專利名稱：一種載波與偽隨機(jī)碼剝離電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，尤其是用于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收裝置 的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收裝置設(shè)計(jì)中，為了能夠跟蹤淹沒(méi)于噪聲之中的衛(wèi)星信 號(hào)，必須首先將輸入I/Q路中頻信號(hào)進(jìn)行一定時(shí)長(zhǎng)的積分，而在進(jìn)行積分之前需要首先對(duì) 中頻信號(hào)進(jìn)行混頻相乘，將信號(hào)頻譜從頻帶搬移到基帶，然后再與本地產(chǎn)生偽隨機(jī)碼相關(guān) 對(duì)其進(jìn)行解擴(kuò)頻，最后將得到的結(jié)果送入積分模塊。由于在常見(jiàn)的基帶跟蹤芯片設(shè)計(jì)中，芯 片都被設(shè)計(jì)成支持多個(gè)硬件通道，能夠同時(shí)對(duì)不同模式下或相同模式下多顆衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行 跟蹤，因此載波與偽隨機(jī)碼剝離模塊也被硬件中構(gòu)建多次。因此為了節(jié)省芯片總面積，降低 功耗，實(shí)現(xiàn)更加高效的設(shè)計(jì)，有必要對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。在現(xiàn)有的載波與偽隨機(jī)碼剝離模塊中，首先將載波NCO (數(shù)控振蕩字)的值分別生 成用于I/Q路混頻的SIN值(正弦值)以及COS值(余弦值)，然后將其與中頻信號(hào)對(duì)應(yīng)相乘， 相乘操作是通過(guò)一個(gè)定點(diǎn)的乘法器完成。通過(guò)上述混頻過(guò)程之后的結(jié)果則進(jìn)入到偽隨機(jī)碼 剝離電路，該操作是由偽隨機(jī)碼相關(guān)器完成的，最后才將結(jié)果送到積分累加電路。當(dāng)前的設(shè) 計(jì)中每一通道都需要一個(gè)SIN值(正弦值)以及COS值(余弦值)產(chǎn)生電路，至少一個(gè)用于混 頻的定點(diǎn)乘法器，還需要多個(gè)偽隨機(jī)碼相關(guān)器，因此需要較大的硬件開銷。由于模塊在跟蹤 開始之后就穩(wěn)定不間斷地運(yùn)行直到關(guān)閉該通道，較大的硬件開銷也帶來(lái)功耗的提升。以下結(jié)合圖1分析一種現(xiàn)有的載波與偽隨機(jī)碼剝離模塊設(shè)計(jì)方案。圖1是一種載 波與偽隨機(jī)碼剝離模塊設(shè)計(jì)圖。為了能夠包含導(dǎo)航信息的中頻信號(hào)進(jìn)行跟蹤，首先從射頻 端進(jìn)來(lái)的I/Q路中頻信號(hào)1進(jìn)入對(duì)應(yīng)的I、Q路通道，環(huán)路需要復(fù)制一個(gè)與接收到中頻信號(hào) 載波成分的相位或頻率相一致的本地載波，本地載波是通過(guò)載波NCO (數(shù)控振蕩字)11控 制正弦SIN發(fā)生電路10以及余弦COS發(fā)生電路12產(chǎn)生的。然后本地載波與中頻信號(hào)進(jìn) 行相乘混頻，I/Q兩路混頻分別是在對(duì)應(yīng)的乘法器2和乘法器3中完成。之后混頻輸出進(jìn) 入到碼相關(guān)器，由于跟蹤環(huán)分為碼環(huán)以及載波環(huán)，而碼環(huán)使用DLL (延遲鎖定環(huán)電路)，而載 波環(huán)使用COSTAS (科斯塔斯環(huán))，故此需要三路碼相關(guān)電路，分別為超前I/Q路6與超前I/ Q路9、當(dāng)前I/Q路5與當(dāng)前I/Q路8以及滯后I/Q路4與滯后I/Q路7，超前I/Q路6與超 前I/Q路9以及滯后I/Q路4與滯后I/Q路7用于DLL (延遲鎖定環(huán))，而當(dāng)前I/Q路5與 當(dāng)前I/Q路8用于COSTAS (科斯塔斯環(huán))。在這里，用于產(chǎn)生三路C/A碼的電路為C/A碼發(fā) 生器13。到這之后剝離載波以及偽隨機(jī)碼的中頻信號(hào)進(jìn)入下一級(jí)的積分模塊14，根據(jù)實(shí)際 需要，需要6路積分軟/硬通道。在圖2中描繪了積分電路的結(jié)構(gòu)，積分過(guò)程為在加法器 15中，輸入信號(hào)與上一次積分結(jié)果相加；相加結(jié)果保存到寄存器16中；滿足積分時(shí)長(zhǎng)條件 后輸出積分結(jié)果17。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供用于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收裝置的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收裝置的載波與偽隨機(jī)碼剝離電 路，所述電路包括，載波剝離電路和偽隨機(jī)碼剝離電路，所述載波剝離電路包括譯碼電路， 從射頻端輸入的中頻信號(hào)I/Q路以及載波NCO輸出信號(hào)進(jìn)入所述譯碼電路，所述譯碼電路 輸出L比特的I路混頻信號(hào)和L比特的Q路混頻信號(hào)。更進(jìn)一步，所述偽隨機(jī)碼剝離電路包括選通電路和偽隨機(jī)碼發(fā)生電路；所述選通 電路包括三路I路二選一多選器和三路Q路二選一多選器；所述譯碼電路輸出的I路混 頻信號(hào)按照保持原相位以及取反相位分為兩路電路，并連接到三路I路的二選一多選器， 所述三路的二選一多選器包括超前路多選器、當(dāng)前路多選器、和滯后路多選器；所述譯碼電 路輸出的Q路混頻信號(hào)按照保持原相位以及取反相位分為兩路電路，并連接到三路Q路的 二選一多選器，所述三路的二選一多選器包括超前路多選器、當(dāng)前路多選器、和滯后路多選 器；所述偽隨機(jī)碼發(fā)生電路生成超前路偽隨機(jī)碼片、當(dāng)前路偽隨機(jī)碼片以及滯后路偽隨機(jī) 碼片，所述碼片分別為所述I、Q路的超前路多選器、當(dāng)前路多選器、以及滯后路多選器的選 通開關(guān)。更進(jìn)一步，所述偽隨機(jī)碼剝離電路包括偽隨機(jī)碼發(fā)生電路，所述偽隨機(jī)碼發(fā)生電 路生成超前路偽隨機(jī)碼片、當(dāng)前路偽隨機(jī)碼片以及滯后路偽隨機(jī)碼片共三路偽隨機(jī)碼片， 所述三路偽隨機(jī)碼片分別與所述譯碼電路輸出L比特的I路混頻信號(hào)和L比特的Q路混頻 信號(hào)相乘。更進(jìn)一步，所述偽隨機(jī)碼發(fā)生電路為C/A碼發(fā)生電路。本發(fā)明還提供一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收裝置的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，所述 電路包括，載波剝離電路和偽隨機(jī)碼剝離電路，所述偽隨機(jī)碼剝離電路包括選通電路和偽 隨機(jī)碼發(fā)生電路；所述選通電路包括三路I路二選一多選器和三路Q路二選一多選器；所 述載波剝離電路輸出的I路混頻信號(hào)按照保持原相位以及取反相位分為兩路電路，并連接 到三路I路的二選一多選器，所述三路的二選一多選器包括超前路多選器、當(dāng)前路多選器、 和滯后路多選器；所述載波剝離電路輸出的Q路混頻信號(hào)按照保持原相位以及取反相位分 為兩路電路，并連接到三路Q路的二選一多選器，所述三路的二選一多選器包括超前路多 選器、當(dāng)前路多選器、和滯后路多選器；所述偽隨機(jī)碼發(fā)生電路生成超前路偽隨機(jī)碼片、當(dāng) 前路偽隨機(jī)碼片以及滯后路偽隨機(jī)碼片，所述碼片分別為所述I、Q路的超前路多選器、當(dāng) 前路多選器、以及滯后路多選器的選通開關(guān)。更進(jìn)一步，所述載波剝離電路包括載波NC0，所述載波NCO控制正弦發(fā)生電路以及 余弦發(fā)生電路產(chǎn)生本地載波，所述本地載波與I/Q中頻信號(hào)在乘法器中完成混頻后輸出I 路混頻信號(hào)和Q路混頻信號(hào)到所述偽隨機(jī)碼剝離電路。更進(jìn)一步，所述偽隨機(jī)碼發(fā)生電路為C/A碼發(fā)生電路。采用該電路后，本方案采用譯碼器代替本地載波發(fā)生電路以及定點(diǎn)乘法器組成的 混頻結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，優(yōu)化芯片面積，減少了功耗；由于譯碼器采用門電路搭建而成， 能夠直接映射到標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)中，便于芯片設(shè)計(jì)工具生成高質(zhì)量版圖。本發(fā)明可以用于GPS、 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、GL0NASS、或者伽利略等導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。


圖1為一種GPS的載波與偽隨機(jī)碼剝離模塊設(shè)計(jì)圖； 圖2為用于圖1的積分模塊設(shè)計(jì)圖3為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的完整技術(shù)方案A ； 圖4為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的完整技術(shù)方案B ； 圖5為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的完整技術(shù)方案C ； 圖6為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的完整技術(shù)方案D。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。以下結(jié)合圖3說(shuō)明本發(fā)明提供的完成載波以及偽隨機(jī)碼剝離功能的完整技術(shù)方案A。1、從射頻端輸入的中頻信號(hào)I/Q路18進(jìn)入到譯碼電路20。譯碼電路首先將N比 特的I路中頻信號(hào)、N比特的Q路中頻信號(hào)以及M比特的載波NCO (數(shù)控振蕩字)19合成 N+N+M比特的輸入字，在經(jīng)過(guò)用門電路搭建的譯碼器后，最后輸出L比特的I路混頻結(jié)果和 L比特的Q路混頻結(jié)果。經(jīng)過(guò)混頻之后導(dǎo)航中頻信號(hào)由頻帶搬移到基帶，載波成份被剝離， 只剩下包含帶有偽隨機(jī)碼的導(dǎo)航比特信息以及中頻信號(hào)與本地載波的相位頻率誤差信息。2、從譯碼器輸出的I路混頻結(jié)果按照保持原相位22以及取反相位21輸出為兩 路，然后將其連接到三路的二選一多選器，三路多選器分別為超前路多選器26、當(dāng)前路多選 器27、和滯后路多選器觀。這里是利用到偽隨機(jī)碼碼片只有1比特，與其相關(guān)結(jié)果只有兩 種情況的特性設(shè)計(jì)而成。Q路原理與I路完全相關(guān)，所使用到的偽隨機(jī)碼選通信號(hào)也與對(duì)應(yīng) 的I路完全一樣。用于二選一多選器的選通信號(hào)是C/A碼(粗捕獲碼)發(fā)生器25合成。以下結(jié)合圖4說(shuō)明本發(fā)明提供的完成載波以及偽隨機(jī)碼剝離功能的完整技術(shù)方 案B01、從射頻端40出來(lái)的兩路I/Q路中頻信號(hào)在I路混頻器41和Q路混頻器42分 別完成I路與Q路的混頻，混頻器為定點(diǎn)乘法器。與中頻信號(hào)相乘混頻的本地載波信號(hào)則 由正弦發(fā)生器43和余弦發(fā)生器45發(fā)生。正弦發(fā)生器43與余弦發(fā)生器45則是由載波NCO (數(shù)控振蕩字)44控制發(fā)生。2、I/Q路混頻結(jié)果則進(jìn)入碼相關(guān)電路，碼相關(guān)電路由超前路、當(dāng)前路、滯后路三路 相關(guān)器構(gòu)成，每一路相關(guān)器分為I/Q路。超前路I路相關(guān)器49和Q路相關(guān)器46以及滯后 路I路相關(guān)器51和Q相關(guān)器48用于DLL(延遲鎖定環(huán))。當(dāng)前路相關(guān)器I路相關(guān)器50和Q 路相關(guān)器47則用于PLL (鎖相環(huán))與PLL (鎖頻環(huán))。用于相關(guān)的本地碼C/A碼(粗捕獲碼) 發(fā)生器25合成。以下結(jié)合圖5說(shuō)明本發(fā)明提供的完成載波以及偽隨機(jī)碼剝離功能的完整技術(shù)方
案Co1、從射頻端60出來(lái)的兩路I/Q路中頻信號(hào)在I路混頻器61和Q路混頻器62分 別完成I路與Q路的混頻，混頻器為定點(diǎn)乘法器。與中頻信號(hào)相乘混頻的本地載波信號(hào)則 由正弦發(fā)生器79和余弦發(fā)生器80發(fā)生。正弦發(fā)生器79與余弦發(fā)生器80則是由載波NCO(數(shù)控振蕩字)81控制發(fā)生。2、輸出的I路混頻結(jié)果按照保持原相位63以及取反相位64輸出為兩路，然后將 其連接到三路的二選一多選器，三路多選器分別為超前路多選器67、當(dāng)前路多選器68、和 滯后路多選器69。這里是利用到偽隨機(jī)碼碼片只有1比特，與其相關(guān)結(jié)果只有兩種情況的 特性設(shè)計(jì)而成。Q路原理與I路完全相關(guān)，所使用到的偽隨機(jī)碼選通信號(hào)也與對(duì)應(yīng)的I路完 全一樣。用于二選一多選器的選通信號(hào)是由C/A碼(粗捕獲碼)發(fā)生器合成。以下結(jié)合圖6說(shuō)明本發(fā)明提供的完成載波以及偽隨機(jī)碼剝離功能的完整技術(shù)方 案D。1、從射頻端輸入的中頻信號(hào)I/Q路90進(jìn)入到譯碼電路91。譯碼電路首先將N比 特的I路中頻信號(hào)、N比特的Q路中頻信號(hào)以及M比特的載波NCO (數(shù)控振蕩字)92合成 N+N+M比特的輸入字，在經(jīng)過(guò)用門電路搭建的譯碼器后，最后輸出L比特的I路混頻結(jié)果和 L比特的Q路混頻結(jié)果。經(jīng)過(guò)混頻之后導(dǎo)航中頻信號(hào)由頻帶搬移到基帶，載波成份被剝離， 只剩下包含帶有偽隨機(jī)碼的導(dǎo)航比特信息以及中頻信號(hào)與本地載波的相位頻率誤差信息。2、I/Q路混頻結(jié)果則進(jìn)入碼相關(guān)電路，碼相關(guān)電路由超前路、當(dāng)前路、滯后路三路 相關(guān)器構(gòu)成，每一路相關(guān)器分為I/Q路。超前路I路相關(guān)器93和Q路相關(guān)器96以及滯后 路I路相關(guān)器95和Q相關(guān)器98用于DLL(延遲鎖定環(huán))。當(dāng)前路相關(guān)器I路相關(guān)器94和Q 路相關(guān)器97則用于PLL (鎖相環(huán))與PLL (鎖頻環(huán))。用于相關(guān)的本地碼C/A碼(粗捕獲碼) 發(fā)生器合成。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收裝置的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，所述電路包括，載波 剝離電路和偽隨機(jī)碼剝離電路，其特征在于，所述載波剝離電路包括譯碼電路，從射頻端輸 入的中頻信號(hào)I/Q路以及載波NCO輸出信號(hào)進(jìn)入所述譯碼電路，所述譯碼電路輸出L比特 的I路混頻信號(hào)和L比特的Q路混頻信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，其特征在于，所述偽隨機(jī)碼剝離電 路包括選通電路和偽隨機(jī)碼發(fā)生電路；所述選通電路包括三路I路二選一多選器和三路Q 路二選一多選器；所述譯碼電路輸出的I路混頻信號(hào)按照保持原相位以及取反相位分為兩 路電路，并連接到三路I路的二選一多選器，所述三路的二選一多選器包括超前路多選器、 當(dāng)前路多選器、和滯后路多選器；所述譯碼電路輸出的Q路混頻信號(hào)按照保持原相位以及 取反相位分為兩路電路，并連接到三路Q路的二選一多選器，所述三路的二選一多選器包 括超前路多選器、當(dāng)前路多選器、和滯后路多選器；所述偽隨機(jī)碼發(fā)生電路生成超前路偽隨 機(jī)碼片、當(dāng)前路偽隨機(jī)碼片以及滯后路偽隨機(jī)碼片，所述碼片分別為所述I、Q路的超前路 多選器、當(dāng)前路多選器、以及滯后路多選器的選通開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，其特征在于，所述偽隨機(jī)碼剝離電 路包括偽隨機(jī)碼發(fā)生電路，所述偽隨機(jī)碼發(fā)生電路生成超前路偽隨機(jī)碼片、當(dāng)前路偽隨機(jī) 碼片以及滯后路偽隨機(jī)碼片共三路偽隨機(jī)碼片，所述三路偽隨機(jī)碼片分別與所述譯碼電路 輸出L比特的I路混頻信號(hào)和L比特的Q路混頻信號(hào)相乘。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，其特征在于，所述偽 隨機(jī)碼發(fā)生電路為C/A碼發(fā)生電路。
5.一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收裝置的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，所述電路包括，載波 剝離電路和偽隨機(jī)碼剝離電路，其特征在于，所述偽隨機(jī)碼剝離電路包括選通電路和偽隨 機(jī)碼發(fā)生電路；所述選通電路包括三路I路二選一多選器和三路Q路二選一多選器；所述 載波剝離電路輸出的I路混頻信號(hào)按照保持原相位以及取反相位分為兩路電路，并連接到 三路I路的二選一多選器，所述三路的二選一多選器包括超前路多選器、當(dāng)前路多選器、和 滯后路多選器；所述載波剝離電路輸出的Q路混頻信號(hào)按照保持原相位以及取反相位分為 兩路電路，并連接到三路Q路的二選一多選器，所述三路的二選一多選器包括超前路多選 器、當(dāng)前路多選器、和滯后路多選器；所述偽隨機(jī)碼發(fā)生電路生成超前路偽隨機(jī)碼片、當(dāng)前 路偽隨機(jī)碼片以及滯后路偽隨機(jī)碼片，所述碼片分別為所述I、Q路的超前路多選器、當(dāng)前 路多選器、以及滯后路多選器的選通開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，其特征在于，所述載波剝離電路包 括載波NC0，所述載波NCO控制正弦發(fā)生電路以及余弦發(fā)生電路產(chǎn)生本地載波，所述本地載 波與I/Q中頻信號(hào)在乘法器中完成混頻后輸出I路混頻信號(hào)和Q路混頻信號(hào)到所述偽隨機(jī) 碼剝離電路。
7.如權(quán)利要求5至6中任意一項(xiàng)所述的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，其特征在于，所述偽 隨機(jī)碼發(fā)生電路為C/A碼發(fā)生電路。
全文摘要
一種用于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收裝置的載波與偽隨機(jī)碼剝離電路，所述電路包括，載波剝離電路和偽隨機(jī)碼剝離電路，其特征在于，所述載波剝離電路包括譯碼電路，從射頻端輸入的中頻信號(hào)I/Q路以及載波NCO輸出信號(hào)進(jìn)入所述譯碼電路，所述譯碼電路輸出L比特的I路混頻信號(hào)和L比特的Q路混頻信號(hào)。采用該電路后，本方案采用譯碼器代替本地載波發(fā)生電路以及定點(diǎn)乘法器組成的混頻結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，優(yōu)化芯片面積，減少了功耗；由于譯碼器采用門電路搭建而成，能夠直接映射到標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)中，便于芯片設(shè)計(jì)工具生成高質(zhì)量版圖。本發(fā)明可以用于GPS、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、GLONASS、或者伽利略等導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01S19/36GK102096081SQ201010586648
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者毛磊, 湯勇為 申請(qǐng)人:東莞市泰斗微電子科技有限公司