專利名稱：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的調(diào)制信號(hào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)制信號(hào)、系統(tǒng)和方法，例如導(dǎo)航和定位信號(hào)、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)依賴由多個(gè)衛(wèi)星、陸基或空載等效物的廣播的測(cè)距信號(hào)在特定星座或一組星座中的被動(dòng)測(cè)量。一板載時(shí)鐘被用來(lái)產(chǎn)生規(guī)則的并一般為連續(xù)的事件序列(一般被稱為“時(shí)期”)，其發(fā)生的時(shí)間被編碼成隨機(jī)或偽隨機(jī)碼(被稱為擴(kuò)展碼)。作為時(shí)期編碼序列的偽隨機(jī)或隨機(jī)特征的序列，輸出信號(hào)的功率譜在由多個(gè)因素確定的頻率范圍內(nèi)擴(kuò)展，所述多個(gè)因素包括擴(kuò)展碼單元和擴(kuò)展信號(hào)使用的波形的變化率。典型地，擴(kuò)展波形是矩形并具有sinc函數(shù)功率譜。
測(cè)距信號(hào)被調(diào)制在載波信號(hào)上以傳送至被動(dòng)接收器。已知的應(yīng)用包括陸地、空中、水下和空間使用。典型地，采用二進(jìn)制相移鍵控以調(diào)制自身具有恒定量級(jí)的載波信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，用相位正交法將至少兩個(gè)這樣的信號(hào)調(diào)制于同一載波。所產(chǎn)生的載波信號(hào)保持其恒定包絡(luò)但具有依賴于兩個(gè)獨(dú)立輸入信號(hào)的四相位狀態(tài)。然而，要知道這兩個(gè)調(diào)制信號(hào)不一定要有相同的載波量級(jí)?？赏ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇除了π/2弧度的相應(yīng)相位而維持合成信號(hào)的恒定載波量級(jí)。
這種衛(wèi)星定位系統(tǒng)的一個(gè)例子是全球定位系統(tǒng)(GPS)。一般來(lái)說(shuō)，GPS使用多個(gè)頻率而工作，例如L1、L2和L5，其中心頻率分別為1575.42MHz、1227.6MHz和1176.45MHz。這些信號(hào)的每一個(gè)都由各自的擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。正如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所了解的，由GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的粗略獲取(CA)碼信號(hào)在1575.42MHz的L1頻率進(jìn)行廣播，其擴(kuò)展碼速率(碼片速率)為1.023MHz。CA具有矩形的擴(kuò)展波形并被歸類為BPSK-R1。在GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)中，由衛(wèi)星廣播于L1頻率的信號(hào)具有相位正交的第二分量，它被稱為精確碼(P(Y)碼)并僅對(duì)經(jīng)授權(quán)用戶可用。P(Y)碼用擴(kuò)展碼BPSK被調(diào)制，擴(kuò)展碼頻率為10.23MHz并且信號(hào)功率的量級(jí)比CA碼傳輸?shù)牧考?jí)低3dB。結(jié)果，Q分量的量級(jí)為I分量的0.7071(-3dB)倍，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解這些信號(hào)的這些狀態(tài)的相位角相對(duì)于±I軸為±35.265°(如ICD GPS 200C中所規(guī)定的CA碼信號(hào)的相位)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員還能理解P碼是Y碼的函數(shù)或由Y碼加密。Y碼用來(lái)對(duì)P碼加密。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)理解，對(duì)于給定的衛(wèi)星，包含I&Q分量的L1信號(hào)以及L2信號(hào)可被表示為SL1i(t)＝APpi(t)di(t)cos(ω1t)+ACci(t)di(t)sin(ω1t)，SL2i(t)＝BPpi(t)di(t)cos(ω2t)其中，AP和AC是P和CA碼的振幅，典型地AP＝2AC；Bp是L2信號(hào)的振幅；ω1和ω2是L1和L2載波頻率；p1(t)表征P(Y)測(cè)距碼并且是碼片速率為10.23Mcbps的偽隨機(jī)序列。P代碼具有正好1周的周期，值取為+1和-1；c1(t)表征CA測(cè)距碼并且是1023碼片Gold碼，值取為+1和-1；d1(t)表征數(shù)據(jù)消息，值取為+1和-1；衛(wèi)星星座一般包括24個(gè)或更多衛(wèi)星，它們經(jīng)常遵循相似的軌道或類似形狀的軌道，但處在多個(gè)軌道平面。在碼分多址衛(wèi)星(諸如GPS)中，每個(gè)衛(wèi)星的傳輸是基于相同的標(biāo)稱載波頻率，或者基于鄰近的相關(guān)頻率(諸如GLONASS)。該衛(wèi)星發(fā)送不同的信號(hào)以即使在若干衛(wèi)星同時(shí)可見的情況下也能單獨(dú)選擇每一個(gè)信號(hào)。
在如同GPS的CDMA系統(tǒng)中，藉由不同的擴(kuò)展碼和/或擴(kuò)展碼速率的差(即p1(t)和c1(t)序列)，來(lái)自每個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)被區(qū)別于各個(gè)其它信號(hào)。不過(guò)，正如從圖1中所示的功率譜100中所能理解的那樣，在由多個(gè)衛(wèi)星傳送的信號(hào)之間仍然存在明顯的干擾范圍。圖1示出CA和P(Y)碼的功率譜100。CA碼的功率譜102在載波頻率L1處具有最大功率并在CA碼主頻率(1.023MHz)的倍數(shù)頻率處為零。例如，可以理解在±1.023MHz、±2.046MHz等載波頻率的每一側(cè)均產(chǎn)生零。類似地，P(Y)碼的功率譜104在L1和L2中央處具有最大振幅并從sinc函數(shù)波形上考慮，在10.23MHz的倍數(shù)頻率下為零。
使用子載波進(jìn)一步調(diào)制測(cè)距碼是公知的，即，將進(jìn)一步調(diào)制的碼與P碼和/或CA碼卷積以產(chǎn)生二進(jìn)制偏移載波(BOC)調(diào)制，正如業(yè)內(nèi)公知的，例如參閱J.W.Betz“binary offset carrier modulation for radionavigation”，Navigation，vol48，pp227-246，winter 2001-2002。標(biāo)準(zhǔn)BOC調(diào)制200如圖2所示，圖2示出將CA碼202的一部分與子載波信號(hào)結(jié)合以產(chǎn)生用于調(diào)制例如L1的載波的BOC信號(hào)204。應(yīng)當(dāng)理解的是，BOC信號(hào)是矩形方波并例如表示成c1(t)*sign(sin(2πfst))，其中fs是子載波的頻率。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員明白BOC(fsfc)表示子載波頻率為fs而碼速率(或碼片速率)為fc的二進(jìn)制偏移載波調(diào)制。使用二進(jìn)制偏移載波引起發(fā)射自衛(wèi)星的信號(hào)的下列信號(hào)表述SL1i(t)＝Amscim(t)mi(t)di(t)cos(ω1t)+ACscig(f)gi(t)di(t)sin(ω1t)＝ISL1i(t)+QSL1i(t)。
SL2i(t)＝Bmscim(t)mi(t)di(t)cos(ω2t)其中Am、Ac和Bm是振幅；m1(t)是m碼BOC(10、5)信號(hào)；g1(t)表示伽里略開放服務(wù)范圍碼；sc1m(t)表示m1(t)的子載波信號(hào)；sc1g(t)表示c1(t)的子載波信號(hào)；ω1和ω2是L1和L2載波頻率；圖2還示出BPSK-R1碼和BOC信號(hào)對(duì)(即BOC(2，1)和BOC(10，5))的功率譜。第一功率譜202對(duì)應(yīng)于BPSK-R1碼，第二功率譜204對(duì)應(yīng)于BOC(2，1)碼而第三功率譜206對(duì)應(yīng)于BOC(10，5)碼。要知道BOC(2，1)信號(hào)的旁瓣208具有相對(duì)較大的量級(jí)。類似地，BOC(10，5)信號(hào)的旁瓣210具有相對(duì)較大的量級(jí)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以理解旁瓣中的能量就是干擾源。
本發(fā)明的諸實(shí)施例的一個(gè)目的是至少改善現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明諸實(shí)施例的第一方面提供包含m個(gè)信號(hào)振幅的m級(jí)調(diào)制信號(hào)(其中m＞2)以調(diào)制第一信號(hào)。
本發(fā)明的諸實(shí)施例的第二方面提供一種產(chǎn)生包括載波信號(hào)的傳送信號(hào)的方法，該方法包括步驟將多個(gè)子載波調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)相結(jié)合。
本發(fā)明的諸實(shí)施例的第三方面提供包括產(chǎn)生測(cè)距碼的裝置的測(cè)距系統(tǒng)；提供產(chǎn)生信號(hào)或?qū)崿F(xiàn)前面任一權(quán)利要求的方法的裝置；提供傳送信號(hào)的裝置。
本發(fā)明的諸實(shí)施例的第四方面提供包括存儲(chǔ)多個(gè)可選相位狀態(tài)和可選振幅狀態(tài)中的至少一個(gè)的存儲(chǔ)器的系統(tǒng)；存儲(chǔ)器響應(yīng)于測(cè)距碼信號(hào)、系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和子載波信號(hào)中的至少一個(gè)以產(chǎn)生載有相位調(diào)制和振幅調(diào)制中至少一個(gè)的載波信號(hào)，從而產(chǎn)生傳送信號(hào)。
較為有利地，本發(fā)明諸實(shí)施例為信號(hào)功率譜的形狀提供更明顯的控制，即這些信號(hào)中的能量分布。
本發(fā)明其它方面在權(quán)利要求中被說(shuō)明和定義。


下面將結(jié)合附圖通過(guò)例子對(duì)本發(fā)明諸實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，在附圖中圖1表示測(cè)距碼對(duì)的功率譜；圖2示出測(cè)距碼(BPSK-R1)和BOC(10、5)信號(hào)的功率譜；圖3示出多級(jí)子載波；圖4示出根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的至少一對(duì)多級(jí)子載波的相位狀態(tài)；圖5表示現(xiàn)有技術(shù)的子載波和根據(jù)本發(fā)明的諸實(shí)施例的子載波的功率譜；圖6示出根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的子載波的相位狀態(tài)；圖7示出根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的相位子載波和正交相位子載波；圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的子載波的相位狀態(tài)；
圖9示出根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的子載波；圖10表示根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的子載波的功率譜；圖11示出根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的子載波；圖12示出根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的選擇性載波的波形；圖13示出根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的另一選擇性載波的波形；圖14示意性地示出使用根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的子載波的發(fā)射機(jī)；以及圖15示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射機(jī)的另一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
參閱圖3，其中示出子載波300的第一實(shí)施例?？梢岳斫庾虞d波是正弦曲線信號(hào)302的5級(jí)逼近。還應(yīng)理解信號(hào)級(jí)為(+1,+1/2,0,-1/2,-1)]]>此外，應(yīng)當(dāng)理解這些級(jí)是旋轉(zhuǎn)向量在具有單位量級(jí)的π/4弧度的角度處投影到x或I軸上的投影。還應(yīng)當(dāng)理解的是，給出例如SL1的同相位和正交相位分量，即Amscim(t)mi(t)di(t)cos(ω1t)＝ISL1i(t)和ACscig(t)gi(t)di(t)sin(ω1t)＝QSL1i(t)，由于正交相位分量在y或Q軸上的投影也取值為(+1,+1/2,0,-1/2,-1)]]>信號(hào)量級(jí)將是常數(shù)。
要理解多個(gè)信號(hào)間的結(jié)合較為有利地具有約束條件，至少其中一個(gè)為應(yīng)當(dāng)維持恒定的模的信號(hào)。約束條件(1)僅在正交相位分量為“0”時(shí)，同相位分量上的“+1”或“-1”發(fā)生(反之亦然)；(2) 僅同時(shí)發(fā)生在兩個(gè)相位上。擴(kuò)展信號(hào)的同相位分量和正交相位分量Scig(t)或Sc1m(t)的量級(jí)可圖形化于圖4中表示的阿干特(Argand)圖中。根據(jù)下列信號(hào)元素序列而建立I和Q分量的波形I相-(+1/2,+1,+1/2,0)]]>表示+1信號(hào)I相-(-1/2,-1,-1/2,0)]]>表示-1信號(hào)Q相-(+1/2,0,-1/2,-1)]]>表示+1信號(hào)Q相-(-1/2,0,+1/2,+1)]]>表示-1信號(hào)可在恒定量級(jí)載波信號(hào)的約束條件(計(jì)算為(I2+Q2)1/2)內(nèi)從上述集選擇I或Q信號(hào)序列的任何結(jié)合。對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員而言很明顯的是，存在許多其它的序列等價(jià)集，這些等價(jià)集選自滿足恒定載波包絡(luò)準(zhǔn)則的5級(jí)集中。要理解，可將I和Q信道上的子載波的量級(jí)認(rèn)為類似于8-PSK信號(hào)的狀態(tài)。因此，可將這樣一對(duì)5級(jí)子載波載波信號(hào)看做8相位子載波信號(hào)。
圖5示出使用步進(jìn)的或m級(jí)(m＞2)的子載波波形的效果。參閱圖5，它輸出了一對(duì)功率譜500。用虛線表示的第一功率譜502表示BOC(2，2)子載波的功率譜。要理解子載波的能量包含在逐漸減小的旁瓣504、5066、508和510中，第二功率譜512表示使用8相位子載波信號(hào)的BOC(2，2)子載波的功率譜，即由BOC8(2，2)表示的8相位幅度。更具體地說(shuō)，BOCm(fsfc)表示頻率為fs而碼片速率為fc的m相位子載波信號(hào)。要理解BOC8(2，2)信號(hào)的功率譜512具有多個(gè)旁瓣514、516、518、520、522和524。在這些旁瓣中，可以看出第一到第四旁瓣明顯地減小，即相對(duì)于橫跨相同頻率的BOC(2，2)信號(hào)的旁瓣，它們包含明顯少的能量。在本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員希望使用由旁瓣橫跨的頻率進(jìn)行其它傳送的情況下，第一到第四旁瓣的明顯減小是有利的。
本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解BOC8(2，2)具有明顯改善的干涉特性，而且確定使用譜劃分因數(shù)(SSC)和自SSC也是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知的，也就是說(shuō)，基準(zhǔn)信號(hào)與BOC(2，2)之間的頻譜耦合大于基準(zhǔn)信號(hào)與BOC8(2，2)之間的頻譜耦合。例如，相比傳統(tǒng)BOC(2，2)信號(hào)，BOC8(2，2)信號(hào)在頻譜隔離中表現(xiàn)出10-12dB的改善。根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例，關(guān)于SSC和信號(hào)之間關(guān)系的其它信息可在例如Pratt&Owen、BOC調(diào)制波形、IoN進(jìn)程、GPS2003會(huì)議、波特蘭、2003年9月中找到。該文獻(xiàn)被援引于此以供參考并作為附件在此提交。
此外，本發(fā)明諸實(shí)施例利用子載波的量級(jí)和持續(xù)時(shí)間來(lái)影響，即控制所產(chǎn)生的調(diào)制波形的諧波中的能量。例如，參閱圖5，要注意BOC8(2，2)功率譜在大致偏離載波6MHz和10MHz處出現(xiàn)多個(gè)額外的功率譜零點(diǎn)(spectral nulls)，然而在傳統(tǒng)BOC(2、2)信號(hào)中不存在這種功率譜缺失。這些功率譜零點(diǎn)的位置受到多級(jí)子載波的階躍的量級(jí)和持續(xù)時(shí)間至少其中之一的影響。更具體地說(shuō)，可通過(guò)改變這兩個(gè)因素中的任何一個(gè)將這些功率譜零點(diǎn)控制到所希望的位置。即這些功率譜零點(diǎn)的位置受到這兩因素的影響。附錄A包含對(duì)根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例的信號(hào)功率譜與諸階躍的量級(jí)和持續(xù)時(shí)間之間關(guān)系的表示。
參閱圖6，它示出對(duì)另一BOC8信號(hào)的子載波狀態(tài)或I和Q信號(hào)的振幅，即具有8種狀態(tài)的二進(jìn)制偏移載波?？梢岳斫猓@8種狀態(tài)可由選自(-3/2.-12,+1/2,+3/2)]]>集的子載波振幅所表示或?qū)?yīng)于它們，也就是4個(gè)狀態(tài)或信號(hào)振幅，而不是如上所述的5種狀態(tài)或信號(hào)振幅。因此，由下列信號(hào)元素(諸如(cos2θ+sin2θ)1/2＝1)構(gòu)建的I和Q分量，也就是說(shuō) 僅與±1/2一起發(fā)生，如下所示I相-(+1/2,+3/2,+3/2,+1/2)]]>表示測(cè)距碼信號(hào)+1碼片I相-(-1/2,-3/2,-3/2,-1/2)]]>表示測(cè)距碼信號(hào)-1碼片Q相-(+3/2,+1/2,-1/2,+3/2)]]>表示測(cè)距碼信號(hào)+1碼片Q相-(-3/2,-1/2,+1/2,+3/2)]]>表示測(cè)距碼信號(hào)-1碼片要注意，圖6所示的狀態(tài)1-8不等距地位于圓周上。狀態(tài)2和3、4和5、6和7、8和1在角度分級(jí)(angular step)上的變化大于狀態(tài)1和2、3和4、5和6、7和8之間的變換。要理解當(dāng)這些狀態(tài)被轉(zhuǎn)換成子載波振幅時(shí)，給定振幅的持續(xù)時(shí)間將取決于相應(yīng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間或停留時(shí)間，即子載波保持在任何給定狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間不再相等，這與上面圖4中的狀態(tài)不同。停留時(shí)間是實(shí)質(zhì)或設(shè)計(jì)選擇以例如使階躍波形和正弦曲線之間的平均方差最小。圖7a示出與圖6所示狀態(tài)對(duì)應(yīng)的子載波700和702。可以理解，子載波700和702的每個(gè)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間是相等的。Q信道子載波振幅將遵循與上述相同的圖案，除了有π/2弧度的相移。Q信道的子載波702如圖7中虛線所示。要理解的是，由于對(duì)所有振幅組合(I2+Q2)1/2＝1，這些子載波提供恒定的包絡(luò)振幅。然而，參閱圖7b，它示出一對(duì)子載波704、706，其中各狀態(tài)處的持續(xù)時(shí)間是不等的。要理解不是所有的振幅組合都滿足(I2+Q2)1/2＝1。因此所傳送的信號(hào)將不具有恒定包絡(luò)。
本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將會(huì)知道，子載波的階躍半周期對(duì)應(yīng)于一個(gè)碼片。然而，其它實(shí)施例也可使其它多個(gè)半周期對(duì)應(yīng)于一個(gè)碼片。例如，在所實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，子載波的兩個(gè)半周期對(duì)應(yīng)于一個(gè)碼片。在這些實(shí)施例中，I、Q信道的信號(hào)可以是I相-(+1/2,+3/2,+3/2,+1/2,-1/2-3/2,-3/2,-1/2)]]>表示+1信號(hào)I相-(-1/2,-3/2,-3/2,-1/2,+1/2,+3/2,+3/2,+1/2)]]>表示-1信號(hào)Q相-(+3/2,+1/2,-1/2,-3/2,-3/2,-1/2,+1/2,+3/2)]]>表示+1信號(hào)Q相-(-3/2,-1/2,+1/2,+3/2,+3/2,+1/2,-1/2,-3/2)]]>表示-1信號(hào)同樣，對(duì)每個(gè)碼片使用三個(gè)半周期所實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例將產(chǎn)生I相-(+1/2,+3/2,+3/2,+1/2,-1/2,-3/2,-3/2,-1/2,+1/2,+3/2,+3/2,+1/2)]]>表示+1信號(hào)I相-(-1/2,-3/2,-3/2,-1/2,+1/2,+3/2,+3/2,+1/2,-1/2,-3/2,-3/2,-1/2)]]>表示-1信號(hào)Q相-(+3/2,+1/2,-1/2,-3/2,-3/2,-1/2,+1/2,+3/2,+3/2,+1/2,-1/2,-3/2)]]>表示+1信號(hào)Q相-(-3/2,-1/2,+1/2,+3/2,+3/2,+1/2,-1/2,-3/2,-3/2,-1/2,+1/2,+3/2)]]>表示-1信號(hào)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解將上面的內(nèi)容擴(kuò)展到子載波的n個(gè)半周期/測(cè)距碼碼片。
要理解的是，可采用其它相位來(lái)描述子載波。例如，假設(shè)第一狀態(tài)為(+1，0)，16-PSK的相位和振幅分量可用來(lái)建立9級(jí)的BOC16子載波。m-PSK相位狀態(tài)能被用來(lái)產(chǎn)生(m+2)/2級(jí)子載波信號(hào)。因此，將m＝2的設(shè)置給予傳統(tǒng)的BPSK和二級(jí)子載波。將m＝4的設(shè)置給予3級(jí)子載波(即BOC4調(diào)制)，m＝8的設(shè)置產(chǎn)生5級(jí)子載波(即BOC8調(diào)制)，m＝16的設(shè)置產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于BOC16調(diào)制的9級(jí)子載波。
要理解的是，還能實(shí)現(xiàn)將代碼和數(shù)據(jù)狀態(tài)分配給相位位置的多種其它變化。。例如，將圖4所示的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)22.5°將導(dǎo)致與狀態(tài)關(guān)聯(lián)的角度的重新分配，從角(0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°)變?yōu)榻?22.5°、67.5°、112.5°、157.5°、202.5°、247.5°、292.5°、337.5°)。另外，要理解這不會(huì)造成頻譜模的改變并且所需要的振幅級(jí)數(shù)量從5減少到4，即根據(jù)適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)和相位狀態(tài)對(duì)齊，可用m-PSK實(shí)現(xiàn)[(m+2)/2-1]的振幅。所產(chǎn)生的I、Q分量波形被建立，在這種情況下，可從下列信號(hào)元素序列中得到I相-(+cos(67.5°)，+cos(22.5°)，+cos(22.5°)，+cos(67.5°))表示+1信號(hào)I相-(-cos(67.5°)，-cos(22.5°)，-cos(22.5°)，-cos(67.5°))表示+1信號(hào)Q相-(+sin(67.5°)，+sin(22.5°)，-sin(22.5°)，-sin(67.5°))表示+1信號(hào)Q相-(-sin(67.5°)，-sin(22.5°)，+sin(22.5°)，+sin(67.5°))表示+1信號(hào)要知道上述情況中的I和Q信號(hào)單元序列在一個(gè)擴(kuò)展脈沖(碼片)期間是正交的。很明顯，其它旋轉(zhuǎn)是可行的并且產(chǎn)生正交信號(hào)單元集。
另一種表示上述內(nèi)容的方法是通過(guò)狀態(tài)表。假設(shè)BOC8調(diào)制的一個(gè)實(shí)施例已通過(guò)等距狀態(tài)實(shí)現(xiàn)而第一狀態(tài)如圖8所示地具有π/8圓弧(22.5°)的相角，與上述值對(duì)應(yīng)。假設(shè)該測(cè)距碼轉(zhuǎn)換基本上同時(shí)發(fā)生并希望維持基本恒定的輸出包絡(luò)，相位狀態(tài)的序列需要每個(gè)I和Q測(cè)距碼信號(hào)單元，子載波狀態(tài)如下給出

表1-BOC8(x，x)I和Q信號(hào)單元的狀態(tài)序列要理解與表1中的相位狀態(tài)對(duì)應(yīng)的子載波對(duì)每個(gè)測(cè)距碼碼片包含一個(gè)半周期。此外，當(dāng)I和Q相等時(shí)，相量的讀出是順時(shí)針的，否則就是逆時(shí)針的。很明顯信號(hào)單元序列或狀態(tài)序列是經(jīng)采樣或量化的正弦曲線的段(在上面公開的本發(fā)明方面中具體為半周期段)。因此，這種概念能擴(kuò)展到包括這些采樣的多個(gè)部分。那些表現(xiàn)出可用性的變化量包括具有來(lái)自有限數(shù)量半周期的采樣的情況，即不是+1的I信道值由狀態(tài)2、1、8和7表征，它能使用其它多個(gè)狀態(tài)而由采樣或經(jīng)量化的正弦曲線的三個(gè)半周期表示，例如2、1、8、7、6、5、4、3、2、1、8、7等。表2示出該實(shí)施例的相位狀態(tài)并且基于圖4的采樣相位狀態(tài)圖，除使用正弦曲線波形的三個(gè)半周期(或任意數(shù)量的半周期)以外。其正弦曲線或多個(gè)半周期部分被稱為“基本波形”。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識(shí)到也能采用其它基本波形，例如三角波波形或一組相互正交的波形。

表2-每碼片調(diào)制具有3/2個(gè)子載波周期的8-PSKI&Q信號(hào)單元的狀態(tài)序列

表3-每碼片調(diào)制具有2個(gè)子載波半周期的8-PSK I&Q信號(hào)單元的狀態(tài)序列本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠理解，假定在表1-表3中I和Q碼片轉(zhuǎn)換大致同時(shí)地發(fā)生并且I和Q子載波分別采用正弦和余弦波形的形式。然而還能實(shí)現(xiàn)多個(gè)實(shí)施例，其中測(cè)距碼碼片轉(zhuǎn)換不大致同時(shí)地發(fā)生。此外，在測(cè)距碼碼片轉(zhuǎn)換不是大致同時(shí)地發(fā)生的情況下，可將對(duì)應(yīng)于I和Q測(cè)距碼碼片的子載波配置成采用一對(duì)經(jīng)量化的正弦曲線的形式。
可以看出，對(duì)波形的每1/2周期來(lái)說(shuō)，存在4個(gè)時(shí)間采樣。階躍的正弦曲線波形可被認(rèn)為是對(duì)基本擴(kuò)展波形的子載波調(diào)制。時(shí)間采樣和獨(dú)立信息承載信道的數(shù)量與相位狀態(tài)的數(shù)量相關(guān)，相位狀態(tài)中的載波信號(hào)具有其自身表現(xiàn)形式。盡管上面的例子已使用作為“2的冪”的相位狀態(tài)，但其中使用某些其它數(shù)的實(shí)施例也能得以實(shí)現(xiàn)。例如，6-PSK載波信號(hào)能用來(lái)承載2個(gè)獨(dú)立信息承載二進(jìn)制信道。在這種情況下，對(duì)每個(gè)所發(fā)送的碼片只需要3個(gè)信號(hào)單元采樣。
本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解，將階躍正弦曲線代替以每個(gè)單元的持續(xù)時(shí)間等于正弦曲線1/2個(gè)周期的矩形波是業(yè)內(nèi)公知的。如上所述，它被稱為“二進(jìn)制偏移載波”調(diào)制。與BOC說(shuō)明相關(guān)的還有兩種其它屬性，它們涉及代碼碼片化速率的頻率以及偏移子載波的頻率。BOC(2，2)因此被解釋為具有2.046MHz碼片化速率和2.046MHz偏移子載波的波形。這種配置對(duì)每個(gè)碼單元(碼片)正好具有子載波信號(hào)的兩個(gè)1/2周期。
本發(fā)明諸實(shí)施例的又一方面涉及使用作為多級(jí)波形的子載波中的至少一個(gè)或多個(gè)或全部而將一組子載波用于調(diào)制測(cè)距碼。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可能會(huì)想到一些實(shí)施例，這些實(shí)施例通過(guò)其它子載波信號(hào)而調(diào)制子載波信號(hào)。對(duì)額外的子載波由第i個(gè)衛(wèi)星或具有ω1載波頻率的系統(tǒng)發(fā)送所產(chǎn)生的信號(hào)，具有下列形式Si(t)＝Amscjm(t)scim(t)mi(t)di(t)cos(ω1t)+ACscjg(t)scig(t)gi(t)di(t)sin(ωit)＝ISi(t)+QSi(t)其中
scim(t)和scjm(t)分別表示第一和第二子載波信號(hào)第一測(cè)距碼，例如M-代碼；另外scig(t)和scjg(t)表示第一和第二子載波信號(hào)第二測(cè)距碼，例如Gold碼。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于n個(gè)子載波，信號(hào)具有下列形式要注意，scim(t)和scig(t)相同和不同的實(shí)施例均可實(shí)現(xiàn)。類似地，scjm(t)和scig(t)相同和不同的實(shí)施例均可實(shí)現(xiàn)。
Si(t)=AmΠj=1nπscijm(t)mi(t)di(t)cos(ωit)+ACΠj=1lscijg(t)gi(t)di(t)sin(ω1t)=ISi(t)+QSi(t),]]>其中，Πj=1nscijm(t)Πj=1lscijg(t):]]>表示諸如m和Gold代碼的第一和第二測(cè)距碼的子載波的積。
盡管可能使用一個(gè)以上的子載波，但實(shí)踐中的實(shí)施例一般采用2個(gè)子載波。使用一對(duì)子載波的調(diào)制被稱為“二元二進(jìn)制偏移載波(DBOC)調(diào)制”。使用三個(gè)子載波的調(diào)制被稱為“三元二進(jìn)制偏移載波(TBOC)調(diào)制”等，因此使用n個(gè)子載波的調(diào)制被稱為N元(tuple)二進(jìn)制偏移載波(NBOC)調(diào)制。如上面所提到的那樣，這些子載波中的一個(gè)或多個(gè)可能是階躍式的，即具有與各相位狀態(tài)相關(guān)的振幅。
作為本發(fā)明這方面的例子，圖9示出一對(duì)波形900。在圖9中，正如NBOC發(fā)明中所闡述的那樣，子載波基礎(chǔ)波形被假設(shè)為二進(jìn)制的并僅示出了一個(gè)子載波波形902。圖9中的持續(xù)時(shí)間為512個(gè)采樣并準(zhǔn)確地與碼單元(碼片)的持續(xù)時(shí)間匹配。第一子載波902包含對(duì)每個(gè)測(cè)距碼碼片的4個(gè)半子載波周期，如虛線的波形所表示的那樣。如果這是唯一的子載波分量，調(diào)制將會(huì)是BOC(2x、x)型的，其中x是碼速率的頻率(碼片形成速率)。然而可以理解的是，每512個(gè)采樣具有16個(gè)半周期第二子載波(未圖示)已被用來(lái)產(chǎn)生調(diào)制的波形904以結(jié)合于衛(wèi)星信號(hào)的載波。經(jīng)調(diào)制的波形由實(shí)線表示。作為兩個(gè)子載波的調(diào)制(乘)結(jié)果，每當(dāng)在第一子載波902處具有符號(hào)翻轉(zhuǎn)時(shí)，所產(chǎn)生的波形904對(duì)第二子載波904具有相位翻轉(zhuǎn)。這從圖9的點(diǎn)906、908和910處能清楚地看到，在那里第二子載波(未圖示)的轉(zhuǎn)換是相反的。所產(chǎn)生的調(diào)制被表示為二元BOC或DBOC。在圖9的例子中，調(diào)制為DBOC(8x，(2x，x))，即對(duì)測(cè)距碼的每個(gè)碼片存在第二子載波的8個(gè)半周期(未圖示)。主能量聚集在離開載波信號(hào)±8x的頻率周圍，其中的BOC就象雙峰功率譜那樣。
參閱圖10，它示出了一對(duì)功率譜1000。第一功率譜1002與DBOC8(16，(2，2))信號(hào)相關(guān)。要理解的是第一和第二子載波中的至少一個(gè)被用來(lái)產(chǎn)生DBOC8(16，(2，2))信號(hào)，該信號(hào)包括獲取自8個(gè)相應(yīng)相位狀態(tài)的振幅。在所示的特定實(shí)施例中，第一子載波是多級(jí)信號(hào)。要注意的是用來(lái)表示DBOC調(diào)制或子載波的命名是DBOCa(b，c(d，e))，其中a和c表示相位狀態(tài)的數(shù)量，即分別具有頻率b和d的子載波的振幅。第二功率譜1004涉及BOC8(2，2)信號(hào)。所表示的功率譜是通過(guò)本發(fā)明的前述內(nèi)容而產(chǎn)生的，即采用多層子載波和具有兩個(gè)以上相位狀態(tài)的子載波并結(jié)合二元BOC概念。對(duì)圖10功率譜的I&Q調(diào)制波形如圖11所示。參閱圖11，它示出了多對(duì)波形1100。表示擴(kuò)展波形I信道的第一對(duì)波形1102包含由實(shí)線表示的階躍的或多層的BOC(2，2)信號(hào)1104以及由虛線表示的16MHz子載波調(diào)制BOC(2，2)信號(hào)1106。要理解經(jīng)16MHz子載波調(diào)制的BOC(2，2)信號(hào)已通過(guò)與BOC8(2，2)相乘而產(chǎn)生，即階躍的BOC(2，2)信號(hào)與振幅為±1的16MHz矩形波形(未圖示)相乘。表示Q信道的第二波形1108包含正交BOC(2、2)信號(hào)1110以及經(jīng)16MHz子載波調(diào)制的BOC(2，2)信號(hào)1112。要知道，第一子載波1104或1110是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上述子載波，相反地，在兩種情況中的第二子載波(未圖示)是傳統(tǒng)的二進(jìn)制矩形波形，即傳統(tǒng)子載波?？梢岳斫?，在兩個(gè)BOC(2，2)子載波1104、1110和它們的乘積(即，經(jīng)16MHz子載波調(diào)制的BOC(2，2)信號(hào)1106和1112)之間存在重疊區(qū)1114，在重疊區(qū)域1114，波形具有相同的振幅曲線。
圖11所示信號(hào)的諸實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是已產(chǎn)生了I信道或分量，或者I信道或分量表示DBOC8調(diào)制或信號(hào)，然而已采用BOC8調(diào)制而產(chǎn)生了Q信道，或者Q信道表示BOC8調(diào)制。然而，這種配置仍然保持或提供從衛(wèi)星發(fā)射出來(lái)的大致恒定的包絡(luò)載波信號(hào)。
已參照呈周期性的子載波信號(hào)對(duì)本發(fā)明諸實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。然而，這些實(shí)施例在子載波信號(hào)包含偽隨機(jī)噪聲信號(hào)的情況下也可實(shí)現(xiàn)。此外這些實(shí)施例在子載波的形狀采取除階躍形式外的一種形式的情況下也可實(shí)現(xiàn)，即，多層波或量化的正弦曲線波形逼近。例如，根據(jù)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員希望所產(chǎn)生的調(diào)制對(duì)所發(fā)送信號(hào)的功率譜的影響和/或任何適當(dāng)?shù)母缮鏈y(cè)量(例如SSC或自SSC)，多級(jí)脈沖化波形、多級(jí)周期性波形或多級(jí)非周期性波形可用于圖12所示的信號(hào)中。
參閱圖13，它示出根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的子載波波形1300以及代碼或其它波形(例如另一子載波)的一個(gè)碼片1302?？梢岳斫?，子載波在100ns部分包含BOC(5，1)波形的第一部分，該部分在400ns部分處與BOC(1，1)波形部分結(jié)合以產(chǎn)生整個(gè)子載波。要理解，BOC(5，1)波形的功率譜在5*1.023MHz處具有峰尖而BOC(1，1)波形在1*1.023MHz處具有峰尖。因此，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解，有選擇地將多個(gè)BOC子載波組合起來(lái)使得本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員定位或重新定位整個(gè)子載波的峰尖。還應(yīng)當(dāng)理解的是，例如用來(lái)調(diào)制測(cè)距碼的子載波獲取自一個(gè)以上的子載波，盡管結(jié)合圖13描述的信號(hào)獲取自BOC(5，1)和BOC(1，1)子載波，其中使用BOC子載波的其它組合的實(shí)施例也能被實(shí)現(xiàn)。從效果上說(shuō)，BOC(5，1)和BOC(1，1)信號(hào)被相乘或選擇地結(jié)合以產(chǎn)生完整的子載波信號(hào)。要理解的是，可以根據(jù)對(duì)發(fā)射信號(hào)的功率譜的所希望的效果而實(shí)現(xiàn)子載波的其它序列。例如，可將偽隨機(jī)序列代替階躍式調(diào)制而用作子載波而實(shí)現(xiàn)子載波。將額外序列用到主擴(kuò)展碼序列迄今為止被限制在用作分層碼，它在每個(gè)完整的代碼重復(fù)間隔之后改變狀態(tài)。采用長(zhǎng)度為10或20的Neumann Hoffman序列以這種方式構(gòu)建GPS L5代碼，從而將1ms的代碼(10230碼片或單元)延長(zhǎng)至10ms或20ms。子代碼碼片間隔的使用在這之前未被考慮。完整的序列(子序列)具有一個(gè)或最多幾個(gè)代碼碼片的持續(xù)時(shí)間。對(duì)子載波調(diào)制而言，它與前述內(nèi)容扮演相同的角色，即控制發(fā)射功率譜。這樣的子序列的一個(gè)特征是該序列在衛(wèi)星星座或星座的子集之間被選成共同的。一個(gè)這樣的子集可以是將本地元件或擴(kuò)展提供給系統(tǒng)的空間部分的一組地面發(fā)射機(jī)。例如，可實(shí)現(xiàn)這樣的子載波振幅，它具有在10個(gè)碼片間隔中的序列-++++----+或者根據(jù)對(duì)結(jié)果信號(hào)的功率譜所希望的效果而具有對(duì)每個(gè)測(cè)距碼碼片或其它子載波碼片的其它多個(gè)+1和多個(gè)-1的序列。諸如7子碼片間隔序列的例子可包括++-----、+++----、+-+-+--，并能被選擇以提供對(duì)發(fā)射功率譜的類似控制。
參閱圖14，其中示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)射機(jī)1400。發(fā)射機(jī)1400包括裝置1402，即產(chǎn)生或選擇用于發(fā)射的測(cè)距碼的發(fā)生器1402。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解，可通過(guò)例如移位寄存器配置而產(chǎn)生這種測(cè)距碼?？梢岳斫?，測(cè)距碼選擇和/或發(fā)生裝置1402被圖示為g1(t)和p1(t)。這些碼被饋入各混頻器1404、1406。根據(jù)本發(fā)明諸實(shí)施例，混頻器1404、1406被配置成將測(cè)距碼與子載波結(jié)合。各子載波發(fā)生器1408、1410產(chǎn)生子載波。可任選地，可將數(shù)據(jù)信號(hào)較佳地與測(cè)距碼和子載波混頻。數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)比特持續(xù)期一般為代碼重復(fù)間隔的整數(shù)倍。例如，在GPRS CA碼中，它是1ms代碼重復(fù)間隔的20倍，即數(shù)據(jù)數(shù)量是50bps。經(jīng)混頻的信號(hào)1412和1414被饋入另一對(duì)混頻器1416和1418，它們?cè)谀抢锱c產(chǎn)生自振蕩器和移相器組件1420的同相信號(hào)和正交相位信號(hào)混頻。藉由組合器1426將進(jìn)一步混頻的信號(hào)1422和1424組合起來(lái)并輸出以通過(guò)適當(dāng)?shù)纳献冾l器1428進(jìn)行隨后的上變頻，來(lái)自上變頻器1428的輸出被饋送至高功率放大器1430并由適當(dāng)?shù)臑V波器1433濾波以隨后由例如衛(wèi)星或安排成發(fā)射或發(fā)送測(cè)距碼的其它設(shè)備發(fā)送。
參閱圖15，它示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的調(diào)制系統(tǒng)1500的示意圖。系統(tǒng)1500包括用于產(chǎn)生測(cè)距碼的測(cè)距碼發(fā)生器1502。測(cè)距碼被饋送至包括相位狀態(tài)的第一查找表1504和包括振幅狀態(tài)的第二查找表1506。相位狀態(tài)查找表1504的輸出被用來(lái)驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制器1508，相位調(diào)制器依次產(chǎn)生電壓信號(hào)以控制電壓受控振蕩器1510的電壓相位。通過(guò)例如增益受控放大器或乘法器的組合器1512，振蕩器1510的輸出與來(lái)自振幅狀態(tài)表1506的輸出信號(hào)組合以產(chǎn)生具有合適特性的子載波。
盡管已參照維持基本恒定的信號(hào)包絡(luò)而對(duì)上述諸實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但實(shí)施例并不局限于此。其中使用可變模信號(hào)包絡(luò)的實(shí)施例也能得以實(shí)現(xiàn)。要注意上述約束條件，即針對(duì)維持(I2+Q2)1/2的單位振幅，是無(wú)需施加的。
上面的實(shí)施例是基于具有相同碼片化速率的I和Q信道進(jìn)行說(shuō)明的。然而，這些實(shí)施例不限于這種配置。采用不同碼片形成速率的實(shí)施例能夠被實(shí)現(xiàn)。
盡管本發(fā)明諸實(shí)施例是參照L1和L2頻率而說(shuō)明的，但這些實(shí)施例不局限于這種配置。也能實(shí)現(xiàn)一些實(shí)施例，在這些實(shí)施例中，能根據(jù)對(duì)使用本發(fā)明的系統(tǒng)的要求而使用其它頻率或頻帶。例如，較低的L頻帶(即E5a和E5b)、中間(即E6)和較高的L頻帶(即E2-L1-E1)也能從本發(fā)明實(shí)施例中獲得好處。要注意，這些實(shí)施例可使用具有至少三個(gè)分量的信號(hào)而不是如上所述的兩個(gè)分量。
此外，本發(fā)明諸實(shí)施例是參照標(biāo)準(zhǔn)BOC而進(jìn)行說(shuō)明的。然而，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解，采用其它BOC的實(shí)施例也能得以實(shí)現(xiàn)。
此外，要注意也能實(shí)現(xiàn)這樣一些實(shí)施例，在這些實(shí)施例中，每個(gè)代碼碼片的子載波半周期數(shù)為奇數(shù)、偶數(shù)、碼片的整數(shù)倍或非整數(shù)倍的至少其中一種，即在子載波半周期數(shù)和碼片持續(xù)時(shí)間之間存在有理數(shù)的關(guān)系。
本發(fā)明上述實(shí)施例將焦點(diǎn)放在發(fā)明的發(fā)送端，即產(chǎn)生、調(diào)制和傳送與一個(gè)或多個(gè)子載波結(jié)合的測(cè)距代碼。然而，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所能理解的是，需要逆系統(tǒng)和方法以接收和處理信號(hào)。一旦本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員構(gòu)思出一種用于發(fā)送這類信號(hào)的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)合適的接收器只是發(fā)射操作的逆操作而已。因此，本發(fā)明的實(shí)施例還涉及用于處理諸如上述信號(hào)的接收器。
讀者的注意被引向與說(shuō)明書同時(shí)提交或在這之前提交的有關(guān)本申請(qǐng)的所有論文、文檔，這些論文、文檔與說(shuō)明書一起公開以供公眾審閱，所有這些論文和文檔的內(nèi)容被援引于此作為參考。
公開在本說(shuō)明書中的所有特征(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)和/或所公開的方法的所有步驟和處理，可被組合成任何組合，除非這些組合的至少某些特征和/或步驟是互相排斥的。
本說(shuō)明書中所公開的每個(gè)特征(包括任何所附權(quán)利要求、摘要和附圖)可由用于實(shí)現(xiàn)相同、等效或類似目的的其它特征代替，除非另有聲明。因此，除非另有聲明，所公開的每個(gè)特征都僅為等效或類似特征的一般系列。
本發(fā)明不局限于前述實(shí)施例的任何細(xì)節(jié)。本發(fā)明可擴(kuò)展到本說(shuō)明書公開的任何新穎特征或任何新穎特征的組合(包括所附權(quán)利要求、摘要和附圖)，或者擴(kuò)展到所公開的任何方法的步驟或處理的任何新穎性特征或任何新穎性特征的組合。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生包括載波信號(hào)的傳送信號(hào)的方法，所述方法包括將多個(gè)子載波調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)結(jié)合的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括產(chǎn)生多個(gè)子載波調(diào)制信號(hào)中的至少一個(gè)子載波調(diào)制信號(hào)的步驟，所述步驟包括m個(gè)振幅級(jí)，其中m≥2。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制信號(hào)的步驟包括產(chǎn)生具有m個(gè)振幅的信號(hào)的步驟，其中m＞2。
4.如權(quán)利要求2和3所述的方法，其特征在于，m是從3、4、5、6、7、8或9中選擇的至少一個(gè)數(shù)。
5.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，多個(gè)子載波調(diào)制信號(hào)中的至少一個(gè)逼近或?qū)С鲎钥深A(yù)定的基本波形。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，基礎(chǔ)波形是正弦波、余弦波、三角波中的至少一種。
7.如權(quán)利要求5和6所述的方法，其特征在于，基礎(chǔ)波形是根據(jù)傳送信號(hào)所希望的功率分布特性而進(jìn)行選擇的。
8.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，多個(gè)子載波調(diào)制信號(hào)中的至少兩個(gè)是彼此正交的。
9.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，多個(gè)子載波是彼此正交的。
10.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，多個(gè)子載波包含一對(duì)具有預(yù)定相位關(guān)系的子載波。
11.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，多個(gè)子載波包括同相子載波和正交相位子載波。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括步驟確定同相子載波和正交相位子載波各自的倍數(shù)振幅以維持基本恒定的傳送信號(hào)包絡(luò)。
13.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，還包括步驟從多個(gè)相位狀態(tài)導(dǎo)出與至少一對(duì)正交子載波關(guān)聯(lián)的振幅。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，相位狀態(tài)等夾角地分布在單位圓的周圍。
15.如權(quán)利要求2-14所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)子載波的振幅的持續(xù)時(shí)間是大致相等的。
16.如權(quán)利要求2-14所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)子載波的至少一對(duì)振幅的持續(xù)時(shí)間是不同的。
17.如權(quán)利要求2-16所述的方法，其特征在于，根據(jù)關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行量化。
18.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，多個(gè)子載波中的至少一對(duì)根據(jù)相互正交的軸而協(xié)作地定義所分辨的相關(guān)的多個(gè)相位狀態(tài)。
19.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，多個(gè)相位狀態(tài)關(guān)聯(lián)于各測(cè)距信號(hào)。
20.如權(quán)利要求18和19所述的方法，其特征在于，在多個(gè)相位狀態(tài)中的至少某些狀態(tài)的停留時(shí)間是不等的。
21.如權(quán)利要求18-20所述的方法，其特征在于，相位狀態(tài)的第一組具有第一停留時(shí)間而相位狀態(tài)的第二組具有第二停留時(shí)間。
22.如權(quán)利要求18-21所述的方法，其特征在于，根據(jù)時(shí)鐘而量化停留時(shí)間。
23.一種包含m個(gè)信號(hào)振幅的m級(jí)調(diào)制信號(hào)以調(diào)制第一信號(hào)，其中m＞2。
24.如權(quán)利要求23所述的信號(hào)，其特征在于，多個(gè)信號(hào)振幅關(guān)聯(lián)于或?qū)С鲎远鄠€(gè)與至少m級(jí)信號(hào)關(guān)聯(lián)的相位狀態(tài)，較為有利的是第二信號(hào)。
25.如權(quán)利要求24所述的信號(hào)，其特征在于，所述第二信號(hào)與m級(jí)信號(hào)具有預(yù)定的相位關(guān)系。
26.如權(quán)利要求25所述的信號(hào)，其特征在于，預(yù)定的相位關(guān)系是正交相位關(guān)系。
27.如權(quán)利要求23-26所述的信號(hào)，其特征在于，m個(gè)信號(hào)振幅包括表示量化的正弦曲線信號(hào)的振幅。
28.如權(quán)利要求23-27所述的信號(hào)，其特征在于，所述m個(gè)信號(hào)振幅是、或成比例于下列振幅集中的至少一個(gè) {±sin(67.5°)，±sin(22.5°)，±sin(22.5°)±sin(67.5°)}、{±cos(67.5°)，±cos(22.5°)，±cos(22.5°)，±cos(67.5°)}。
29.如權(quán)利要求28所述的信號(hào)，其特征在于，所述信號(hào)振幅被選擇以獲得所發(fā)送信號(hào)的預(yù)定的量級(jí)特性。
30.如權(quán)利要求29所述的信號(hào)，其特征在于，預(yù)定量級(jí)特性是所發(fā)送信號(hào)的基本恒定的包絡(luò)。
31.一種包含三個(gè)或多個(gè)振幅的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。
32.一種包含m個(gè)信號(hào)級(jí)的二進(jìn)制偏移載波信號(hào)，其中m＞2。
33.一種包含n個(gè)信號(hào)級(jí)的二元二進(jìn)制偏移載波信號(hào)，其中n＞2，所述二元二進(jìn)制偏移載波信號(hào)是通過(guò)將至少第一BOC信號(hào)與至少第二BOC信號(hào)結(jié)合而產(chǎn)生的。
34.一種BOCm(fs，fc)信號(hào)，其中m≥3，其中m表示與BOCm(fs，fc)信號(hào)關(guān)聯(lián)的相位狀態(tài)數(shù)量，fs表示BOC信號(hào)的頻率而fc表示與BOCm(fs，fc)信號(hào)結(jié)合的另一信號(hào)的頻率。
35.一種調(diào)制信號(hào)，包含具有m個(gè)信號(hào)振幅并與至少一個(gè)n級(jí)信號(hào)結(jié)合的m級(jí)信號(hào)，其中m＞2而n≥2。
36.如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的信號(hào)，其特征在于，信號(hào)振幅和相位狀態(tài)中的至少一個(gè)對(duì)各持續(xù)時(shí)間占據(jù)主要地位。
37.如權(quán)利要求36所述的信號(hào)，其特征在于，至少第一組的多個(gè)持續(xù)時(shí)間是不相等的。
38.如權(quán)利要求37所述的信號(hào)，其特征在于，至少第二組的多個(gè)持續(xù)時(shí)間是相等的。
39.如權(quán)利要求38所述的信號(hào)，其特征在于，所有的各持續(xù)時(shí)間是相等的。
40.一組經(jīng)調(diào)制信號(hào)，包含下列信號(hào)的至少一個(gè)或較佳地兩者都包括SL1i(t)＝Amsci(t)mi(t)di(t)cos(ω1t)+ACsci(t)gi(t)di(t)sin(ωit)＝ISi(t)+QSi(t)SL2i(t)＝BPsci(t)Pi(t)cos(ω2t)其中Ap、Ac、Bp是信號(hào)振幅，ω1和ω1是第一和第二載波，L1和L2是載波頻率，pi(t)表示第一測(cè)距碼，所述第一測(cè)距碼包含可預(yù)定碼片速率為10.23Mbps并且可預(yù)定周期為正好一星期的偽隨機(jī)序列，gi(t)表示第二測(cè)距碼，較為有利的是CA碼并較佳地具有預(yù)定的碼片速率并較佳地是1023碼片Gold碼，di(t)表示可選的數(shù)據(jù)消息，sci(t)表示包含m個(gè)振幅級(jí)的子載波信號(hào)，其中m＞2。
41.如權(quán)利要求23-40所述的信號(hào)，其特征在于，所述信號(hào)對(duì)碼信號(hào)具有預(yù)定的關(guān)系，使得對(duì)可預(yù)定碼信號(hào)部分發(fā)生m級(jí)信號(hào)的可預(yù)定周期部分的數(shù)量。
42.如權(quán)利要求41所述的信號(hào)，其特征在于，所述可預(yù)定數(shù)量的部分是可預(yù)定數(shù)量的半周期。
43.如權(quán)利要求41-42所述的信號(hào)，其特征在于，碼信號(hào)的可預(yù)定部分為碼片。
44.一種測(cè)距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生測(cè)距碼的裝置；產(chǎn)生信號(hào)或?qū)崿F(xiàn)如任何前述權(quán)利要求所述的方法的裝置；發(fā)送信號(hào)的裝置。
45.一種測(cè)距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生測(cè)距碼的裝置；產(chǎn)生載波信號(hào)的裝置；產(chǎn)生多個(gè)子載波信號(hào)的裝置以及將測(cè)距碼、載波信號(hào)和子載波信號(hào)結(jié)合以產(chǎn)生輸出信號(hào)的裝置。
46.如權(quán)利要求45所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，用于多個(gè)子載波信號(hào)的裝置包括用于產(chǎn)生至少一個(gè)包括數(shù)量為m的振幅級(jí)的子載波信號(hào)的裝置，其中m≥2。
47.如權(quán)利要求46所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制信號(hào)的裝置包括用于產(chǎn)生具有m個(gè)振幅的信號(hào)的裝置，其中m＞2。
48.如權(quán)利要求46和47所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，m是從3、4、5、6、7、8、或9中選擇的至少一個(gè)數(shù)。
49.如權(quán)利要求45-48所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)子載波調(diào)制信號(hào)中的至少一個(gè)逼近或?qū)С鲎钥深A(yù)定的基本波形。
50.如權(quán)利要求49所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，基礎(chǔ)波形是正弦波、余弦波、三角波中的至少一種。
51.如權(quán)利要求49和50所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，基礎(chǔ)波形是根據(jù)傳送信號(hào)所希望的功率分布特性而進(jìn)行選擇的。
52.如權(quán)利要求45-51所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)子載波調(diào)制信號(hào)中的至少兩個(gè)是彼此正交的。
53.如權(quán)利要求45-52所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)子載波是彼此正交的。
54.如權(quán)利要求45-53所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)子載波包含一對(duì)具有預(yù)定相位關(guān)系的子載波。
55.如權(quán)利要求45-54所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)子載波包括同相于載波和正交相位子載波。
56.如權(quán)利要求55所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，還包括裝置，用來(lái)確定同相子載波和正交相位子載波各自的倍數(shù)振幅以維持基本恒定的傳送信號(hào)包絡(luò)。
57.如權(quán)利要求45-57所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，還包括裝置，用來(lái)從多個(gè)相位狀態(tài)導(dǎo)出與至少一對(duì)正交子載波關(guān)聯(lián)的振幅。
58.如權(quán)利要求57所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，相位狀態(tài)等夾角地分布在單位圓的周圍。
59.如權(quán)利要求45-58所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)子載波的振幅的持續(xù)時(shí)間是大致相等的。
60.如權(quán)利要求45-58所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)子載波的至少一對(duì)振幅的持續(xù)時(shí)間是不同的。
61.如權(quán)利要求45-60所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行量化。
62.如權(quán)利要求45-61所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)子載波中的至少一對(duì)根據(jù)相互正交的軸而協(xié)作地定義所分辨的多個(gè)相關(guān)的相位狀態(tài)。
63.如權(quán)利要求45-62所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)相位狀態(tài)關(guān)聯(lián)于各測(cè)距信號(hào)。
64.如權(quán)利要求62和63所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，在多個(gè)相位狀態(tài)中的至少某些狀態(tài)的停留時(shí)間是不等的。
65.如權(quán)利要求62-64所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，相位狀態(tài)的第一組具有第一停留時(shí)間而相位狀態(tài)的第二組具有第二停留時(shí)間。
66.如權(quán)利要求62-65所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)時(shí)鐘而量化停留時(shí)間。
67.一種測(cè)距系統(tǒng)，包括藉由載波傳送與m級(jí)調(diào)制信號(hào)結(jié)合的測(cè)距碼的裝置，所述m級(jí)調(diào)制信號(hào)包含m個(gè)信號(hào)振幅以調(diào)制第一信號(hào)，其中m＞2。
68.如權(quán)利要求67所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)信號(hào)振幅關(guān)聯(lián)于或?qū)С鲎远鄠€(gè)相位狀態(tài)，所述多個(gè)相位狀態(tài)與至少m級(jí)信號(hào)關(guān)聯(lián)，并且所述m級(jí)信號(hào)較佳地是第二信號(hào)。
69.如權(quán)利要求68所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，第二信號(hào)與m級(jí)信號(hào)具有預(yù)定的相位關(guān)系。
70.如權(quán)利要求69所述的測(cè)距系統(tǒng)信號(hào)，其特征在于，所述預(yù)定的相位關(guān)系是正交相位關(guān)系。
71.如權(quán)利要求67-70所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，m個(gè)信號(hào)振幅包含表示經(jīng)量化的正弦曲線信號(hào)的振幅。
72.如權(quán)利要求67-71所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，所述m個(gè)信號(hào)振幅是、或成比例于下列振幅集中的至少一個(gè) {±sin(67.5°)，±sin(22.5°)，±sin(22.5°)±sin(67.5°)}、{±cos(67.5°)，±cos(22.5°)，±cos(22.5°)，±cos(67.5°)}。
73.如權(quán)利要求72所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)振幅被選擇以獲得所發(fā)送信號(hào)中的預(yù)定的量級(jí)特性。
74.如權(quán)利要求73所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)定量級(jí)特性是所發(fā)送信號(hào)的基本恒定的包絡(luò)。
75.一種用于產(chǎn)生包括三個(gè)或更多振幅的數(shù)字調(diào)制信號(hào)的測(cè)距系統(tǒng)結(jié)合裝置，產(chǎn)生測(cè)距碼裝置以及將數(shù)字調(diào)制信號(hào)與測(cè)距碼結(jié)合的裝置。
76.一種測(cè)距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生測(cè)距碼的裝置；產(chǎn)生包含m個(gè)信號(hào)級(jí)的二進(jìn)制偏移載波信號(hào)的裝置，其中m＞2；以及將測(cè)距碼與二進(jìn)制偏移載波結(jié)合的裝置。
77.一種測(cè)距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生包含n個(gè)信號(hào)級(jí)的二元二進(jìn)制偏移載波信號(hào)的裝置，其中n＞2，所述二元二進(jìn)制偏移載波信號(hào)是通過(guò)將至少第一BOC信號(hào)與至少第二BOC信號(hào)結(jié)合而獲得的；產(chǎn)生測(cè)距碼的裝置以及將測(cè)距碼與二元二進(jìn)制偏移載波信號(hào)結(jié)合的裝置。
78.一種測(cè)距系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生BOCm(fs，fc)信號(hào)的裝置，其中m≥3，其中m表示與BOCm(fs，fc)信號(hào)關(guān)聯(lián)的相位狀態(tài)數(shù)量，fs表示BOC信號(hào)的頻率而fc表示與BOCm(fs，fc)信號(hào)結(jié)合的另一信號(hào)的頻率；產(chǎn)生測(cè)距碼的裝置以及將測(cè)距碼與BOCm(fs，fc)信號(hào)結(jié)合的裝置。
79.一種測(cè)距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生包含具有m個(gè)信號(hào)振幅的m級(jí)信號(hào)的數(shù)字調(diào)制信號(hào)，其中所述m級(jí)信號(hào)與至少一個(gè)n級(jí)信號(hào)結(jié)合，其中m＞2、n≥2；以及將數(shù)字調(diào)制信號(hào)與測(cè)距碼結(jié)合的裝置。
80.如權(quán)利要求79所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)振幅和相位狀態(tài)中的至少一個(gè)對(duì)各持續(xù)時(shí)間占據(jù)主要地位。
81.如權(quán)利要求80所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，至少第一組的多個(gè)持續(xù)時(shí)間是各不相等的。
82.如權(quán)利要求81所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，至少第二組的多個(gè)持續(xù)時(shí)間是各自相等的。
83.如權(quán)利要求82所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，所有的各持續(xù)時(shí)間是相等的。
84.一種測(cè)距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生一組經(jīng)調(diào)制信號(hào)的裝置，所述經(jīng)調(diào)制的信號(hào)包含下列信號(hào)的至少一個(gè)或較佳地兩者都包括，SL1i(t)＝Amsci(t)mi(t)di(t)cos(ω1t)+ACsci(t)gi(t)di(t)sin(ωit)＝ISi(t)+QSi(t)SL2i(t)＝BPsci(t)Pi(t)cos(ω2t)其中Ap、Ac、Bp是信號(hào)振幅，ω1和ω1是第一和第二載波，L1和L2是載波頻率，pi(t)表示第一測(cè)距碼，所述第一測(cè)距碼包含可預(yù)定碼片速率為10.23Mbps并且可預(yù)定周期為正好一星期的偽隨機(jī)序列，gi(t)表示第二測(cè)距碼，較為有利的是CA碼并較佳地具有預(yù)定的碼片速率并較佳地是1023碼片Gold碼，di(t)表示可選的數(shù)據(jù)消息，sci(t)表示包含m個(gè)振幅級(jí)的子載波信號(hào)，其中m＞2。
85.如權(quán)利要求44-84所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)距系統(tǒng)對(duì)碼信號(hào)具有預(yù)定的關(guān)系，使得對(duì)可預(yù)定碼信號(hào)部分發(fā)生m級(jí)信號(hào)的可預(yù)定的周期部分?jǐn)?shù)量。
86.如權(quán)利要求85所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，所述可預(yù)定的部分?jǐn)?shù)量是可預(yù)定的半周期數(shù)量。
87.如權(quán)利要求85-86所述的測(cè)距系統(tǒng)，其特征在于，碼信號(hào)的可預(yù)定部分為碼片。
88.一種用來(lái)結(jié)合多個(gè)信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制信號(hào)的系統(tǒng)；所述系統(tǒng)包括將多級(jí)調(diào)制信號(hào)與載波結(jié)合以影響經(jīng)調(diào)制信號(hào)的能量分布的裝置，其中，能量分布受多級(jí)調(diào)制信號(hào)的至少一個(gè)特性的影響。
89.如權(quán)利要求88所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括從多個(gè)信號(hào)中導(dǎo)出多級(jí)調(diào)制信號(hào)的裝置，其中多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)具有多個(gè)信號(hào)振幅。
90.如權(quán)利要求89所述的系統(tǒng)，其特征在于，用來(lái)從多個(gè)信號(hào)中導(dǎo)出多級(jí)調(diào)制信號(hào)的裝置在操作上將各具有多個(gè)信號(hào)振幅的至少兩個(gè)信號(hào)結(jié)合在一起。
91.一種系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)多個(gè)可選相位狀態(tài)和可選振幅狀態(tài)中的至少一個(gè)的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器響應(yīng)測(cè)距碼信號(hào)、系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和子載波信號(hào)中的至少一個(gè)以產(chǎn)生載波信號(hào)，所述載波信號(hào)承載至少一個(gè)相位和振幅調(diào)制以產(chǎn)生發(fā)送信號(hào)。
92.如權(quán)利要求91所述的系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)可選相位狀態(tài)被安排以影響發(fā)送信號(hào)的功率譜。
93.基本上參照本文所描述的和/或任何一張附圖中所示出的一種信號(hào)。
94.基本上參照本文所描述的和/或任何一張附圖中所示出的一種系統(tǒng)。
95.基本上參照本文所描述的和/或任何一張附圖中所示出的信號(hào)生成或表示的方法。
96.一種接收器系統(tǒng)，包括用來(lái)處理如權(quán)利要求23-43任何一項(xiàng)所述的信號(hào)的裝置。
97.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)體，包括用于實(shí)現(xiàn)或產(chǎn)生如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法、信號(hào)或系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種調(diào)制系統(tǒng)，其中m級(jí)數(shù)字子載波被用來(lái)調(diào)制信號(hào)，其中m＞2。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1846146SQ200480025000
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者A·R·普拉特, J·I·R·歐文 申請(qǐng)人:國(guó)防部長(zhǎng)