使用多个自动增益控制器的干扰检测的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]干扰正成为当前全球导航卫星系统(GNSS)接收器的严重威胁。一个更严重的威胁是人们使用越来越多的个人GNSS干扰器以阻止使用GNSS接收器监视其移动的可能性。个人GNSS干扰器的草率使用可导致机载GNSS接收器的严重问题。此外，欺骗方法被用于欺诈GNSS接收器从而产生错误信息。欺骗可用于操纵船舶偏离航线或使飞机跌落。这些类型的攻击将可能变得更为普遍，因为GNSS接收器在更大程度上依赖于向用户提供精确和可靠的定位和速度信息。
【发明内容】
[0002]全球导航卫星系统(GNSS)接收器包括射频前端和数字处理功能。射频前端包括:至少一个射频输入；第一可变增益放大器，配置成以第一量来调节从至少一个射频输入接收的第一模拟全球导航卫星系统信号的第一频率范围的第一增益；和第二可变增益放大器，配置成以第二量来调节从至少一个射频输入接收的第二模拟全球导航卫星系统信号的第二频率范围的第二增益。数字处理功能配置成比较第一频率范围的第一增益的调节的第一量与第二频率范围的第二增益的调节的第二量；并当第一频率范围的第一增益的调节的第一量与第二频率范围的第二增益的调节的第二量的差别超过第一阈值量时，检测第一频率范围或第二频率范围中存在的第一干扰信号。
【附图说明】
[0003]应当理解，附图仅描述示例性实施例并不因此被认为在保护范围方面是限制性的，将通过使用附图描述示例性实施例的另外特性和细节，其中:
[0004]图1A是全球导航卫星系统(GNSS)接收器的示例性实施例的框图。
[0005]图1B是GNSS接收器的另一示例性实施例的框图。
[0006]图2是图示了一方法的一个示例性实施例的流程图，该方法检测接收自至少一个射频输入的第一模拟GNSS信号的第一频率中存在的干扰信号。
[0007]依照惯例，各种描述的特征未按比例绘制，而是被绘制成强调与示例性实施例相关的特定特征。
【具体实施方式】
[0008]在下面的详细描述中，参考形成该详细描述一部分的附图，并且附图中以图示的方式示出了说明性实施例。然而，要理解的是，可利用其它实施例，并且可作出逻辑的、机械的、电气的变化。此外，存在于绘制的图和说明书中的方法不应当被理解成限制个体步骤可被执行的次序。因此，以下的详细描述不以限制的意义被理解。
[0009]在示例性实施例中，在此描述的全球导航卫星系统(GNSS)包括美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的全球卫星导航系统(GL0NASS)、中国的北斗(Compass)，欧盟的伽利略，法国的多普勒轨道学与无线电定位集成卫星(DORIS)、印度的印度区域导航卫星系统(IRNSS)和日本的准天顶卫星系统(QZSS)。在实施GPS的示例性实施例中，实施了 L1信号(运行在约1.57542GHz)和/或L2信号(运行在约1.2276GHz)和/或L5信号(运行在约1.17645GHz)。在实施GLONASS的示例性实施例中，实施了处于第一频率的信号(运行在约1.602GHz)和/或处于第二频率的信号(运行在约1.246GHz)。在实施COMPASS的示例性实施例中，实施了 B1信号(运行在约1.561098GHz)、Β1-2信号(运行在约1.589742GHz) ,B2信号(运行在约1.20714GHz)和/或B3信号(运行在约1.26852GHz)。在实施COMPASS的其他示例性实施例中，B1信号运行在GPS L1频率(约1.57542GHz)并且B2信号运行在伽利略E5b频率(约1.164-1.215GHz)。在实施伽利略的示例性实施例中，实施了 E5a和E5b信号(运行在约 1.164-1.215GHz)、E6 信号(运行在约 1.260-1.300GHz)和 / 或 E2-L1-E1信号(运行在约1.559-1.592GHz)。
[0010]如上所描述的，干扰和欺骗能够导致GNSS接收器产生错误的信息。为避免错误信息，在接收器停止工作或产生误导信息之前，GNSS接收器应检测和减低、排除、过滤、减少和/或移除干扰和欺骗信号。这对于包括航空的安全应用是特别有意义的。示例干扰包括当一些新的信号功率正被添加到频段时。只有当干扰源有可能存在时，才应当应用干扰减低技术。否则，这些减低技术可能降低GNSS接收器的性能。减低技术不仅可能过滤掉潜在干扰，而且错误地过滤掉有用的GNSS信号。如果不必要地应用频率过滤，其可能导致接收器性能的退化。因为上述的原因，GNSS接收机可以高置信度和可靠性地检测干扰的存在是有益的。
[0011]图1A是全球导航卫星系统(GNSS)接收器100A的示例性实施例的框图。示例性GNSS接收器100A包括射频前端102和数字处理功能104。射频前端102以通信方式耦合在至少一个天线106和数字处理功能104之间。在示例性实施例中，射频前端102包括多个射频信号路径108 (包括射频信号路径108-1、射频信号路径108-2以及任意数量的额外射频信号路径108至可选的射频信号路径108-N)，多个射频输入110 (包括射频输入110-1、射频输入110-2和任意数量的额外射频输入110至可选的射频输入110-N)、多个可选模拟处理功能112 (包括可选模拟处理功能112-1、可选模拟处理功能112-2和任意数量额外可选模拟处理功能112至可选模拟处理功能112-N的)、多个可变增益放大器114 (包括可变增益放大器114-1、可变增益放大器114-2和任意数量的额外可选可变增益放大器114至可选的可变增益放大器114-N)、多个模数转换器(ADC) 116 (包括模数转换器116-1、模数转换器116-2和任意数量的可选模数转换器116至可选模数转换器116-N)、多个自动增益控制器(AGC) 118 (包括自动增益控制器118-1、自动增益控制器118-2和任意数量的可选自动增益控制器118至可选自动增益控制器118-N)。
[0012]在示例性实施例中，每个射频信号路径108包括射频输入110、可选模拟处理功能112、可变增益放大器114、模数转换器116和自动增益控制器118。在示例性实施例中，每个射频信号路径108彼此区别并通过使用自动增益控制器调节接收的GNSS信号的信号水平来处置不同的GNSS频率。在示例性实施方式中，由不同射频信号路径使用的不同GNSS频率可被分隔开数百兆赫。在其它实施方式中，由各种射频信号路径使用的不同GNSS频率被分隔开不同数量频率。数字处理功能104配置成监视射频信号路径108中的不同GNSS频率的增益水平并确定是否看见至少一个射频信号路径108的增益水平的显著变化(例如超过某一阈值的变化)。如果该特定频率信号路径108的增益水平的变化不与其他GNSS频率的所有其他射频信号路径108 —致，则确定该特定频率信号路径108中的GNSS频段正受到干扰的影响。
[0013]如果特定频率信号路径108的增益水平的变化与所有其他射频信号路径108 —致，则该特定频率信号路径的GNSS频段中没有干扰信号存在。此外，如果所有频率信号路径108的增益水平的变化一致，则确定在任何GNSS频段上没有干扰信号存在。在此情况下，假定全部频率信号路径108中增益水平的一致变化是由于运行环境中的变化而不是干扰信号。示例性实施例中，即使在温度、压力、湿度和/或其他环境变化的情况下，在各GNSS频率处增益水平的变化仍然将略有不同，尽管很类似。在示例性实施例中，当环境变化(例如温度、压力、和/或湿度)导致通过射频信号路径108的信号水平变化时，通过两个不同射频信号路径108的两个不同GNSS频率中增益水平之间的分贝(dB)变化将不完全相同。在示例性实施例中，阈值或容许范围用于定义通过射频信号路径108的信号水平变化之间的允许差异。在示例性实施例中，在不判定干扰信号正导致信号水平变化的差异的情况下，在两个频段之间允许+/-0.5dB的容许范围。在其他实施例中，使用更大或更小的容许范围和/或阈值。
[0014]在示例性实施例中，射频信号路径108，并且更具体地，射频输入110通过多个信号线120(包括信号线120-1、信号线120-2和任意数量的可选信号线120至可选信号线120-N)与至少一个天线106以通信方式耦合。在示例性实施例中，多个信号线120通过可选的双工器/分离器122与至少一个天线106以通信方式耦合，双工器/分离器122分离经由所述至少一个天线106接收的信号并视需要沿各种信号线120传递各种信号。在示例性实施例中，第一频段中的信号由可选双工器/分离器122分离，并跨信号线120-1被传递至射频输入110-1，而第二频段中的信号由可选双工器/分离器122分离，并跨信号线120-2被传递至射频输入110-2。在示例性实施例中，在额外频段中的信号由可选双工器/分离器122分离并经由信号线120被传递至射频输入110。在其他示例性实施例中，可选双工器/分离器122在射频前端