokyo. 2005)。 如果可以盡可能多地同時(shí)跟蹤可見(jiàn)衛(wèi)星，則即使當(dāng)正在被跟蹤的接收信號(hào)的一部分被建筑 物和地理特征阻擋時(shí)，信號(hào)所來(lái)自的衛(wèi)星數(shù)量不大于四的頻率也會(huì)下降。這使得定位計(jì)算 因可接收衛(wèi)星數(shù)量的下降而中斷的頻率下降。用于執(zhí)行同步保持信道處理以從一個(gè)GPS衛(wèi) 星接收一個(gè)信號(hào)的部件在以下描述中將被稱(chēng)為“同步保持信道(synchronization-holding channel) ”。通常，在許多情形中，GPS接收器可以有八個(gè)或更多個(gè)同步保持信道。

發(fā)明內(nèi)容
要提供給同步保持信道的時(shí)鐘頻率(在許多衛(wèi)星中使用)在13至26MHz的范圍內(nèi)，以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)同步保持信道。另一方面，同步保持信道中PLL進(jìn)行處理的間隔可以為 例如每毫秒一次(即，lKHz)，這相比于上述時(shí)鐘頻率而言是非常小的頻率。在PLL的處理 間隔期間要進(jìn)行的處理只包括相位比較器的相位差計(jì)算以及環(huán)路濾波器的數(shù)據(jù)平滑處理， 以使得這種處理根據(jù)處理的內(nèi)容或規(guī)?？梢栽趲缀?0毫秒或更短的時(shí)間內(nèi)完成。雖然在PLL進(jìn)行處理的間隔期間進(jìn)行的處理的規(guī)模不是太大，但典型的GPS接收 器也包括相位比較器和環(huán)路濾波器(等于同步保持信道的數(shù)量)。這意味著，同步保持信道 數(shù)量的增加弓I起電路尺寸的增加。因此，期望提供新型的、改進(jìn)的信號(hào)接收器，用于控制信號(hào)接收器的方法，以及用 于信號(hào)接收器的計(jì)算機(jī)介質(zhì)產(chǎn)品。其中，兩個(gè)或更多個(gè)同步保持信道共用一個(gè)相位比較器 和一個(gè)環(huán)路濾波器，以避免電路尺寸因同步保持信道數(shù)量的增加而增加。根據(jù)本發(fā)明的任意實(shí)施例，多個(gè)同步保持信道共用一個(gè)相位比較器和一個(gè)環(huán)路濾 波器。因此，可以實(shí)現(xiàn)一種新型的、改進(jìn)的信號(hào)接收器、用于接收信號(hào)的方法以及GPS設(shè)備， 其能夠防止因同步保持信道數(shù)量的增加而導(dǎo)致的電路側(cè)增加。在第一方面，一種信號(hào)接收器包括輸入部，其接收來(lái)自多個(gè)信道的相應(yīng)多個(gè)信 號(hào)；復(fù)用器單元，其從輸入部接收所述多個(gè)信號(hào)并以時(shí)分方式選擇所述多個(gè)信號(hào)中的一個(gè) 信號(hào)；以及至少一個(gè)相位差檢測(cè)器，其從復(fù)用器單元接收所選信號(hào)，所述至少一個(gè)相位差檢 測(cè)器的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。在第二方面，在信號(hào)接收器中，所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中的每個(gè)相位差檢測(cè) 器包括相位檢測(cè)器和環(huán)路濾波器。在第三方面，在信號(hào)接收器中，復(fù)用器單元包括第一復(fù)用器，其從來(lái)自所述多個(gè) 信道的相應(yīng)I信號(hào)中選擇I信號(hào)；以及第二復(fù)用器，其從來(lái)自所述多個(gè)信道的相應(yīng)Q信號(hào)中 選擇Q信號(hào)。在第四方面，信號(hào)接收器進(jìn)一步包括載波數(shù)控振蕩器NC0，其接收所述至少一個(gè) 相位差檢測(cè)器的輸出。在第五方面，信號(hào)接收器進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)器，其保存信道號(hào)，復(fù)用器單元使用所 述信道號(hào)來(lái)選擇所述多個(gè)信號(hào)中與所保存的信道號(hào)相對(duì)應(yīng)的的一個(gè)信號(hào)。在第六方面，在信號(hào)接收器中，所述多個(gè)信道的數(shù)量為N，用于在所述至少一個(gè)相 位差檢測(cè)器中處理一個(gè)信道的相應(yīng)所選信號(hào)的時(shí)間為，在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中 對(duì)所選信號(hào)的處理之間的間隔為I；，以及所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量為M,
,,'N' 其中，」表示下取整函數(shù)符號(hào)，其中，&」為不超出x的最大整數(shù)，以及其中，[“1表示上取整函數(shù)符號(hào)，其中，「^為x以上的最小整數(shù)。在第七方面，一種信號(hào)處理方法，包括在輸入部處接收來(lái)自多個(gè)信道的相應(yīng)多個(gè) 信號(hào)；在用于從輸入部接收所述多個(gè)信號(hào)的復(fù)用器單元處，以時(shí)分方式選擇所述多個(gè)信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)；以及由相位差檢測(cè)器對(duì)來(lái)自復(fù)用器單元處的選擇的所選信號(hào)執(zhí)行至少一個(gè) 相位差檢測(cè)，所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。在第八方面，在所述信號(hào)接收方法中，所述執(zhí)行相位差檢測(cè)包括執(zhí)行相位檢測(cè)和 執(zhí)行環(huán)路濾波。在第九方面，在所述信號(hào)接收方法中，所述選擇包括第一選擇，用于從來(lái)自所述 多個(gè)信道的相應(yīng)I信號(hào)中選擇I信號(hào)；以及第二選擇，用于從來(lái)自所述多個(gè)信道的相應(yīng)Q信 號(hào)中第二選擇Q信號(hào)。在第十方面，所述信號(hào)接收方法進(jìn)一步包括對(duì)在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器處 執(zhí)行相位差檢測(cè)的輸出進(jìn)行載波數(shù)控振蕩。在第十一方面，所述信號(hào)接收方法進(jìn)一步包括保存信道號(hào)，并在選擇所述多個(gè)信 號(hào)中與保存的信道號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)時(shí)使用所述保存的信道號(hào)。在第十二方面，所述在信號(hào)接收方法中，在執(zhí)行相位差檢測(cè)時(shí)，所述多個(gè)信道的數(shù) 量為N，用于在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中處理一個(gè)信道的相應(yīng)所選信號(hào)的時(shí)間為，在 所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中對(duì)所選信號(hào)的處理之間的間隔為I，以及所述至少一個(gè)相位 差檢測(cè)器的數(shù)量為M,
,,「aH其中，似=^以及
L=T1 k」，其中，[」表示下取整函數(shù)符號(hào)，其中，&」為不超出x的最大整數(shù)，以及其中，「1表示上取整函數(shù)符號(hào)，其中，「^為x以上的最小整數(shù)。在第十三方面，一種全球定位系統(tǒng)GPS設(shè)備，包括頻率轉(zhuǎn)換器，其接收來(lái)自多個(gè) 全球定位系統(tǒng)的相應(yīng)多個(gè)GPS信號(hào)；同步保持電路，其保持GPS信號(hào)中的特定GPS信號(hào)，并 包括復(fù)用器單元，其從頻率轉(zhuǎn)換器接收所述多個(gè)信號(hào)，并以時(shí)分方式選擇所述多個(gè)信號(hào)中 的一個(gè)信號(hào)；以及至少一個(gè)相位差檢測(cè)器，其從復(fù)用器單元接收所選信號(hào)，所述至少一個(gè)相 位差檢測(cè)器的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。在第十四方面，在所述GPS設(shè)備中，所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中的每個(gè)相位差 檢測(cè)器包括相位檢測(cè)器和環(huán)路濾波器。在第十五方面，在所述GPS設(shè)備中，復(fù)用器單元包括第一復(fù)用器，其從來(lái)自所述 多個(gè)信道的相應(yīng)I信號(hào)中選擇I信號(hào)；以及第二復(fù)用器，其從來(lái)自所述多個(gè)信道的相應(yīng)Q信 號(hào)中選擇Q信號(hào)。在第十六方面，在所述GPS設(shè)備中，同步保持電路進(jìn)一步包括載波數(shù)控振蕩器 NC0,其接收所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的輸出。在第十七方面，在所述GPS設(shè)備中，同步保持電路進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)器，其保存信 道號(hào)，復(fù)用器單元使用所述信道號(hào)來(lái)選擇所述多個(gè)信號(hào)中與保存的信道號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)信 號(hào)。在第十八方面，在所述GPS設(shè)備中，所述多個(gè)信道的數(shù)量為N，用于在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中處理一個(gè)信道的相應(yīng)所選信號(hào)的時(shí)間為1\，在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè) 器中對(duì)所選信號(hào)的處理之間的間隔為L(zhǎng)，以及所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量為M,其中，擬=7以及
L=Ti
LnJ，其中，」表示下取整函數(shù)符號(hào)，其中，|_x」為不超出x的最大整數(shù)，以及其中，「1表示上取整函數(shù)符號(hào)，其中，「xl為x以上的最小整數(shù)。在第十九方面，一種信號(hào)接收器，包括用于接收來(lái)自多個(gè)信道的相應(yīng)多個(gè)信號(hào)的 裝置；用于以時(shí)分方式從來(lái)自所述用于接收的裝置的所述多個(gè)信號(hào)中選擇所述多個(gè)信號(hào)中 的一個(gè)信號(hào)的裝置；至少一個(gè)以下裝置，所述裝置用于檢測(cè)來(lái)自所述用于選擇的裝置的所 選信號(hào)的相位差，所述至少一個(gè)用于檢測(cè)相位差的裝置的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。在第二十方面，所述信號(hào)接收器進(jìn)一步包括對(duì)所述至少一個(gè)用于檢測(cè)相位差的 裝置的輸出進(jìn)行載波數(shù)控振蕩的裝置。在第二十一方面，所述信號(hào)接收器進(jìn)一步包括用于保存信道號(hào)的裝置，所述用于 選擇的裝置使用所述信道號(hào)來(lái)選擇所述多個(gè)信號(hào)中與保存的信道號(hào)對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS接收器的配置的圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS接收器中的同步保持信道的配置的圖；圖3是示出了已經(jīng)在本領(lǐng)域中使用的現(xiàn)有GPS接收器的同步保持信道中使用的 PLL的配置的圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的同步保持信道中的PLL的配置的圖；圖5是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中一個(gè)實(shí)施例的用于生成相位差檢測(cè) 器的處理開(kāi)始信號(hào)的方法的圖；以及圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于控制PLL中的計(jì)數(shù)器的方法的流程 圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。在以下描述和附圖中，具 有基本上相同的功能配置的元件將被標(biāo)注同樣的附圖標(biāo)記，并因此在下文中將略去其詳細(xì) 描述。將按如下次序進(jìn)行說(shuō)明。<1.示例性實(shí)施例〉[1-1.接收器的配置][1-2.同步保持信道的配置][1-3 典型PLL的配置]
[1-4 本實(shí)施例的PLL的配置][1-5.用于生成相位差檢測(cè)器的處理開(kāi)始信號(hào)的方法以及用于控制計(jì)數(shù)器的方 法]<2.結(jié)論〉<1.示例性實(shí)施例>[1-1.接收器的配置]將對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的接收器的配置進(jìn)行描述，所述接收器用于接收從全球?qū)?航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)中的至少四個(gè)衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，然后基于所接收的信號(hào)計(jì)算其位置。本 實(shí)施例采用在日本廣泛使用的全球定位系統(tǒng)(GPS)，并且下面所描述的GPS接收器是對(duì)應(yīng) 于GPS的接收器的示例。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS接收器10的配置的圖。在下文中，將參照 圖1對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS接收器10的配置進(jìn)行描述。圖1中所示的GPS接收器10從至少四個(gè)或更多個(gè)全球定位系統(tǒng)(GPS)接收信號(hào) 并隨后基于所接收的信號(hào)計(jì)算所述接收器的位置。具體地，圖1中所示的GPS接收器10接 收被稱(chēng)為L(zhǎng)1頻帶C/A碼的擴(kuò)頻信號(hào)波作為接收信號(hào)。如圖1中所示，當(dāng)對(duì)正在被接收的接 收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，GPS接收器10將用于取得GPS接收器自身生成的按照偽隨機(jī)(PRN)次 序的擴(kuò)展碼(PRN碼)與接收信號(hào)的PRN碼之間的同步的功能和用于維持PRN碼與承載波 (載波)之間的同步的功能分開(kāi)。以此方式把功能分開(kāi)可以使得同步的取得加快，同時(shí)在 GPS接收器10中維持小的電路尺寸。當(dāng)然，本實(shí)施例不限于GPS接收器，如以上所描述的 GPS接收器?？商孢x地，本實(shí)施例顯然可應(yīng)用于用于接收從組成GNSS的兩個(gè)或更多個(gè)衛(wèi)星發(fā) 送的信號(hào)并計(jì)算GPS接收器自身位置的各種接收器。如圖1中所示，GPS接收器10包括晶體振蕩器(晶體振蕩器；X0) 11，用于生成具 有預(yù)定發(fā)送頻率的發(fā)送信號(hào)D1 ；溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCX0) 12，用于生成具有預(yù)定振蕩頻 率F。s。的振蕩信號(hào)D2，振蕩頻率Fosc不同于X011的振蕩頻率；以及倍頻器/分頻器12，用 于使從TCX012提供的振蕩信號(hào)D2加倍和/或?qū)φ袷幮盘?hào)D2進(jìn)行劃分。X0 11生成振蕩信號(hào)D1，比如，具有約32. 768KHz預(yù)定振蕩頻率的振蕩信號(hào)。X0 11將生成的振蕩信號(hào)D1提供給如后面所描述的實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC) 27。TCX0 12生成與從X0 11生成的信號(hào)不同的信號(hào)。例如，TCX0 12生成具有約16. 368MHz預(yù)定振蕩頻率F。s。的振 蕩信號(hào)D2。TCX0 12將生成的振蕩信號(hào)D2提供給倍頻器/分頻器13和頻率合成器18。倍 頻器/分頻器13以預(yù)定倍率、響應(yīng)于從中央處理單元(CPU) 26提供的控制信號(hào)D3而將從 TCX0 12提供的振蕩信號(hào)D2加倍和/或以預(yù)定倍減率倍減。倍頻器/分頻器13提供振蕩 信號(hào)。D4被加倍和/或倍減到后面所描述的同步取得單元24、后面所描述的同步保持信道 單元25、CPU26、后面所描述的定時(shí)器28、以及后面所描述的存儲(chǔ)器29。另外，GPS接收器10包括天線(xiàn)14，其接收從GPS衛(wèi)星發(fā)送的射頻(RF)信號(hào)；低 噪聲放大器(LNA) 15，其對(duì)天線(xiàn)14接收的RF信號(hào)D5進(jìn)行放大；以及帶通濾波器(BPF) 16， 其準(zhǔn)許被LNA 15放大的RF信號(hào)D6的分量之中的預(yù)定頻帶分量通過(guò)。GPS接收器10還包 括放大器17，其對(duì)通過(guò)BPF 16的放大RF信號(hào)D7進(jìn)行進(jìn)一步放大；以及頻率合成器18， 其響應(yīng)于從TCX0 12提供的振蕩信號(hào)D2來(lái)生成具有預(yù)定頻率的本地振蕩信號(hào)D10。另外，GPS接收器10包括乘法器19，其將具有預(yù)定頻率Fkf的(經(jīng)放大器17放大的)放大 RF信號(hào)D8乘以從頻率合成器18提供的本地振蕩信號(hào)D10。GPS接收器10進(jìn)一步包括放 大器20，其對(duì)(用乘法器19通過(guò)乘法進(jìn)行了下變頻的)具有預(yù)定頻率FIF的中頻(IF)信 號(hào)D11進(jìn)行放大。GPS接收器10進(jìn)一步包括低通濾波器(LPF)21，其允許被放大器20放 大的放大IF信號(hào)D12的分量中的預(yù)定頻帶分量通過(guò)。此外，GPS接收器10包括模擬/數(shù) 字轉(zhuǎn)換器(A/D)22，其將通過(guò)LPF 21的模擬格式的放大IF信號(hào)D13轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式的放大 IF信號(hào)D14。天線(xiàn)14接收從GPS衛(wèi)星發(fā)射的RF信號(hào)。例如，天線(xiàn)14可以接收從GPS衛(wèi)星發(fā) 射的頻率為1575. 42MHz的擴(kuò)頻RF信號(hào)。隨后，由天線(xiàn)14接收的RF信號(hào)D5被提供給LNA 15。LNA 15對(duì)天線(xiàn)14接收的RF信號(hào)D5進(jìn)行放大。LNA 15把通過(guò)對(duì)所接收的RF信 號(hào)D5進(jìn)行放大而得到的放大的RF信號(hào)D6提供給BPF16。BPF 16為所謂的表面聲波(SAW)濾波器，其允許被LNA 15放大的RF信號(hào)D6的分 量之中的預(yù)定頻帶分量通過(guò)BPF16。通過(guò)BPF 16的放大RF信號(hào)D7被提供給放大器17。放大器17對(duì)通過(guò)BPF 16的放大RF信號(hào)D7進(jìn)行進(jìn)一步放大。然后，放大器17把 具有157. 42MHz預(yù)定頻率Fkf的進(jìn)一步放大的RF信號(hào)D8提供給乘法器19。頻率合成器18在從CPU 26提供的控制信號(hào)D9的控制下，響應(yīng)于從TCX0 12提供 的振蕩信號(hào)D2而生成具有預(yù)定頻率的本地振蕩信號(hào)D10。頻率合成器18把生成的本 地振蕩信號(hào)D10提供給乘法器19。乘法器19將經(jīng)放大器17放大了的具有預(yù)定頻率Fkf的放大RF信號(hào)D8乘以從頻 率合成器18提供的本地振蕩信號(hào)D10，以對(duì)放大的RF信號(hào)D8進(jìn)行下變頻。例如，乘法器19 生成具有約1. 023MHz預(yù)定頻率Fif的IF信號(hào)Dll。IF信號(hào)D11隨后被提供給放大器20。放大器20對(duì)乘法器19進(jìn)行了下變頻的IF信號(hào)D11進(jìn)行放大。放大器20把通過(guò) 對(duì)IF信號(hào)D11進(jìn)行放大而得到的放大IF信號(hào)D12提供給LPF 21。LPF 21允許被放大器20放大的IF信號(hào)D12的分量之中的頻率低于預(yù)定頻率的分 量通過(guò)。通過(guò)LPF 21的放大IF信號(hào)D13隨后被提供給A/D轉(zhuǎn)換器22。A/D轉(zhuǎn)換器22把通過(guò)LPF 21的模擬類(lèi)型的放大IF信號(hào)D13轉(zhuǎn)換成數(shù)字類(lèi)型的放 大IF信號(hào)D14。A/D轉(zhuǎn)換器22進(jìn)行了轉(zhuǎn)換的放大IF信號(hào)D14被提供給同步取得單元24 和同步保持信道單元25。此外，在GPS接收器10的以上結(jié)構(gòu)部件之中，LNA 15、放大器17和20、BPF 16、頻 率合成器18、乘法器29、LPF 21、以及A/D轉(zhuǎn)換器22形成頻率轉(zhuǎn)換器23。此處，例如，頻率 轉(zhuǎn)換器23可以把天線(xiàn)14接收到的具有1575. 42MHz高頻的所接收的RF信號(hào)D5下變頻成 具有約1. 023MHz低頻Fif的放大IF信號(hào)D14，以容易地進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。此外，GPS接收器10包括同步取得單元24，其取得GPS接收器10自身生成的PRN 碼與從A/D轉(zhuǎn)換器22提供的放大IF信號(hào)D14的PRN碼之間的同步，并檢測(cè)放大IF信號(hào) D14的載波頻率。另外，GPS接收器10還包括同步保持信道單元25，其保持PRN碼與從A/ D轉(zhuǎn)換器22提供的放大IF信號(hào)D14的PRN碼之間的同步，并對(duì)消息進(jìn)行調(diào)制。GPS接收器 10進(jìn)一步包括CPU 26，其通過(guò)整體上控制各部件來(lái)執(zhí)行各種算術(shù)處理。此外，GPS接收器 10包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)27，其基于從X011提供的振蕩信號(hào)D1來(lái)測(cè)量時(shí)間；定時(shí)器28，作為CPU 26的內(nèi)部時(shí)鐘；以及存儲(chǔ)器29，比如，隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。同步取得單元24在CPU 26的控制下，基于從倍頻器/分頻器13提供的加倍的和 /或倍減的振蕩信號(hào)D4來(lái)執(zhí)行從A/D轉(zhuǎn)換器22提供的放大IF信號(hào)D14的PRN碼的同步取 得。另外，同步取得單元24檢測(cè)放大IF信號(hào)D14的載波頻率。在執(zhí)行PRN碼的同步取得 以及載波頻率的檢測(cè)時(shí)，同步取得單元24執(zhí)行具有粗略準(zhǔn)確度的同步取得。此外，可以使 用任意結(jié)構(gòu)部件(比如，滑動(dòng)相關(guān)器或者匹配的濾波器)執(zhí)行同步取得單元24中的同步取 得。同步取得單元24把用于標(biāo)識(shí)檢測(cè)到的GPS衛(wèi)星的衛(wèi)星號(hào)、PRN碼的相位以及載波頻率 提供給同步保持信道單元25和CPU 26。同步保持信道單元25在CPU 26的控制下，基于從倍頻器/分頻器13提供的加 倍的和/或倍減的振蕩信號(hào)D4來(lái)執(zhí)行從A/D轉(zhuǎn)換器22提供的放大IF信號(hào)D14的PRN碼 的同步取得。另外，同步保持信道單元25對(duì)放大IF信號(hào)D14中的導(dǎo)航消息進(jìn)行解碼。在 保持PRN碼與載波之間的同步以及對(duì)導(dǎo)航消息進(jìn)行解碼時(shí)，同步保持信道單元25使用衛(wèi)星 號(hào)、PRN碼的相位以及載波頻率作為初始值來(lái)開(kāi)始其操作。同步保持單元25并行地對(duì)來(lái)自 多個(gè)GPS衛(wèi)星的放大IF信號(hào)D14執(zhí)行同步保持處理，然后提供檢測(cè)到的PRN碼的相位、載 波頻率以及導(dǎo)航消息。CPU 26獲取從同步保持信道單元25提供的PRN碼的相位、載波頻率以及導(dǎo)航消 息?；谶@些類(lèi)別的信息，CPU 26執(zhí)行各種算術(shù)處理，比如，用于計(jì)算CPU 26自身三維位置 的處理以及用于校正相應(yīng)GPS接收器10的時(shí)間信息的處理。另外，CPU 26執(zhí)行對(duì)相應(yīng)GPS 接收器10中每個(gè)部分以及各種外設(shè)(外圍設(shè)備)和外部輸入/輸出(I/O)終端的控制。RTC 27基于從X0 11提供的振蕩信號(hào)D1來(lái)測(cè)量時(shí)間。RTC 27測(cè)量的時(shí)間信息用 作替代物，直到得到GPS衛(wèi)星的正確時(shí)間信息為止。當(dāng)?shù)玫紾PS衛(wèi)星的正確時(shí)間信息時(shí)，則 CPU 26控制X0 11適當(dāng)?shù)匦Ｕ龝r(shí)間信息。定時(shí)器28用作CPU 26的內(nèi)部時(shí)鐘，并用于為各結(jié)構(gòu)部件的操作生成各種定時(shí)信 號(hào)和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。例如，在GPS接收器10中，定時(shí)器28生成如下這種定時(shí)用于與同步取得 單元24同步獲取的PRN碼的相位同步地發(fā)起同步保持單元25中的PRN碼生成器的操作的 定時(shí)。存儲(chǔ)器29可以是隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM)。在存儲(chǔ)器29中， RAM可以用作用于由CPU 26等進(jìn)行各種處理的工作區(qū)。RAM可以用于緩存各種輸入數(shù)據(jù)以 及保存中間數(shù)據(jù)、星歷表和歷書(shū)數(shù)據(jù)(比如，同步保持信道單元得到的衛(wèi)星軌道信息)、以 及處理期間生成的中間數(shù)據(jù)和算術(shù)結(jié)果數(shù)據(jù)。另外，存儲(chǔ)器29可以是用于存儲(chǔ)各種程序和 固定數(shù)據(jù)的ROM。另外，存儲(chǔ)器29可以是非易失性存儲(chǔ)器，用于即使當(dāng)GPS接收器10的電 源關(guān)斷時(shí)也存儲(chǔ)星歷表和歷書(shū)數(shù)據(jù)(比如，衛(wèi)星的軌道信息)、定位信息以及定位結(jié)果的定 位信息、TCX0 12的誤差量等。在GPS接收器10中，同步取得單元24、同步保持信道單元25、CPU26、RTC 27、定時(shí) 器28以及存儲(chǔ)器29形成基帶處理部分。在具有這些部件中的每個(gè)部件的GPS接收器10 中，以集成單個(gè)電路的形式提供的解調(diào)器電路30由至少除了 X0 1UTCX0 12、天線(xiàn)14、LNA 15以及BPF 16以外的部件形成。GPS接收器10從至少四個(gè)GPS衛(wèi)星接收RF信號(hào)，頻率轉(zhuǎn)換器23隨后把這些RF信 號(hào)轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)。然后，同步取得單元24執(zhí)行PRN碼的同步取得以及載波頻率的檢測(cè)。同步保持信道單元25執(zhí)行PRN碼和載波的同步保持以及導(dǎo)航消息的解調(diào)。然后，GPS接收器 10基于PRN碼的相位、載波頻率以及導(dǎo)航消息，由CPU 26計(jì)算GPS接收器10的三維位置。在以上描述中，參照?qǐng)D1對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS接收器10的配置進(jìn)行了描 述?？商孢x地，GPS接收器10可以具有與圖1中所示的配置不同的另一配置，并且可以包括 能夠用于存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)(比如，用于用戶(hù)接口的顯示數(shù)據(jù))和應(yīng)用的存儲(chǔ)單元、可由用戶(hù)操 作的操作單元、以及用于顯示目前位置信息的顯示單元、等等。在以上的GPS接收器10中， 例如，以上結(jié)構(gòu)部件可以經(jīng)由作為數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路的總線(xiàn)來(lái)彼此相連。如上所述，在CPU 26控制下的同步保持信道單元25基于從倍頻器/分頻器13提 供的加倍的和/或倍減的振蕩信號(hào)D4來(lái)執(zhí)行從A/D轉(zhuǎn)換器22提供的放大IF信號(hào)D14的 載波和PRN碼與載波之間的同步保持，同時(shí)，執(zhí)行放大IF信號(hào)D14中所包含的導(dǎo)航消息的 解調(diào)。同步保持單元25并行地對(duì)來(lái)自多個(gè)GPS衛(wèi)星的放大IF信號(hào)D14執(zhí)行同步保持處 理，并隨后把檢測(cè)到的PRN碼的相位、載波頻率以及導(dǎo)航消息提供給CPU 26。然后，將對(duì)如 下這種部分的配置進(jìn)行描述其中，針對(duì)來(lái)自多個(gè)GPS信號(hào)的放大IF信號(hào)D14的特定GPS 衛(wèi)星信號(hào)的同步保持(在下文中，稱(chēng)為同步保持信道)。[1-2.同步保持信道的配置]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS接收器10中的同步保持單元25的配置的 圖?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，在以下描述中，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS接收器10中的同步保持單 元25的配置進(jìn)行描述。同步保持對(duì)來(lái)自多個(gè)GPS信號(hào)的放大IF信號(hào)D14的特定GPS衛(wèi)星信號(hào)執(zhí)行保持 (在下文中，稱(chēng)為同步保持信道)。同步保持單元25包括鎖相環(huán)(PLL) 101，其對(duì)載波的信 道執(zhí)行同步保持；延遲鎖定環(huán)(DLL) 102，其對(duì)PRN碼的信道執(zhí)行同步保持；以及PRN碼生成 器130，其生成CPU 26指定的特定GPS衛(wèi)星的PRN碼。PLL 101對(duì)來(lái)自多個(gè)GPS衛(wèi)星的放大IF信號(hào)D14的特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波信道 執(zhí)行同步保持，隨后輸出正在被跟蹤的GPS衛(wèi)星的載波頻率。如此所得到的載波頻率被提 供給DLL 102，并且還經(jīng)由CPU 26用于定位計(jì)算。另外，PLL 101還執(zhí)行導(dǎo)航消息的提取， 提取的導(dǎo)航消息隨后被提供給CPU 26。DLL 102對(duì)來(lái)自多個(gè)GPS衛(wèi)星的放大IF信號(hào)D14的特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的PRN信 號(hào)信道執(zhí)行同步保持，隨后輸出正在被跟蹤的GPS衛(wèi)星的頻率以及PRN碼的相位。在DLL 102中所得到的PRN碼的相位被提供給PLL 101，并且還經(jīng)由CPU 26用于定位計(jì)算。另外， 把所得到的PRN碼頻率提供給PRN碼生成器130。PRN碼生成器130生成與從DLL 102得到的PRN碼頻率相對(duì)應(yīng)的PRN碼。生成的 PRN碼的類(lèi)型取決于要同步的GPS衛(wèi)星的種類(lèi)，并且從CPU 26提供。在以上描述中，對(duì)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的GPS接收器10中的同步保持單元25 的配置進(jìn)行了描述。接下來(lái)，將在對(duì)典型GPS接收器10的同步保持信道中使用的PLL的示 例性配置進(jìn)行描述之后，對(duì)圖2中所示的同步保持信道100中使用的PLL 101的配置進(jìn)行 描述。[1-3 典型PLL的配置]圖3是示出了已經(jīng)在本領(lǐng)域中使用的現(xiàn)有GPS接收器的同步保持信道中使用的PLL 40的配置的圖。如圖3中所示，現(xiàn)有GPS接收器的同步保持信道中使用的PLL 40包 括混頻器41、42和43 ；LPF 44和45 ；相位檢測(cè)器46 ；環(huán)路濾波器47 ；以及載波數(shù)控振蕩 器(NC0)48。繼而，GPS接收器中包括的圖3中所示的PLL 40的數(shù)量等于同步保持信道的數(shù)量?；祛l器41用于移除(或者反向擴(kuò)展)從A/D轉(zhuǎn)換器22提供的放大的IF信號(hào)D14 中的特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的PRN碼。將放大的IF信號(hào)D14乘以從PRN碼生成器130輸出的 PRN碼的延遲(提示或守時(shí))信號(hào)D104。隨后，混頻器41進(jìn)行了反向擴(kuò)展的信號(hào)被提供給 混頻器42和43?；祛l器42將混頻器41的輸出乘以從載波NC0 48輸出的余弦(cos)分量，以從混 頻器41的輸出中取出特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的同相分量(I分量)。作為結(jié)果，I分量IP包括正 在被跟蹤的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波頻率與從NC0 48生成的載波的頻率之間的和以及差。隨 后，在混頻器42中得到的I分量IP被提供給LPF 44。為了從混頻器41的輸出中取出特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波的正交分量(正交相位； Q分量)QP，將混頻器41的輸出乘以從NC0 48輸出的正弦(sin)分量。作為結(jié)果，Q分量QP 包括正在被跟蹤的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波頻率與從NC0 48生成的載波的頻率之間的和以及 差。Q分量QP被提供給LPF 45。LPF 44和45從正在被跟蹤的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波頻率以及從NC048生成的載波 頻率中取出相應(yīng)混頻器42和43的輸出中的兩個(gè)頻率分量的和以及差之中的頻率差。LPF 44和45中的每個(gè)都具有移除噪聲的作用。LPF 44和45中每個(gè)LPF的輸出被提供給相位 檢測(cè)器46。相位檢測(cè)器46分別根據(jù)通過(guò)LPF 44和45的I分量IP和Q分量QP來(lái)計(jì)算正在被 跟蹤的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波與從NC0 48生成的載波之間的相位差。隨后，將相位檢測(cè)器46 得到的相位差提供給環(huán)路濾波器47。環(huán)路濾波器47是一種用于根據(jù)相位檢測(cè)器46生成的相位差信息來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的環(huán) 路響應(yīng)、同時(shí)移除不必要的噪聲的LPF。CPU 26為環(huán)路濾波器47提供用于期望環(huán)路響應(yīng)的 適當(dāng)參數(shù)。來(lái)自環(huán)路濾波器47的輸出被提供給載波NC0 48。載波NC0 48根據(jù)輸入來(lái)生成與頻率對(duì)應(yīng)的載波信號(hào)。載波NC0 48隨后輸出用作 標(biāo)準(zhǔn)的載波信號(hào)D101以及與載波信號(hào)D101具有90度相移的信號(hào)D102。從載波NC0 48， 將輸出信號(hào)D101提供給混頻器42并將輸出信號(hào)D102提供給混頻器48。在以上描述中，對(duì)典型GPS接收器的同步保持信道中使用的PLL 40的配置進(jìn)行了 描述。如上所述，對(duì)于這種典型GPS接收器，為每個(gè)同步保持信道提供一個(gè)PLL。因此，每個(gè) 同步保持信道即需要相位檢測(cè)器46也需要環(huán)路濾波器47，并且所需要的相位檢測(cè)器46和 環(huán)路濾波器47的數(shù)量等于同步保持信道的數(shù)量。因此，如上所述，在典型的GPS接收器中， 即使在PLL處理間隔期間要進(jìn)行的處理的規(guī)模不是太大的情況下，電路尺寸也會(huì)因?yàn)樾枰?與同步保持信道的數(shù)量相同數(shù)量的相位檢測(cè)器和環(huán)路濾波器而增加。這里，如現(xiàn)在所描述的，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GPS接收器中，多個(gè)同步保持信道 共用PLL的相位比較器和環(huán)路濾波器并且按分時(shí)(timesharing)的方式進(jìn)行處理，這防止 了期望的電路尺寸增加。[1-4.本示例性實(shí)施例的PLL的配置]
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例中的一個(gè)示例性實(shí)施例的同步保持單元 25中的PLL 111的配置的圖。現(xiàn)在參照?qǐng)D4，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的同步保持單元25中 使用的PLL 111的配置進(jìn)行描述。如圖4中所示，PLL 111包括混頻器103，其去除從A/D轉(zhuǎn)換器22提供的放大IF 信號(hào)D14中的特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的PRN碼；混頻器104，其取出特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波的 I分量IP ；混頻器105，其取出特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波的Q分量QP ；以及LPF 106和107， 其去除頻帶限制所引起的不期望有的頻率分量，比如噪聲。另外，PLL 111還包括相位檢 測(cè)器113，其參考I分量IP與Q分量QP之間的比率來(lái)檢測(cè)所接收的GPS衛(wèi)星信號(hào)中的載波 與從載波數(shù)控振蕩器(載波NC0) 110生成的載波之間的相位差；以及環(huán)路濾波器114，其使 從相位檢測(cè)器113輸出的相位差平滑。另外，PLL 111還包括載波NC0 110，其去除正在被 跟蹤的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波；復(fù)用器(MUX) 116，其在來(lái)自多個(gè)信道的I信號(hào)之中選擇連接 到相位檢測(cè)器113的I信號(hào)；以及復(fù)用器(MUX) 115，其在來(lái)自多個(gè)信道的Q信號(hào)之中選擇 連接到相位檢測(cè)器113的Q信號(hào)。此外，PLL 111包括解復(fù)用器(DEMUX)117，其在來(lái)自多 個(gè)信道的載波NC0 110之中選擇連接到環(huán)路濾波器114的載波NC0 110 ；以及計(jì)數(shù)器118， 其保存復(fù)用器115和116以及解復(fù)用器117應(yīng)當(dāng)選擇哪個(gè)信道信號(hào)。此外，PLL 111包括 寄存器119，其保存多個(gè)信道中每個(gè)信道的在環(huán)路濾波器中生成的中間結(jié)果。分別提供等于同步保持信道的數(shù)量的混頻器103、104以及105 ；LPF106和107 ；以 及載波NC0 110。相比較而言，相位檢測(cè)器113、環(huán)路濾波器114、計(jì)數(shù)器118、寄存器119、復(fù) 用器115和116、以及解復(fù)用器117的所需數(shù)量小于同步保持信道的數(shù)量。這里，效率的顯 著改進(jìn)是在同步保持信道的數(shù)量與相位差檢測(cè)器112的數(shù)量之間的關(guān)系中實(shí)現(xiàn)的，其中每 個(gè)相位差檢測(cè)器包括相位檢測(cè)器113和環(huán)路濾波器114。在本實(shí)施例中，確定所需相位差檢測(cè)器112的數(shù)量M，使得它將會(huì)小于同步保持信 道的數(shù)量則^^>2)^>11)。現(xiàn)在，將對(duì)在具體地給定N時(shí)如何確定M進(jìn)行描述。首先，計(jì) 算一個(gè)相位差檢測(cè)器112的可共用同步保持信道的最大數(shù)量L。如果把用于相位檢測(cè)器中 的處理時(shí)間定義成并把PLL的處理間隔定義成I；，則一個(gè)相位差檢測(cè)器112的可共用同 步保持信道的最大數(shù)量L被確定為使得最大數(shù)量L將會(huì)滿(mǎn)足以下公式(1)in. (公式 1)，其中，[」表示下取整函數(shù)符號(hào)，其中，b」為不超出x的最大整數(shù)。例如，如果Tq= lms并且I\ = 15ii s，則M滿(mǎn)足如下公式(2)
M =— L. (公式2)，其中，「"J表示上取整函數(shù)符號(hào)，其中，fx"]為x以上的最小整數(shù)。例如，如果N = 20并且L = 67，則M = 1。如果N = 20并且L = 15，則M = 2。這里，在以下描述中，為了簡(jiǎn)化解釋?zhuān)淹奖３中诺赖臄?shù)量N設(shè)置為八(8)，把相
14位差檢測(cè)器112的數(shù)量M設(shè)置為一(1)。然而，該數(shù)量可以更大或更小，只要其滿(mǎn)足上述條 件。混頻器103用于移除(或者反向擴(kuò)展)從A/D轉(zhuǎn)換器22提供的放大IF信號(hào)D14 中的特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的PRN碼。將放大IF信號(hào)D14乘以從PRN碼生成器130輸出的PRN 碼的提示或守時(shí)信號(hào)。隨后把混頻器103進(jìn)行了反向擴(kuò)展的信號(hào)提供給混頻器104和105?；祛l器104將混頻器103的輸出乘以從載波NC0 110輸出的余弦分量，以從混頻 器104的輸出中取出特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的I分量IP。作為結(jié)果，I分量IP包括正在被跟蹤 的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波頻率與從NC0 110生成的載波的頻率之間的和以及差。隨后把在混 頻器104中得到的I分量IP提供給LPF 106?；祛l器105將混頻器103的輸出乘以從載波NC0 110輸出的正弦分量，以從混頻 器103的輸出中取出特定GPS衛(wèi)星信號(hào)的Q分量QP。作為結(jié)果，Q分量QP包括正在被跟蹤 的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波頻率與從NC0110生成的載波的頻率之間的和以及差。把混頻器105 取出的Q分量QP提供給LPF 107。LPF 106和107從正在被跟蹤的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波頻率以及從NC0 110生成的 載波頻率中濾除混頻器104和105的相應(yīng)輸出中的兩個(gè)頻率分量之間的和以及差之中的頻 率差。LPF 106和107中的每個(gè)都具有移除噪聲的作用。分別通過(guò)后面所描述的復(fù)用器115 和116把LPF 106和107中每個(gè)LPF的輸出提供給相位檢測(cè)器113。相位檢測(cè)器113分別根據(jù)通過(guò)LPF 44和45的I分量IP和Q分量QP來(lái)計(jì)算正在 被跟蹤的GPS衛(wèi)星信號(hào)的載波與從NC0 48生成的載波之間的相位差。隨后把相位檢測(cè)器 113得到的相位差信息提供給環(huán)路濾波器114。環(huán)路濾波器114是一種用于根據(jù)相位檢測(cè)器113生成的相位差信息來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的 環(huán)路響應(yīng)并同時(shí)移除不必要的噪聲的LPF。CPU 26為環(huán)路濾波器114提供用于期望環(huán)路響 應(yīng)的適當(dāng)參數(shù)。通過(guò)后面所描述的復(fù)用器117把來(lái)自環(huán)路濾波器114的輸出提供給載波 NC0 110。載波NC0 110根據(jù)輸入來(lái)生成與頻率對(duì)應(yīng)的載波信號(hào)。載波NC0110隨后輸出用作 標(biāo)準(zhǔn)的載波信號(hào)D101以及與載波信號(hào)D101具有90度相移的信號(hào)D102。從載波NC0 110， 把輸出信號(hào)D101提供給混頻器104并把輸出信號(hào)D102提供給混頻器105。復(fù)用器115和116中的每個(gè)復(fù)用器用于在來(lái)自多個(gè)同步保持信道的LPF 106和 107的輸出之中選擇來(lái)自特定同步保持信道的輸出。計(jì)數(shù)器118中保存要選擇的同步保持 信道。根據(jù)多個(gè)同步保持信道的載波NC0 110，解復(fù)用器117用于選擇要連接到環(huán)路濾波器 114的信道。計(jì)數(shù)器118中以信道號(hào)的形式保存要選擇的同步保持信道的信息。計(jì)數(shù)器118保存信道號(hào)，所述信道號(hào)用于由復(fù)用器115和116以及解復(fù)用器117 在多個(gè)同步保持信道的信號(hào)之中選擇特定同步保持信道的信號(hào)。在本實(shí)施例中，在同步保 持信道的數(shù)量等于八的情況下，保存信道號(hào)0至7。用于控制計(jì)數(shù)器118的計(jì)數(shù)器值的方法 將在后面進(jìn)行描述。寄存器119是用于存儲(chǔ)從環(huán)路濾波器114生成的中間結(jié)果的空間。寄存器119可 以使用觸發(fā)器(flip-flop)或RAM實(shí)現(xiàn)，但不限于此。環(huán)路濾波器114生成的中間結(jié)果對(duì) 于各個(gè)同步保持信道是不同的。因此，寄存器119期望配備與同步保持信道的數(shù)量相對(duì)應(yīng) 的可用存儲(chǔ)空間。計(jì)數(shù)器118規(guī)定中間結(jié)果在寄存器119中存儲(chǔ)于哪個(gè)信道區(qū)域中或者下次要使用的中間結(jié)果從哪個(gè)信道區(qū)域中取出。信號(hào)D201是如下這種信號(hào)其代表環(huán)路濾波器114的計(jì)算結(jié)束并發(fā)起對(duì)下一個(gè)同 步保持信道的相位差檢測(cè)，此處理將由相位檢測(cè)器113和環(huán)路濾波器114進(jìn)行。同時(shí)，信號(hào) D201是用于對(duì)計(jì)數(shù)器118進(jìn)行更新的信號(hào)。在以上描述中，參照?qǐng)D4對(duì)PLL 111的配置進(jìn)行了描述。在本領(lǐng)域中已經(jīng)使用的 典型方法中，各同步保持信道中安裝的相位差檢測(cè)器112通過(guò)圖1中所示的倍頻器/分頻 器12生成的處理開(kāi)始信號(hào)同時(shí)啟動(dòng)。在本實(shí)施例中，一個(gè)相位差檢測(cè)器112按分時(shí)的方式 承擔(dān)多個(gè)同步保持信道的處理。因此，除了倍頻器/分頻器13生成的處理開(kāi)始信號(hào)以外， 還使用用于開(kāi)始相位差檢測(cè)器112處理的信號(hào)。在以下描述中，將對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的用于 生成相位差檢測(cè)器112的處理開(kāi)始信號(hào)的方法以及用于控制計(jì)數(shù)器118的方法進(jìn)行描述。[1-5.用于生成相位差檢測(cè)器處理開(kāi)始信號(hào)的方法以及用于控制計(jì)數(shù)器的方法]圖5是示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的一個(gè)實(shí)施例的用于生成相位差檢 測(cè)器112的處理開(kāi)始信號(hào)的方法的圖。在下文中，參照?qǐng)D5，將對(duì)根據(jù)該實(shí)施例的用于生成 相位差檢測(cè)器112的處理開(kāi)始信號(hào)的方法進(jìn)行描述。如果假定要處理的同步保持信道按照從編號(hào)0至7的次序依次被處理，則采用倍 頻器/分頻器13生成的處理開(kāi)始信號(hào)作為用于處理信道0(零)的開(kāi)始信號(hào)。另一方面，用 于處理信道1至7的處理開(kāi)始信號(hào)采用環(huán)路濾波器114的處理終止信號(hào)D201。然而，最后 一個(gè)信道(在圖5中所示的示例中為信道7)的處理終止信號(hào)不再是要處理的信道。因此， 不采用它作為處理開(kāi)始信號(hào)。如上所述，計(jì)數(shù)器118負(fù)責(zé)確定要連接到復(fù)用器115和116 以及解復(fù)用器117的同步保持信道。另外，計(jì)數(shù)器118還負(fù)責(zé)確定寄存器119中用于環(huán)路 濾波器114所生成的中間結(jié)果的存儲(chǔ)空間以及寄存器119中用于環(huán)路濾波器114所使用的 中間結(jié)果的存儲(chǔ)位置?；旧?，執(zhí)行與上述處理開(kāi)始信號(hào)的控制相同的控制。換言之，使用 圖1中所示倍頻器/分頻器13生成的處理開(kāi)始信號(hào)把計(jì)數(shù)器118初始化成零(0)，隨后，使 用環(huán)路濾波器114的處理終止信號(hào)D201把計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值加一(1)。然而，如果計(jì)數(shù)器 已經(jīng)保存最大信道號(hào)(在此示例中為7)，則計(jì)數(shù)器118不執(zhí)行對(duì)計(jì)數(shù)器值的任何增加。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中一個(gè)實(shí)施例的用于控制PLL 111中的計(jì)數(shù)器 118的方法的流程圖。在以下描述中，將參照?qǐng)D6對(duì)本實(shí)施例的用于控制PLL 111中的計(jì)數(shù) 器118的方法進(jìn)行描述。例如，可以由CPU26執(zhí)行圖6中所示的一系列步驟。首先，確定計(jì)數(shù)器118是否從倍頻器/分頻器13接收到處理開(kāi)始信號(hào)(步驟 S101)。作為步驟S101中的確定結(jié)果，如果存在從倍頻器/分頻器13接收到的處理開(kāi)始信 號(hào)，則計(jì)數(shù)器118的計(jì)數(shù)器值被初始化成零(0)(步驟S102)，處理結(jié)束。另一方面，作為步 驟S101中的確定結(jié)果，如果不存在來(lái)自倍頻器/分頻器13的處理開(kāi)始信號(hào)，則確定計(jì)數(shù)器 118是否從環(huán)路濾波器114接收到處理終止信號(hào)(步驟S103)。作為步驟S103中的確定結(jié)果，如果存在從環(huán)路濾波器114接收到的處理終止信 號(hào)，則連續(xù)確定計(jì)數(shù)器118的計(jì)數(shù)器值是否達(dá)到了要處理信道的最大數(shù)量(步驟S104)。另 一方面，作為以上步驟S103中的確定結(jié)果，如果不存在來(lái)自環(huán)路濾波器114的處理終止信 號(hào)，則處理結(jié)束而不進(jìn)行任何改變。作為以上步驟S104中的確定結(jié)果，如果確定計(jì)數(shù)器118的計(jì)數(shù)器值未達(dá)到要處理 信道的最大數(shù)量，則把計(jì)數(shù)器118的計(jì)數(shù)器值加一(1)(步驟S105)。另一方面，作為以上步驟S104中的確定結(jié)果，如果確定計(jì)數(shù)器118的計(jì)數(shù)器值達(dá)到了要處理信道的最大數(shù)量，則 處理結(jié)束而不進(jìn)行任何改變。此外，處理進(jìn)一步轉(zhuǎn)到再次進(jìn)行以上步驟S101中的處理，其 中，確定來(lái)自倍頻器/分頻器13的處理開(kāi)始信號(hào)是否發(fā)送給計(jì)數(shù)器118。在以上描述中，除 了本實(shí)施例的用于生成相位差檢測(cè)器112的處理開(kāi)始信號(hào)的方法以外，還對(duì)本發(fā)明第一實(shí) 施例的用于控制PLL 111和計(jì)數(shù)器118的方法進(jìn)行了描述。<2.結(jié)論〉如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以減少通常已經(jīng)安裝在本領(lǐng)域中已有的多個(gè) 同步保持信道中的相位差檢測(cè)器(包括相位檢測(cè)器和環(huán)路濾波器)的數(shù)量，并且可以按分 時(shí)的方式使用一個(gè)相位差檢測(cè)器來(lái)執(zhí)行多個(gè)同步保持信道的處理?？梢詫?shí)現(xiàn)已經(jīng)安裝在多 個(gè)同步保持信道的每個(gè)同步保持信道中的相位差檢測(cè)器數(shù)量的減少。因此，即使在同步保 持信道的數(shù)量增加的情況下，也可以使回路尺寸(cycle size)得以減小以及使功率消耗得 以減少。此外，在本發(fā)明實(shí)施例的任意實(shí)施例中，并不假定用于衛(wèi)星的同步保持或同步取 得的方法在任何具體實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)?？梢允且惭b在GPS接收器中的同步取得單元和/或 同步保持信道單元。另外，可以通過(guò)允許CPU26讀取存儲(chǔ)器29等中存儲(chǔ)的任何計(jì)算機(jī)可執(zhí) 行指令來(lái)順序進(jìn)行本實(shí)施例中所描述的各種處理。本申請(qǐng)包含與2009年6月26日提交日本專(zhuān)利局的日本在先專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2009-152472中公開(kāi)的主題相關(guān)的主題，該日本專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容經(jīng)引用并入本文。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其它因素，可以做出各種修改、組合、 子組合和變換，只要它們?cè)谒綑?quán)利要求或其等同內(nèi)容的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種信號(hào)接收器，包括輸入部，其接收來(lái)自多個(gè)信道的相應(yīng)多個(gè)信號(hào)；復(fù)用器單元，其從所述輸入部接收所述多個(gè)信號(hào)，并以時(shí)分方式選擇所述多個(gè)信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)；以及至少一個(gè)相位差檢測(cè)器，其從所述復(fù)用器單元接收所選信號(hào)，所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。
2.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其中，所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中的每個(gè)相位 差檢測(cè)器包括相位檢測(cè)器和環(huán)路濾波器。
3.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其中，所述復(fù)用器單元包括第一復(fù)用器，其從來(lái) 自所述多個(gè)信道的相應(yīng)I信號(hào)中選擇I信號(hào)；以及第二復(fù)用器，其從來(lái)自所述多個(gè)信道的相 應(yīng)Q信號(hào)中選擇Q信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，進(jìn)一步包括載波數(shù)控振蕩器，其接收所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)器，其保存信道號(hào)，所述復(fù)用器單元使用所述信道號(hào)來(lái)選擇所述多個(gè)信號(hào)中與所 保存的信道號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的信號(hào)接收器，其中，所述多個(gè)信道的數(shù)量為N，用于在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中處理一個(gè)信道的 相應(yīng)所選信號(hào)的時(shí)間為T(mén)1,在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中對(duì)所選信號(hào)的處理之間的間隔 為T(mén)tl，以及所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量為M,^ 'N'其中，M=-以及 ，L=Ti M，其中，L」表示下取整函數(shù)符號(hào)，其中，U」為不超出χ的最大整數(shù)，以及其中，「"!表示上取整函數(shù)符號(hào)，其中，「λ:"|為χ以上的最小整數(shù)。
7.一種信號(hào)處理方法，包括在輸入部處接收來(lái)自多個(gè)信道的相應(yīng)多個(gè)信號(hào)；在從所述輸入部接收所述多個(gè)信號(hào)的復(fù)用器單元處，以時(shí)分方式選擇所述多個(gè)信號(hào)中 的一個(gè)信號(hào)；以及通過(guò)相位差檢測(cè)器對(duì)來(lái)自所述復(fù)用器單元處的選擇的所選信號(hào)執(zhí)行至少一個(gè)相位差 檢測(cè)，所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。
8.如權(quán)利要求7所述的信號(hào)接收方法，其中，所述執(zhí)行相位差檢測(cè)包括執(zhí)行相位檢測(cè) 和執(zhí)行環(huán)路濾波。
9.如權(quán)利要求7所述的信號(hào)接收方法，其中，所述選擇包括第一選擇，用于從來(lái)自所 述多個(gè)信道的相應(yīng)I信號(hào)中選擇I信號(hào)，以及第二選擇，用于從來(lái)自所述多個(gè)信道的相應(yīng)Q 信號(hào)中選擇Q信號(hào)。
10.如權(quán)利要求7所述的信號(hào)接收方法，進(jìn)一步包括對(duì)在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器處執(zhí)行相位差檢測(cè)的輸出進(jìn)行載波數(shù)控振蕩。
11.如權(quán)利要求7所述的信號(hào)接收方法，進(jìn)一步包括保存信道號(hào)，并在選擇所述多個(gè)信號(hào)中與保存的信道號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)時(shí)使用所述 保存的信道號(hào)。
12.如權(quán)利要求7所述的信號(hào)接收方法，其中，在執(zhí)行相位差檢測(cè)時(shí)，所述多個(gè)信道的數(shù)量為N，用于在所述至少一個(gè)相位差檢 測(cè)器中處理一個(gè)信道的相應(yīng)所選信號(hào)的時(shí)間為T(mén)1，在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中對(duì)所選 信號(hào)的處理之間的間隔為T(mén)tl，以及所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量為M, 其中，L」表示下取整函數(shù)符號(hào)，其中，Lxj為不超出χ的最大整數(shù)，以及 其中，「1表示上取整函數(shù)符號(hào)，其中，「λ:1為X以上的最小整數(shù)。
13.一種全球定位系統(tǒng)GPS設(shè)備，包括頻率轉(zhuǎn)換器，其接收來(lái)自多個(gè)全球定位系統(tǒng)的相應(yīng)多個(gè)GPS信號(hào)； 同步保持電路，其保持所述GPS信號(hào)中的特定GPS信號(hào)，并包括 復(fù)用器單元，其從所述頻率轉(zhuǎn)換器接收所述多個(gè)信號(hào)，并以時(shí)分方式選擇所述多個(gè)信 號(hào)中的一個(gè)信號(hào)；以及至少一個(gè)相位差檢測(cè)器，其從所述復(fù)用器單元接收所選信號(hào)，所述至少一個(gè)相位差檢 測(cè)器的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。
14.如權(quán)利要求13所述的GPS設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中的每個(gè)相位差 檢測(cè)器包括相位檢測(cè)器和環(huán)路濾波器。
15.如權(quán)利要求13所述的GPS設(shè)備，其中，所述復(fù)用器單元包括第一復(fù)用器，其從來(lái) 自所述多個(gè)信道的相應(yīng)I信號(hào)中選擇I信號(hào)；以及第二復(fù)用器，其從來(lái)自所述多個(gè)信道的相 應(yīng)Q信號(hào)中選擇Q信號(hào)。
16.如權(quán)利要求13所述的GPS設(shè)備，其中，所述同步保持電路進(jìn)一步包括 載波數(shù)控振蕩器，其接收所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的輸出。
17.如權(quán)利要求13所述的GPS設(shè)備，其中，所述同步保持電路進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)器，其保存信道號(hào)，所述復(fù)用器單元使用所述信道號(hào)來(lái)選擇所述多個(gè)信號(hào)中與保 存的信道號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)。
18.如權(quán)利要求13所述的GPS設(shè)備，其中，所述多個(gè)信道的數(shù)量為N，用于在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中處理一個(gè)信道的 相應(yīng)所選信號(hào)的時(shí)間為T(mén)1,在所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器中對(duì)所選信號(hào)的處理之間的間隔 為T(mén)tl，以及所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量為Μ，,,N其中，M=-以及L=^ bi」’其中，L」表示下取整函數(shù)符號(hào)，其中，[^」為不超出X的最大整數(shù)，以及 其中，「1表示上取整函數(shù)符號(hào)，其中，「λΓ|為X以上的最小整數(shù)。
19.一種信號(hào)接收器，包括用于接收來(lái)自多個(gè)信道的相應(yīng)多個(gè)信號(hào)的裝置；用于以時(shí)分方式從來(lái)自所述用于接收的裝置的所述多個(gè)信號(hào)中選擇所述多個(gè)信號(hào)中 的一個(gè)信號(hào)的裝置；以及至少一個(gè)以下裝置，所述裝置用于檢測(cè)來(lái)自所述用于選擇的裝置的所選信號(hào)的相位 差，所述至少一個(gè)用于檢測(cè)相位差的裝置的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。
20.如權(quán)利要求19所述的信號(hào)接收器，進(jìn)一步包括對(duì)所述至少一個(gè)用于檢測(cè)相位差的裝置的輸出進(jìn)行載波數(shù)控振蕩的裝置。
21.如權(quán)利要求19所述的信號(hào)接收器，進(jìn)一步包括用于保存信道號(hào)的裝置，所述用于選擇的裝置使用所述信道號(hào)來(lái)選擇所述多個(gè)信號(hào)中 與保存的信道號(hào)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種信號(hào)接收器及其控制方法、以及采用所述信號(hào)接收器及方法的GPS設(shè)備。所述信號(hào)接收器包括輸入部，其接收來(lái)自多個(gè)信道的相應(yīng)多個(gè)信號(hào)；復(fù)用器單元，其從輸入部接收所述多個(gè)信號(hào)，并以時(shí)分方式選擇所述多個(gè)信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)；以及至少一個(gè)相位差檢測(cè)器，其從復(fù)用器單元接收所選信號(hào)，所述至少一個(gè)相位差檢測(cè)器的數(shù)量小于所述多個(gè)信道的數(shù)量。
文檔編號(hào)G01S19/13GK101930075SQ201010208918
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者粟田英樹(shù), 高橋英樹(shù) 申請(qǐng)人:索尼公司