用于实施导航卫星的降低的带宽处理的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于实施导航卫星的降低的带宽处理的方法和装置
[0001]本申请要求于2013年12月23日向美国专利商标局提交的美国临时申请第61/920，151号的优先权，其内容通过引用合并于此。
技术领域
[0002]本申请一般涉及用于减少用于处理来自多个全球导航卫星系统(GNSS)星座的信号所需的资源的方法和装置，并且更具体地，涉及下一代GNSS信号的高效处理。
【背景技术】
[0003]下一代GNSS信号正在被研发并且很快将准备用于实施。然而，新信号引起许多接收问题，如下:要求更高的接收器采样率；由于所述更高的采样率而要求更大的接收器存储器容量；由于所述更高的采样率所引起的更宽的带宽而对于干扰具有更大的敏感性；在追踪多个信号相关峰值时引起更大的困难；要求更复杂的相关函数；由于使用更复杂的相关函数而引起与多径信号的更复杂化的交互；以及由于使用更复杂的相关函数而引起增大的距离测量(range measurement)误差。在这里描述的接收器的情况下，增大的复采样是8fx vs.2fx，增大因子为4。此外，多个信号峰值的存在使得追踪正确的峰值更加困难。追踪错误的峰值可能导致大约150米的距离误差。当前的GNSS信号包括伽利略GNSS 二进制偏移载波(1，D (BOC(I, I))和全球定位系统(GPS)Ll-C传输。图1示出示范性GPS和伽利略信号的频谱，而图2示出现有技术的GPS/伽利略接收器。
[0004]在图2中，天线21接收GPS和伽利略卫星信号的组合并输出信号sKF。输出信号sKF被传递到射频(RF)块22，所述RF块22执行信号放大、滤波、频率变换，以及输出信号sIF，信号sIF典型地为其中心频率已经基本上被降低到便于合理的采样率的放大的信号。在这里提供的示例中，采样率Fs= 48fx = 49.107MHz，其中fx = 1.0230625MHz。然后，信号sIF在两个模数转换器(ADC) 23的阵列中被采样和量化，用于表示复信号(complex signal)。结果得到的数字化/量化的信号SdigitalW 48fx的复采样率被传递到数字信号预处理器(DSP) 24。DSP 24的功能是进一步过滤所述信号并且可以包括RF自动增益控制(AGC)计算和干扰抑制(interference mitigat1n)。DSP 24的输出s8fx被降低为8fx的复采样率。信号存储存储器(signal storage memory) 25连接至DSP 24。接收的所有GPS和伽利略卫星信号存在于存储在信号存储存储器25中的8fx采样中。单独的卫星处理在GPS和伽利略信号被存储在信号存储存储器25中之后被执行，并且包括:连接至信号存储存储器25的最终载波混频器26 ;连接至信号存储存储器25的相关块27，其中相关块27接收适当的本地扩频码或者LradJt为输入；连接至相关块27的信号假说存储器(signal hypothesismemory) 28 ；以及连接至信号假说存储器28的信号采集/追踪等等功能块29。
[0005]用于特定卫星的相关运算使用本地扩频码复制品(Lrade)来解扩单独的卫星。每个GPS卫星具有其自己的过程/采集(C/A)扩频码。用于伽利略BOC (1，I)信号的Lrade表示具有不同的形式，不同之处在于伽利略卫星扩频码和子载波的组合。子载波被用于发送伽利略卫星信号并且是1.023MHz方波。传输的子载波部分生成图1中所示的双频旁瓣。为了与B0C(1，I)信号相关，子载波的本地生成的复制品(r印Iica)以及卫星扩频码必须如下所述图3中那样产生。然后，DSP 24的输出被存储在信号存储存储器25中。
[0006]图3示出了:用于本地复制用于GPS卫星接收的L—的L。。&生成器31和包括伽利略存储码(memory code)生成器32的Letjde生成器；子载波生成器33 ;和乘法器34，用于将伽利略存储码与本地复制的子载波相乘以本地复制用于伽利略卫星信号的Lrade。
[0007]图4示出图2的现有技术的DSP 24，其包括用于接收以48fx的复采样率采样的GPS/伽利略信号的复混频器(complex mixer)41。以48fx的复采样率采样的查找表(LUT) 42连接至复混频器41。连接至复混频器41的低通滤波器43接收以48fx的复采样率采样的信号。连接至低通滤波器43的采样率降低器44将以48fx的复采样率采样的信号降低为以8fx的复采样率采样的信号。连接至采样率降低器44的再量化器45输出以Sfx的复采样率采样的2比特量化的GPS/伽利略信号。DSP 24将GPS/伽利略信号的频率从中频(IF)(例如7fx)变换成接近基带的载波频率，以3MHz对所变换后的信号进行低通滤波，并且将该信号再量化为2比特(符号+量值(sign+magnitude))。应注意到，采样率从低通滤波器43的输出处的48fx降低到采样率降低器44的输出处的8fx。
[0008]需要方法、系统、和设备来解决由新的GNSS信号所引起的问题(例如，更高的采样率、更宽的带宽、多个相关峰值、交叉相关问题、和增加的GNSS信号复杂度)。
【发明内容】
[0009]已经做出本发明来解决至少上述问题和/或缺点并且提供至少下述优点。
[0010]因此，本发明的一个方面提供方法和装置，其中在接收器中处理多星座GNSS信号所需的资源被降低。
[0011]本发明的另一个方面提供方法和装置，其中具有两个旁瓣的GNSS信号被变换成具有单一旁瓣的信号。
[0012]本发明的另一个方面提供方法和装置，其中具有两个旁瓣的GNSS信号被处理，其中，两个旁瓣都被处理或者所述旁瓣中仅仅一个被处理以用于干扰抑制。
[0013]本发明的另一个方面提供方法和装置，其中具有两个旁瓣的GNSS信号被处理以获取2fx的2比特量化的伽利略复信号采样或者Sfx的2比特量化的GPS复信号采样。
[0014]本发明的另一个方面提供方法和装置，其中具有两个旁瓣的GNSS信号被使用具有或不具有相位校正的数控振荡器(NCO)来处理。
[0015]根据本发明的一个方面，一种处理具有降低的频带宽度的导航信号的方法包括:接收两个导航信号的组合，其中所述导航信号之一包括上旁瓣和下旁瓣；将所组合的两个导航信号的频率降低到中频(IF);将IF信号转换成能够表示复信号的数字信号；将所述IF信号的频率变换到接近基带；对所述接近基带信号进行滤波；按照用户可定义的因子降低滤波后的接近基带信号的采样率；以及将对于降低后的滤波后的接近基带信号的用户可定义的选择变换到单一旁辧。
[0016]根据本发明的另一个方面，一种用于处理具有降低的频带宽度的导航信号的装置，包括:接收器，用于接收两个导航信号的组合，其中所述导航信号中的至少一个包括上旁瓣和下旁瓣；频率降低块，其连接到所述接收器，用于将所组合的两个导航信号的频率降低到中频(IF);模数转换器阵列，其连接到所述频率降低块，用于将IF信号转换成能够表示复信号的数字信号；频率变换器，其连接到所述模数转换器阵列，用于将IF信号的频率变换到接近基带；滤波器，其连接到所述频率变换器，用于对所述接近基带信号进行滤波；采样率降低器，其连接到所述滤波器，用于按照用户可定义的因子降低所述滤波后的接近基带信号的采样率；以及信号变换器，其连接到所述采样率降低器，用于将对于降低后的滤波后的接近基带信号的用户可定义的选择变换到单一旁瓣。
【附图说明】
[0017]从以下结合附图的详细描述，本发明的某些示范性实施例的以上及其它方面、特征和优点将更加清楚，其中:
[0018]图1是GPS信号和伽利略信号的频谱的例示；
[0019]图2是现有技术的GPS/伽利略接收器的示意性框图；
[0020]图3是用于在GPS/伽利略接收器中本地复制GPS Lrade、伽利略Lrade、和伽利略子载波的现有技术的功能块的示意性框图；
[0021]图4是用于图2的GPS/伽利略接收器的现有技术的DSP的示意性框图；
[0022]图5是根据本发明实施例的DSP的示意图；