BR112014025626B1 - Receptor de sinal - Google Patents

Abstract

RECEPTOR DE SINAL, E, MÉTODO DE COMPENSAÇÃO DE SINAL REALIZADO EM UM RECEPTOR DE SINAL. É descrito um receptor de sinal (120) que inclui uma interface de antena (204) para receber sinais a partir de uma antena (202), um conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (208-a, 208-b, 208-c) acoplado na interface de antena (204) para processamento dos sinais recebidos para produzir sinais filtrados, um conjunto de circuitos de amostragem (210-a, 210-b, 210-c) para amostrar os sinais filtrados para produzir sinais recebidos digitalizados, um compensador digital (212-a, 212-b, 212-c) para receber os sinais recebidos digitalizados e compensar o atraso de grupo e a distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (208-a, 208-b, 208-c) para produzir sinais recebidos digitalizados compensados, e um processador digital (214) para processar os sinais recebidos digitalizados compensados para produzir um resultado (220).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] As modalidades descritas se referem, no geral, ao campo de processamento de sinal em receptores de sinal, e, em particular, a um sistema e um método para compensar as distorções de atraso de grupo e, opcionalmente, distorções de amplitude em um receptor de sinal.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Receptores de sinal frequentemente incluem aparelho e conjunto de circuitos (tal como conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico) para condicionar sinais recebidos para ter características de amplitude, fase e/ou frequência desejadas. O aparelho e o conjunto de circuitos nos receptores de sinal também podem ser desenhados para eliminar ou reduzir os efeitos de interferência de ruído e outras distorções introduzidas nos sinais ao longo do caminho de propagação de sinal antes de serem recebidos nos receptores de sinal.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0003] No processo de condicionamento dos sinais recebidos, o aparelho e o conjunto de circuitos (tal como o conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico) nos receptores de sinal podem introduzir distorções de sinal adicionais ou características indesejadas nos sinais recebidos.

[0004] Uma forma de distorção do sinal que pode ser introduzida pelo aparelho e pelo conjunto de circuitos nos receptores de sinal é distorção de fase (algumas vezes aqui chamada de distorção de atraso de grupo). Distorções de fase introduzidas pelos componentes do receptor de sinal resultam de uma resposta de fase não linear dos respectivos componentes do receptor de sinal. Distorções de fase são observadas como fase não linear em função das características de frequência, ou um atraso de grupo não uniforme em relação à banda de passagem de frequência de interesse. Distorções de fase limitam a capacidade de o receptor de sinal combinar informação proveniente dos sinais com diferentes frequências, desse modo, limitando a precisão das medições derivadas a partir dos sinais de banda larga obtidos a partir da combinação de múltiplos sinais ou sinais com múltiplas frequências.

[0005] Uma outra forma de distorção do sinal potencialmente introduzida pelo aparelho e pelo conjunto de circuitos nos receptores de sinal é distorção de amplitude. Distorções de amplitude introduzidas pelos componentes do receptor de sinal resultam de uma resposta de magnitude não simétrica dos respectivos componentes do receptor de sinal. Distorções de amplitude são observadas como magnitude não simétrica em função das características de frequência em relação à banda de passagem de frequência de interesse.

[0006] Algumas modalidades proveem um receptor de sinal que inclui uma interface de antena para receber sinais a partir de uma antena, um conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico acoplado na interface de antena para processamento dos sinais recebidos para produzir sinais filtrados, um conjunto de circuitos de amostragem para amostrar os sinais filtrados para produzir sinais recebidos digitalizados, um mecanismo de compensação para receber os sinais recebidos digitalizados e compensar o atraso de grupo e a distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico para produzir sinais recebidos digitalizados compensados e um processador digital para processar os sinais recebidos digitalizados compensados para produzir um resultado.

[0007] Algumas modalidades proveem um método de compensação de sinal realizado em um receptor de sinal. O método inclui configurar um mecanismo de compensação no receptor de sinal de acordo com sinais digitais processados recebidos pelo mecanismo de compensação em resposta à injeção de um sinal de calibração no receptor de sinal por um gerador do sinal de calibração, a configuração incluindo configurar o mecanismo de compensação para compensar o atraso de grupo e a distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico do receptor de sinal. O método inclui adicionalmente receber sinais no receptor de sinal, processar os sinais recebidos no receptor de sinal para produzir sinais recebidos digitalizados e compensar os sinais recebidos digitalizados usando o mecanismo de compensação para produzir sinais compensados.

[0008] Algumas modalidades proveem um método de compensação de sinal realizado em um receptor de sinal. O método inclui receber sinais a partir de uma antena; processar os sinais recebidos com o conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico para produzir sinais filtrados; amostrar os sinais filtrados com o conjunto de circuitos de amostragem para produzir sinais recebidos digitalizados; compensar os sinais recebidos digitalizados, com um mecanismo de compensação, em relação ao atraso de grupo e à distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico para produzir sinais recebidos digitalizados compensados; e processar os sinais recebidos digitalizados compensados para produzir um resultado.

[0009] Em algumas das supramencionadas modalidades, o mecanismo de compensação é configurado pela injeção de um sinal de calibração no receptor de sinal; transformação dos sinais digitais, correspondentes ao sinal de calibração injetado, recebidos pelo mecanismo de compensação do domínio de tempo para o domínio de frequência para produzir uma representação de domínio de frequência com valor complexo dos sinais digitais processados; e extração dos valores de magnitude e de fase da representação de domínio de frequência com valor complexo dos sinais digitais processados. A configuração do mecanismo de compensação inclui adicionalmente computar os resíduos de fase pela subtração dos valores de fase extraídos da informação de fase dependente da frequência alvo, computar os resíduos da resposta de magnitude pela determinação de razões dos valores de magnitude extraídos com informação da resposta de magnitude alvo, gerar um conjunto de valores complexos dos resíduos de fase e resíduos da resposta de magnitude computados, e transformar o conjunto de valores complexos do domínio de frequência para o domínio de tempo para produzir coeficientes de filtro do domínio de tempo com valor complexo correspondentes a um filtro de resposta de impulso finita.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00010] A figura 1 ilustra uma aplicação de exemplo (um sistema de navegação por satélite GNSS) para um receptor de sinal com compensação de atraso de grupo de acordo com algumas modalidades.

[00011] A figura 2 é um diagrama de blocos que ilustra um receptor de sinal com compensação de atraso de grupo de acordo com algumas modalidades.

[00012] As figuras 3A-3F incluem diagramas de blocos que ilustram componentes de um receptor de sinal com compensação de atraso de grupo de acordo com algumas modalidades.

[00013] A figura 4A inclui um fluxograma que ilustra a configuração de um mecanismo de compensação de um receptor de sinal com compensação de atraso de grupo de acordo com algumas modalidades.

[00014] As figuras 4B-4C incluem fluxogramas que ilustram a configuração de um mecanismo de compensação de um receptor de sinal com compensação de distorção de amplitude de acordo com algumas modalidades.

[00015] As figuras 5A - 5D incluem fluxogramas que ilustram métodos de compensação de sinal em um receptor de sinal de acordo com algumas modalidades.

[00016] Números de referência iguais se referem a partes correspondentes por todos os desenhos.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[00017] Será entendido que, embora os termos "primeiro", "segundo", etc. possam ser aqui usados para descrever vários elementos, estes elementos não devem ser limitados por estes termos. Estes termos são usados apenas para distinguir um elemento de um outro. Por exemplo, um primeiro contato pode ser chamado de um segundo contato, e, similarmente, um segundo contato pode ser chamado de um primeiro contato, sem mudar o significado da descrição, desde que todas as ocorrências do "primeiro contato" sejam renomeadas consistentemente e todas as ocorrências do segundo contato sejam renomeadas consistentemente. O primeiro contato e o segundo contato são ambos contatos, mas eles não são o mesmo contato.

[00018] A terminologia aqui usada é com o propósito de descrever modalidades em particular apenas, e não pretende-se que seja limitante das reivindicações. Da forma usada na descrição das modalidades e nas reivindicações anexas, pretende-se que as formas singulares "um", "uma", "o" e "a" também incluam as formas plurais, a menos que o contexto claramente indique o contrário. Também será entendido que o termo "e/ou", da forma aqui usada refere-se a todas e quaisquer possíveis combinações de um ou mais dos itens listados associados, e as abrange. Será adicionalmente entendido que os termos "compreende" e/ou "compreendendo", quando usados nesta especificação, especificam a presença de recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes declarados, mas não impedem a presença ou a adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos destes.

[00019] Da forma aqui usada, o termo "se" pode ser interpretado para significar "quando" ou "mediante" ou "em resposta à determinação" ou "de acordo com uma determinação" ou "em resposta à detecção", que uma condição declarada precedente é verdadeira, dependendo do contexto. Similarmente, as frases "se for determinado [que uma condição declarada precedente é verdadeira]" ou "se [uma condição declarada precedente for verdadeira]" ou "quando [uma condição declarada precedente for verdadeira]" podem ser interpretadas para significar "mediante determinação" ou "em resposta à determinação" ou "de acordo com uma determinação" ou "mediante detecção" ou "em resposta à detecção" que a condição declarada precedente é verdadeira, dependendo do contexto.

[00020] Agora, referência será feita com detalhes a várias modalidades, cujos exemplos são ilustrados nos desenhos anexos. Na seguinte descrição detalhada, inúmeros detalhes específicos são apresentados a fim de prover um criterioso entendimento das modalidades descritas. Entretanto, várias modalidades podem ser praticadas sem estes detalhes específicos. Em outros casos, métodos, procedimentos, componentes e circuitos bem conhecidos não foram descritos com detalhes para não obscurecer desnecessariamente aspectos das modalidades.

[00021] A figura 1 inclui um diagrama de blocos que ilustra um exemplo de um sistema (por exemplo, um Sistema de Satélite de Navegação Global (GNSS) 100) que compreende um receptor de sinal (tal como o Receptor de Sinal 120) com compensação de atraso de grupo e de amplitude de acordo com algumas modalidades.

[00022] GNSS 100 compreende um ou mais satélite(s) do GNSS 110 e o Receptor de Sinal 120. O(s) satélite(s) do GNSS 110 transmite(m) sinais (por exemplo, sinais que contêm informação de navegação) a serem recebidos pelo Receptor de Sinal 120. Os sinais transmitidos pelo(s) satélite(s) do GNSS 110 se deslocam através de várias mídias de propagação (por exemplo, camadas da atmosfera) antes de alcançar o Receptor de Sinal 120.

[00023] A mídia de propagação inclui Fonte(s) de Ruído e Distorção indesejada(s) 130 que introduzem ruído e/ou distorções nos sinais transmitidos, fazendo com que os sinais transmitidos pelo(s) satélite(s) do GNSS 110 sejam impactados prejudicialmente. Alguns efeitos prejudiciais do ruído e das distorções introduzidos pela(s) Fonte(s) de Ruído e Distorção 130 incluem a degradação da razão de sinal por ruído (por exemplo, pela introdução de energia de ruído indesejada com conteúdo de frequência fora - e, frequentemente, na - das bandas de frequência de interesse), e indesejáveis e, frequentemente, não uniformes e não determinísticas mudanças no conteúdo de amplitude, de frequência e de fase dos sinais transmitidos.

[00024] O Receptor de Sinal 120 inclui, tipicamente, conjunto de circuitos analógico e digital para, pelo menos parcialmente, mitigar ou neutralizar os efeitos prejudiciais da(s) Fonte(s) de Ruído e Distorção 130 no sinal recebido.

[00025] Adicionalmente, o Receptor de Sinal 120 inclui elementos de condicionamento de sinal (por exemplo, filtros e amplificadores) no conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico que enfatizam seletivamente sinais com frequências de interesse, e rejeitam ou atenuam sinais que não têm frequências na largura de banda de interesse.

[00026] A figura 2 é um diagrama de blocos que ilustra um Receptor de Sinal 120 de acordo com algumas modalidades. Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 recebe sinais a partir da Antena 202. O Receptor de Sinal 120 inclui a Interface de Antena 204, os Receptor(es) 206 e os Mecanismo(s) de Compensação 212 (aqui também chamado(s) de compensador(es) digital(is)) para cada banda de frequência de interesse, e o Processador Digital 214. O Receptor de Sinal 120 também inclui opcionalmente o Gerador do Sinal de Calibração 230, o Relógio 240, o Alojamento 250 e a Placa de Circuito 260.

[00027] A Interface de Antena 204 recebe sinais a partir de uma antena (por exemplo, Antena 202) e, opcionalmente, a partir de um gerador do sinal de calibração (por exemplo, Gerador do Sinal de Calibração 230).

[00028] O(s) Receptor(es) 206 inclui(em) o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 e o conjunto de circuitos de Amostragem 210. O Conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 é acoplado na Interface de Antena 204 para processamento dos sinais recebidos para produzir sinais filtrados. Em algumas modalidades, o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 inclui vários componentes de condicionamento de frequência, de amplitude e de fase, tais como um ou mais filtros analógicos e/ou um ou mais estágios de ganho (amplificação). Em algumas modalidades, o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 corresponde a um amplificador de baixo ruído, ou o inclui. Em algumas implementações, o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 inclui um demodulador (de quadratura) para realizar conversão descendente dos sinais recebidos para produzir os sinais de banda base ortogonais (por exemplo, componentes de sinal I e Q ortogonais). O conjunto de circuitos de Amostragem 210 amostra os sinais filtrados a partir do conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 para produzir os sinais recebidos digitalizados. Em algumas modalidades, o conjunto de circuitos para produzir os sinais recebidos digitalizados inclui adicionalmente o conjunto de circuitos de quantização e o conjunto de circuitos de digitalização. Pode ser notado que, em algumas implementações, o Receptor de Sinal 120 inclui Receptores separados 206 (e, consequentemente, conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 e conjunto de circuitos de Amostragem 210 separados) para duas ou mais bandas de frequência de interesse. Opcionalmente, o Receptor de Sinal 120 inclui Receptores separados 206 para cada banda de frequência de interesse. Da forma mostrada no exemplo da figura 2, os Receptores 206-a (e, consequentemente, o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208-a e o conjunto de circuitos de Amostragem 210-a) são configurados para operar na banda de frequência L1 (por exemplo, 1.575,42 ± 16 MHz; ou 1.559 MHz - 1.591 MHz), o Receptor 206-b (e, consequentemente, o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208-b e o conjunto de circuitos de Amostragem 210-b) é configurado para operar na banda de frequência L2 (por exemplo, 1.227,6 ± 16 MHz; ou 1.211 MHz -1.243 MHz), e o Receptor 206-c (e, consequentemente, o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208-c e o conjunto de circuitos de Amostragem 210-c) é configurado para operar na banda de frequência L5 (por exemplo, 1.176,45 ± 16 MHz; ou 1.160 MHz - 1.192 MHz).

[00029] O(s) Mecanismo(s) de Compensação 212 recebe(m) os sinais recebidos digitalizados e compensa(m) o atraso de grupo não uniforme e, em algumas implementações, a distorção de amplitude introduzida pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico 208 para produzir os sinais recebidos digitalizados compensados. Em algumas modalidades, o mecanismo de compensação (por exemplo, o Mecanismo de Compensação 212) compensa distorções de sinal nos sinais recebidos digitalizados produzidos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico em uma ou mais faixas de frequências pré-definidas. Em algumas modalidades, as distorções de sinal são distorções de fase introduzidas pela resposta de fase não linear do conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208. A resposta de fase não linear do conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 ocasiona variações indesejáveis no atraso de grupo durante o processamento de sinais que abarcam uma faixa de frequências desejada. Em algumas modalidades, as distorções de sinal incluem distorções de amplitude introduzidas por uma resposta de magnitude não simétrica do conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208. A resposta de magnitude não simétrica do conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 ocasiona efeitos indesejáveis nos sinais que abarcam uma faixa de frequências desejada.

[00030] Em algumas implementações, o(s) Mecanismo(s) de Compensação 212 é(são) implementado(s) em um processador de sinal digital, algumas vezes chamado de um DSP. Em algumas outras implementações, o(s) Mecanismo(s) de Compensação 212 é(são) implementado(s) em conjunto de circuitos, tais como um filtro FIR e um ou mais registros. Alternativamente, ou além do mais, o(s) Mecanismo(s) de Compensação 212 são implementado(s) em software executado por um processador de uso geral. Pode ser notado que o termo "não uniforme", da forma aqui usada, indica ter diferentes atrasos para diferentes frequências em uma faixa de frequências pré-definida. Em algumas implementações, o Receptor de Sinal 120 é configurado para incluir um Mecanismo de Compensação separado 212 para cada banda de frequência de interesse. Da forma mostrada no exemplo da figura 2, o Mecanismo de Compensação 212-a é configurado para operar na banda de frequência L1 (por exemplo, uma banda de frequência que inclui 1.559 MHz - 1.591 MHz), o Mecanismo de Compensação 212-b é configurado para operar na banda de frequência L2 (por exemplo, uma banda de frequência que inclui 1.211 MHz - 1.243 MHz), e o Mecanismo de Compensação 212-c é configurado para operar na banda de frequência L5 (por exemplo, uma banda de frequência que inclui 1.160 MHz - 1.192 MHz).

[00031] Deve-se entender que as bandas de frequência e a largura de banda de frequência descritas (tais como bandas de frequência L1, L2 e L5 e correspondente largura de banda) são meramente ilustrativas e representativas; o receptor de sinal e os métodos realizados pelo receptor de sinal aqui descrito podem ser configurados para operar em bandas de frequência ou frequências não especificamente aqui listadas.

[00032] O Processador Digital 214 processa sinais recebidos digitalizados compensados para produzir um Resultado 220. Em algumas implementações, o resultado (por exemplo, Resultado 220) inclui uma faixa para satélite, faixas para múltiplos satélites, resultado(s) da navegação, local(is) geográfico(s) e/ou valor(es) de tempo do satélite. Em algumas modalidades, o Processador Digital 214 é implementado usando um ou mais microprocessadores ou outros processadores programáveis. O Processador Digital 214 é adicionalmente aqui descrito em relação à figura 3F. Em algumas implementações, o Processador Digital 214 é implementado no sistema de banda base, ou próximo dele; como tal, o Processador Digital 214 é configurado para operar nos sinais de banda base. Em algumas modalidades, o Processador Digital 214 inclui opcionalmente o Processador do GNSS 216 e o Microprocessador 218. O Processador do GNSS 216 inclui, tipicamente, conjunto de circuitos, tais como correlacionadores, para analisar sinais recebidos a partir de satélites do GNSS e, desse modo, auxiliar o Microprocessador 218 a realizar funções de navegação e, opcionalmente, outras funções. O Processador Digital 214 inclui e executa instruções de controle para controlar quando o Gerador do Sinal de Calibração 230, descrito a seguir, injetar um sinal de calibração na Interface de Antena 204 e para controlar a configuração do Mecanismo de Compensação 212 (por exemplo, através dos sinais de controle providos pelo Microprocessador 218) de acordo com sinais recebidos digitalizados, recebidos em resposta à injeção do sinal de calibração na Interface de Antena 204.

[00033] Em algumas modalidades, o Gerador do Sinal de Calibração 230 é acoplado na Interface de Antena 204 para injetar um sinal de calibração na Interface de Antena 204.

[00034] Em algumas modalidades, o Relógio 240 provê sinais de temporização de relógio sincronizados para o Gerador do Sinal de Calibração 230 e o conjunto de circuitos de Amostragem 210.

[00035] Em algumas modalidades, a Interface de Antena 204, o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208, o conjunto de circuitos de Amostragem 210, o Mecanismo de Compensação 212, o Processador Digital 214 e o Gerador do Sinal de Calibração 230 ficam, todos, contidos no Alojamento 250.

[00036] Em algumas modalidades, a Interface de Antena 204, o conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208, o conjunto de circuitos de Amostragem 210, o Mecanismo de Compensação 212, o Processador Digital 214 e o Gerador do Sinal de Calibração 230 são montados em uma placa de circuito individual (por exemplo, Placa de Circuito 260). Alternativamente, a Interface de Antena 204 não é montada na placa de circuito na qual os outros componentes são montados. Tipicamente, em modalidades que incluem o Alojamento 250, a Placa de Circuito 260 fica contida no Alojamento 250.

[00037] Em algumas modalidades, o receptor de sinal (por exemplo, o Receptor de Sinal 120) é um receptor de sinal via satélite.

[00038] A figura 3A é um diagrama de blocos que ilustra uma interface de antena 204 de acordo com algumas modalidades. Da forma mostrada na figura 3A, a Interface de Antena 204 inclui um ou mais filtros (por exemplo, Filtro(s) 304-a e Filtro(s) 304-b) para limitar as frequências dos Sinais Recebidos 302 nas frequências de interesse. O(s) Filtro(s) 304-a e o(s) Filtro(s) 304-b inclui(em) filtros com propriedades fixas ou variáveis (por exemplo, sintonizáveis). A Interface de Antena 204 também inclui um ou mais Amplificadores 306 para amplificar ou intensificar sinais de interesse. Os Amplificadores 306 podem incluir um ou mais amplificadores com propriedades fixas ou variáveis (por exemplo, sintonizáveis).

[00039] A figura 3B é um diagrama de blocos que ilustra um Mecanismo de Compensação 212 e um Mecanismo de Configuração opcional 320. Da forma explicada anteriormente, o Mecanismo de Compensação 212 recebe sinais recebidos digitalizados (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados 312) e compensa atraso de grupo não uniforme e, em algumas implementações, distorção de amplitude introduzida pela Interface de Antena 204 e Conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208 para produzir os sinais recebidos digitalizados compensados (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados Compensados 316).

[00040] Em algumas modalidades, o Mecanismo de Compensação 212 é configurado (por exemplo, usando o Mecanismo de Configuração 320) para processar os Sinais Recebidos Digitalizados 312 usando um filtro de resposta de impulso finita ou filtro FIR (por exemplo, FIR Complexo 314) usando um conjunto de coeficientes de filtro complexo (por exemplo, coeficientes de FIR Complexo 334) para compensar atraso de grupo não uniforme e, em algumas implementações, distorção de amplitude introduzida pelo menos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (por exemplo, Conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208).

[00041] Em algumas modalidades, o mecanismo de compensação (por exemplo, Mecanismo de Compensação 212) é configurado (por exemplo, pelo Mecanismo de Configuração 320) de acordo com sinais recebidos pelo mecanismo de compensação em resposta à injeção do sinal de calibração na interface de antena, por exemplo, pelo Gerador do Sinal de Calibração 230.

[00042] Em algumas modalidades, o Mecanismo de Configuração 320 realiza um método de configuração do mecanismo de compensação, da forma descrita em relação às figuras 5A - 5D a seguir.

[00043] Da forma mostrada na figura 3B, em algumas implementações, o Mecanismo de Configuração 320 inclui o Acumulador de Amostra Coerente 322 (mostrado com mais detalhes na figura 3E), que é usado para armazenar e acumular coerentemente (através de múltiplos ciclos de calibração) amostras dos sinais recebidos digitalizados, recebidos em resposta à injeção do sinal de calibração e, assim, transmite amostras coerentemente acumuladas. Em algumas implementações, o acúmulo coerente é realizado pela combinação coerente de amostras dos sinais recebidos digitalizados, recebidos em resposta à injeção do sinal de calibração - através de múltiplos ciclos de calibração - usando métodos, tais como soma, ponderação, filtragem (por exemplo, pelo uso de filtros Kalman ou estimadores Bayesianos) ou qualquer combinação destes. O Acumulador de Amostra Coerente 322 pode ser implementado em hardware (por exemplo, registros de acúmulo, divisores de relógio, etc.) ou em software executado por um processador de sinal digital ou microprocessador de uso geral.

[00044] Uma FFT 324 (por exemplo, FFT de Ponto N 324-a, mostrada na figura 3E) realiza uma Transformada de Fourier complexa nas amostras coerentemente acumuladas (por exemplo, somadas ou ponderadas) para produzir um conjunto de valores complexos para uma pluralidade de componentes de frequência. Por exemplo, para uma FFT de Ponto N, a saída de FFT 324 compreende, ou inclui, N valores complexos, cada qual com um componente real e um componente imaginário. A FFT 324 pode ser implementada em software, hardware (por exemplo, em um chip de FFT), ou em um processador de sinal digital. Em algumas implementações, a saída da FFT 324 é convertida para produzir a resposta de fase medida (que é chamada de a Resposta de Fase Real 402 na figura 4A) e, em algumas implementações, a resposta de magnitude medida (que é chamada de Resposta de Magnitude Real 412 na figura 4B e Resposta de Magnitude Real 422 na figura 4C) da Interface de Antena 204 e do conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208. A resposta de fase medida representa as fases medidas do sinal filtrado (por exemplo, o sinal recebido digitalizado, recebido em resposta ao sinal de calibração injetado) em várias frequências presentes no sinal filtrado. A resposta de magnitude medida representa a magnitude medida do sinal filtrado (por exemplo, o sinal recebido digitalizado, recebido em resposta ao sinal de calibração injetado) em várias frequências presentes no sinal filtrado. Em algumas modalidades, a resposta de fase medida (que é chamada de a Resposta de Fase Real 402 na figura 4A) é obtida a partir de um polinômio adequado (por exemplo, polinômio que uniformiza) às fases medidas do sinal filtrado (por exemplo, o sinal recebido digitalizado, recebido em resposta ao sinal de calibração injetado) em várias frequências. Em tais modalidades, a resposta de fase medida é representada (por exemplo, aproximada) por um polinômio que tem uma ordem numérica; a ordem numérica sendo selecionada para eliminar ruído indesejado na representação de polinômio das fases medidas do sinal filtrado, ao mesmo tempo em que preserva (por exemplo, aproxima) os efeitos das distorções de atraso de grupo nas fases medidas do sinal filtrado. Em algumas modalidades, o polinômio é, então, amostrado em uma pluralidade de frequências (por exemplo, correspondentes aos compartimentos de frequência de FFT de Ponto N 324-a) para produzir fases medidas uniformizadas do sinal filtrado na pluralidade de frequências. Em algumas modalidades, fases medidas uniformizadas são geradas (por exemplo, computadas) a partir dos valores de fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402) dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados usando métodos de interpolação (por exemplo, adequação de curva, interpolação polinomial, interpolação spline, interpolação Gaussiana, métodos com base em regressão, etc.). Em algumas modalidades, a resposta de magnitude medida (que é chamada de Resposta de Magnitude Real 412 na figura 4B e Resposta de Magnitude Real 422 na figura 4C) é obtida a partir das magnitudes medidas do sinal filtrado em várias frequências por métodos similares àqueles supradescritos para obter a resposta de fase medida.

[00045] Curva de Resposta Alvo 326 (por exemplo, Resposta Alvo 404 mostrada na figura 4A e/ou Resposta de Magnitude Alvo 414 mostrada na figura 4B) corresponde a um conjunto desejado de valores de fase dependentes da frequência e/ou valores de magnitude dependentes da frequência armazenados previamente ou (opcionalmente) gerados a partir da Resposta de Fase Real 402 e/ou da Resposta de Magnitude Real 412, respectivamente. Em algumas implementações, os valores de fase alvos (por exemplo, Curva de Resposta Alvo 326 ou Resposta Alvo 404) são gerados (por exemplo, computados) a partir de uma linha reta adequada (por exemplo, Linha Reta 404-a) aos valores de fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402) dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados. Em algumas modalidades, os valores de fase alvos (por exemplo, Curva de Resposta Alvo 326 ou Resposta Alvo 404) são gerados (por exemplo, computados) a partir dos valores de fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402) dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados usando métodos de interpolação (por exemplo, adequação de curva, interpolação polinomial, interpolação spline, interpolação Gaussiana, métodos com base em regressão, etc.). Alternativamente, os valores de fase alvos são valores fixos determinados antecipadamente, independente da resposta de fase medida (por exemplo, Resposta de Fase Real 402). Em algumas modalidades, os valores de magnitude alvos são obtidos a partir de valores de magnitude (por exemplo, Resposta de Magnitude Real 412, mostrada na figura 2C) dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados por métodos similares àqueles supradescritos para obter os valores de fase alvos. Alternativamente, os valores de magnitude alvos são valores fixos determinados antecipadamente, independente da resposta de magnitude medida (por exemplo, Resposta de Magnitude Real 412).

[00046] Em algumas modalidades, diferenças de fase residuais (por exemplo, Resíduos 328 ou Resíduos de Fase 406) são computadas pela subtração dos valores de fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402) dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados dos valores de fase alvos (por exemplo, Curva de Resposta Alvo 326 ou Resposta Alvo 404). Em algumas modalidades, diferenças de magnitude residuais (por exemplo, Resíduos 328 ou Resíduos de Magnitude 416) são computadas pela determinação de razões dos valores de magnitude extraídos (por exemplo, Resposta de Magnitude Real 412) dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados com a informação da resposta de magnitude alvo (por exemplo, Curva de Resposta Alvo 326 ou Resposta Alvo 404).

[00047] Uma Transformada Rápida de Fourier inversa (por exemplo, iFFT 330) é realizada em uma representação das diferenças de fase residuais (por exemplo, Resíduos 328 ou Resíduos de Fase 406) e, em algumas implementações, resíduos da resposta de magnitude (por exemplo, Resíduos de Magnitude 416) para produzir um conjunto inicial de valores complexos correspondentes a coeficientes de FIR. Pode ser notado que iFFT 330 pode ser implementada usando software executado por um processador de sinal digital ou microprocessador de uso geral, ou hardware (por exemplo, em um circuito de FFT). Em algumas implementações, FFT 324 e iFFT 330 são implementadas usando o mesmo circuito de FFT, ou o(s) mesmo(s) programa(s) executado(s) por um processador de sinal digital ou microprocessador de uso geral.

[00048] Opcionalmente, uma operação de formação de janela (Formação de janela 332) é realizada no conjunto inicial de valores complexos obtido a partir de iFFT 330, que condiciona os resultados produzidos pela iFFT 330 pela redução da magnitude dos componentes de borda dos resultados de iFFT 330 pela multiplicação dos resultados da iFFT 330 por uma função de formação de janela (por exemplo, uma janela Tukey ou, ainda mais especificamente, uma janela Tukey 0.5). Em algumas implementações, Formação de janela 332 é implementado usando software executado por um processador de sinal digital ou microprocessador de uso geral, ou hardware. "Componentes de borda" dos resultados da iFFT 330 são, tipicamente, componentes não presentes em uma parte central pré-definida dos resultados. Em um exemplo, em uma implementação que produz 128 coeficientes de FIR complexo como o resultado da iFFT 330, sequencialmente numerados de 1 até 128, os componentes centrais incluem pelo menos componentes 32 a 96, e os componentes de borda incluem componentes 1 a 31 e 97 a 128 ou um subconjunto dos componentes 1 a 31 e 97 a 128.

[00049] Em várias modalidades, qualquer uma de inúmeras funções de formação de janela são usadas para formar janela do conjunto de valores complexos obtido a partir da iFFT 330 para produzir os coeficientes de FIR complexo, tais como funções de formação de janela descritas em G. Heinzel, A. Rudiger, R. Schilling, "Spectrum and spectral density estimation by the Discrete Fourier transform (DFT), including a comprehensive list of window functions and some new flat-top windows", Internal Report, Max-Planck- Institut fur Gravitationsphysik, Hannover, 2002; e FJ Harris, "On the Use of Windows for Harmonic Analysis with the Discrete Fourier Transform", Proceedings of IEEE, vol. 66, pp. 51-83, 1978.

[00050] O método realizado pelo Mecanismo de Configuração 320 é explicado adicionalmente em relação às figuras 5A - 5D.

[00051] A figura 3C é um diagrama de blocos que ilustra um Filtro de Resposta de Impulso Finita 314 usado no Mecanismo de Compensação 212. Da forma mostrada na figura 3C, o filtro FIR 352 (por exemplo, FIR Complexo 314, mostrado na figura 3B) usa Coeficientes de Filtro Complexo 354 (por exemplo, coeficientes de FIR complexo 334, mostrado na figura 3B). Em algumas modalidades, Coeficientes de Filtro Complexo 354 para filtro FIR 352 são armazenados em um Registro de Coeficientes 356. Opcionalmente, o Registro de Coeficientes 356 é implementado internamente no filtro FIR 352. Da forma descrita anteriormente, e também a seguir em relação às figuras 5A - 5D, em algumas implementações, Coeficientes de Filtro Complexo 354 são gerados (por exemplo, pelo Mecanismo de Configuração 320) pelo processamento de sinais de calibração injetados na interface de antena 204 durante um ou mais períodos de calibração.

[00052] Alternativamente, em algumas implementações, os coeficientes de filtro armazenados no Registro de Coeficiente 356 são obtidos a partir da Biblioteca de Coeficientes de Filtro 358. A Biblioteca de Coeficientes de Filtro 358 armazena múltiplos conjuntos de coeficientes de filtro, da forma mostrada na figura 3C. Um multiplexador 359 é usado para selecionar um conjunto de coeficientes de filtro a partir da Biblioteca de Coeficientes de Filtro 358, por exemplo, com base nas condições de operação (por exemplo, temperatura) no receptor de sinal 120, ou próximo dele. Nestas implementações, o filtro FIR 352 filtra sinais recebidos digitalizados usando o conjunto selecionado do conjunto de coeficientes de filtro a partir da Biblioteca de Coeficientes de Filtro 358. Em algumas implementações, os múltiplos conjuntos de coeficientes de filtro armazenados na Biblioteca de Coeficientes de Filtro 358 são coeficientes de filtro gerados em uma pluralidade de diferentes condições de operação (por exemplo, uma pluralidade de temperaturas medidas). O processo de geração dos múltiplos conjuntos de coeficientes de filtro na Biblioteca de Coeficientes de Filtro 358 é algumas vezes chamado de calibração de fábrica, já que os coeficientes podem ser gerados "na fábrica" durante a manufatura do receptor de sinal, ou pouco depois desta. Em algumas modalidades, coeficientes de filtro gerados através da calibração de fábrica são obtidos usando um sinal de calibração externo (isto é, um sinal de calibração gerado externo ao receptor) e, em tais modalidades, o receptor de sinal não precisa incluir o Gerador do Sinal de Calibração 230.

[00053] A figura 3D é um diagrama de blocos que ilustra um Gerador do Sinal de Calibração 230. Da forma mostrada na figura 2, o Gerador do Sinal de Calibração 230 é acoplado na Interface de Antena 204, para injetar um sinal de calibração na Interface de Antena 204.

[00054] Em algumas modalidades, o sinal de calibração produzido pelo Gerador do Sinal de Calibração 230 inclui um sinal de domínio de tempo correspondente aos componentes de frequência ortogonal em uma faixa de frequências pré-definida. Em tais modalidades, a duração (ou o período) do sinal de domínio de tempo é igual ao inverso do espaçamento de frequência entre os componentes de frequência ortogonal, ou um múltiplo integral deste. Em algumas modalidades, o sinal de calibração inclui um sinal portador em passo. Em algumas modalidades, o sinal de calibração inclui um sinal portador varrido. Em algumas modalidades, o sinal de calibração inclui componentes de frequência uniformemente espaçados, tais como componentes de frequência de X1 MHz até X2 MHz em incrementos de Y MHz (por exemplo, incrementos de 1 MHz), em que X1 e X2 MHz correspondem à amplitude de frequência ou à largura de banda do sinal recebido (recebido na Interface de Antena 204), algumas vezes chamada de a banda de passagem de interesse, e Y MHz define o espaçamento (tipicamente uniforme) (isto é, intervalo de frequência) entre componentes de frequência consecutivos. Em tais modalidades, algumas implementações proveem uma duração (ou um período) do sinal de calibração igual ao inverso do intervalo de frequência (isto é, espaçamento - por exemplo, Y MHz) entre os componentes de frequência consecutivos, ou um múltiplo integral deste.

[00055] Na implementação de exemplo mostrada na figura 3D, o sinal de calibração é um Sinal de Calibração multitons (algumas vezes chamado de multiportadoras) 368, que é um sinal OFDM (Multiplexação por Divisão de Frequência Ortogonal), ou é similar a um sinal OFDM, exceto em que nenhum dado é gerado ou conduzido pelo Sinal de Calibração. O sinal de calibração corresponde a um sinal multitons que abarca a banda de passagem de interesse. O sinal multitons é gerado, por exemplo, por um método empregado por moduladores OFDM. Em algumas modalidades, um sinal de controle (por exemplo, Habilita, Desabilita, referência de Temporização), tal como o Sinal de Controle 360, é usado para controlar a temporização e/ou a duração da injeção do sinal de calibração. Em algumas modalidades, o Processador Digital 214 controla, pelo menos em parte, através do Sinal de Controle 360, o Gerador do Sinal de Calibração 230. Por exemplo, em algumas implementações, o Processador Digital 214 determina a temporização e/ou a duração da injeção do sinal de calibração, incluindo o intervalo entre instâncias de injeção e o ciclo de trabalho associado com o sinal de calibração. Da forma explicada anteriormente, em algumas implementações, a temporização e/ou a duração da injeção do sinal de calibração é igual ao inverso do espaçamento de frequência entre componentes de frequência consecutivos (e ortogonais) que constituem o Sinal de Calibração 368, ou um múltiplo integral deste.

[00056] O Sinal de Controle 360 controla o Gerador de Relógio 361. Em algumas modalidades, o Gerador de Relógio 361 provê uma referência de Temporização para o Modulador de Quadratura 366 e para um Armazenamento 362 que armazena uma série temporal de quadratura para gerar tons ortogonais, também chamados de sinais digitais no domínio de tempo multitons. Em algumas implementações, os sinais digitais no domínio de tempo multitons são lidos a partir do Armazenamento 362 e convertidos em sinais analógicos por um ou mais Conversor(es) Digital para Analógico (por exemplo, DAC 364-a e DAC 364-b), que provê os sinais analógicos resultantes para o Modulador de Quadratura 366. O Modulador de Quadratura 366 modula os sinais analógicos sobre um sinal portador para produzir o Sinal de Calibração 368. A partir de uma outra vista, o Armazenamento 362 armazena uma representação do domínio de tempo de um conjunto alvo de sinais multitons, que são convertidos em um sinal analógico por um ou mais DAC's 364 e, então, modulados sobre um sinal portador para produzir o Sinal de Calibração 368.

[00057] Em algumas modalidades, o gerador do sinal de calibração (por exemplo, Gerador do Sinal de Calibração 230) injeta o sinal de calibração na Interface de Antena 204 em um ciclo de trabalho menor que uma fração pré-definida (por exemplo, em um ciclo de trabalho menor que um porcento). Em algumas modalidades, o sinal de calibração é injetado em um baixo ciclo de trabalho (por exemplo, um ciclo de trabalho menor que 10 porcento, 1 porcento, 0,1 porcento ou 0,02 porcento). Em um exemplo, sinais de calibração são adicionados para um período de inserção (algumas vezes também chamado de um período de calibração) uma vez por período de trabalho (por exemplo, um período de tempo entre 20 milissegundos e 2 segundos). Em algumas modalidades, o período de inserção do sinal de calibração tem uma duração de não menos que um "período de símbolo" do Sinal de Calibração 368 (por exemplo, o período de tempo exigido para manter ortogonalidade de todos os componentes de frequência no sinal de calibração). Tipicamente, o período de inserção do sinal de calibração tem uma duração de dois ou mais períodos de símbolo. Em algumas modalidades, um sinal de calibração com ciclo de trabalho muito baixo impacta minimamente a razão da portadora de sinal do GNSS por densidade da energia de ruído (CNo).

[00058] Em algumas modalidades, o gerador do sinal de calibração injeta o sinal de calibração na interface de antena como um sinal pseudoaleatório ou aleatório para reduzir qualquer impacto prejudicial nas várias estruturas de sinal do GNSS.

[00059] Em algumas modalidades, o sinal de calibração tem uma amplitude pelo menos uma quantidade pré-definida (por exemplo, 40 dB) maior que uma amplitude dos sinais recebidos a partir da antena. Em algumas modalidades, a energia do sinal de calibração média é menor que o piso do ruído de banda larga para o receptor de sinal. Em algumas implementações, a amplitude e a duração do sinal de calibração são determinadas de acordo com um critério em que a energia do sinal de calibração média é mantida inferior a um valor que impactaria definições de ganho de um circuito de controle de ganho (por exemplo, um circuito de Controle de Ganho Automático) do receptor de sinal. Em algumas modalidades, o circuito de controle de ganho corresponde ao circuito AGC do conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico do receptor de sinal. Em algumas implementações, o sinal de calibração é injetado depois dos intervalos de tempo fixos ou variáveis, tais como 10 milissegundos, 10 segundos, 10 minutos, 20 minutos, etc. Manter intervalos de tempo entre as instâncias de injeção do sinal de calibração facilita manter a energia do sinal de calibração média inferior a um valor (correspondente ao piso do ruído de banda larga do receptor de sinal) que faria com que o circuito de controle de ganho (por exemplo, o circuito AGC) mudasse suas definições de ganho. Em modalidades alternativas, o circuito AGC pode ser desativado (ou impedido de mudar seu estado) durante a injeção do sinal de calibração.

[00060] Em algumas modalidades, o gerador do sinal de calibração (por exemplo, o Gerador do Sinal de Calibração 230) é controlado, pelo menos em parte, pelo processador digital (por exemplo, o Processador Digital 214) do receptor de sinal 120. Por exemplo, o processador digital determinará a temporização e/ou a duração da injeção e, potencialmente, o intervalo entre as instâncias de injeção do sinal de calibração. Além do mais, em algumas implementações com dois ou mais receptores 206 (veja a figura 2), o Gerador do Sinal de Calibração 230, sob controle do Processador Digital 214, injeta diferentes sinais de calibração para cada receptor 206, com o sinal de calibração para cada receptor 206 tendo um conjunto distinto dos sinais digitais no domínio de tempo multitons no Armazenamento 362, um respectivo ciclo de trabalho, e temporização do sinal de calibração distinto injetado para os outros receptores 206.

[00061] A figura 3E é um diagrama de blocos que ilustra FFT Acumulada 370 de acordo com algumas modalidades. Em algumas modalidades, FFT Acumulada 370 inclui dois ou mais registros (por exemplo, Registro de Deslocamento em Estágio N 322-a e Acumulador em Estágio N 322-b), cada registro para armazenar e acumular coerentemente (por exemplo, usando métodos descritos em outro local neste documento) amostras provenientes de um respectivo sinal de banda base ortogonal de dois ou mais sinais de banda base ortogonais gerados a partir dos sinais recebidos (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados 312). Um acúmulo coerente (por exemplo, soma ou média) das amostras é calculado pela realização de uma soma coerente (por exemplo, sincronizada no tempo) de amostras em M ciclos de calibração e, opcionalmente, então, pela divisão dos valores resultantes pelo número (por exemplo, M) de ciclos de calibração (por exemplo, implementados usando um registro de deslocamento) para produzir uma soma coerente (e, opcionalmente, uma média coerente) de amostras através dos M ciclos de calibração. Em algumas modalidades, um acúmulo coerente (por exemplo, uma média ou soma) das amostras é computado para cada banda de frequência de interesse distinta. Em algumas implementações, o acúmulo coerente através dos ciclos de calibração permite melhor precisão da calibração.

[00062] Para este fim, FFT Acumulada 370 inclui Acumulador de Amostra Coerente 322 e FFT 324 (da forma previamente descrita em relação ao Mecanismo de Calibração 320, na figura 3B). Da forma mostrada na figura 3E, FFT Acumulada 370 recebe Amostras RF Digitalizadas 372 (por exemplo, obtidas a partir de Sinais Recebidos Digitalizados 312), Relógio de Amostra 374 e Habilitação do Tempo de Símbolo (ciclo de trabalho) 376. A FFT Acumulada 370 processa Amostras RF Digitalizadas 372 para produzir N Amostras do Domínio de Frequência Complexas em relação a Símbolos M 378, da forma descrita a seguir.

[00063] O Acumulador de Amostra Coerente 322 é usado para armazenar e acumular coerentemente Amostras RF Digitalizadas 372 (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados 312) recebidas pelo mecanismo de compensação (por exemplo, Mecanismo de Compensação 212) em resposta à injeção do sinal de calibração na interface de antena (por exemplo, pelo Gerador do Sinal de Calibração 230). Desta maneira, Amostras RF Digitalizadas 372 são deslocadas e armazenadas usando um Registro de Deslocamento em Estágio N 322-a e coerentemente acumuladas (por exemplo, combinadas por abordagens de soma ou filtragem) e, opcionalmente, ponderadas usando o Acumulador em Estágio N 322-b.

[00064] A FFT 324 (por exemplo, FFT de Ponto N (em relação aos símbolos M) 324-a) realiza uma Transformada de Fourier complexa nas amostras coerentemente acumuladas, por exemplo, usando uma implementação da Transformada Rápida de Fourier.

[00065] Uma referência de Temporização para as amostras de sinal (por exemplo, Amostras RF Digitalizadas 372) é provida, em algumas implementações, usando o Relógio de Amostra 374 (por exemplo, obtido a partir do Relógio 240, ou sincronizado com ele). Uma outra referência de temporização, Habilitação do Tempo de Símbolo (ciclo de trabalho) 376, habilita a operação do Acumulador de Amostra Coerente 322 e da FFT 324 em tempos durante a injeção do sinal de calibração, ou correspondente a ela. Em algumas modalidades, divisores de relógio, Divisão por N 374-a e Divisão por M 374-b dividem a frequência do Relógio de Amostra 374 por valores pré-definidos (por exemplo, N e M, respectivamente) para produzir os sinais de temporização de relógio com frequências reduzidas, da forma exigida pelo Acumulador em Estágio N 322-b e pela FFT de Ponto N (em relação aos símbolos M) 324-a, respectivamente.

[00066] A figura 3F é um diagrama de blocos que ilustra um Processador Digital 214 de acordo com algumas modalidades. O Processador Digital 214 pode ser usado em uma aplicação do Sistema de Satélite de Navegação Global (GNSS) mostrada na figura 1. O Processador Digital 214 inclui, tipicamente, uma ou mais unidades de processamento (CPU's) 602, uma ou mais interfaces de rede ou outras interfaces de comunicações 604, memória 610, receptores complementares opcionais 670 (por exemplo, um ou mais receptores para receber sinais de auxílio de navegação, tais como sinais do sistema de posicionamento de satélite diferencial de área ampla), e um ou mais barramentos de comunicação 609 para interconectar estes componentes. Os barramentos de comunicação 609 podem incluir conjunto de circuitos (algumas vezes chamados de um conjunto de chips) que interconecta e controla comunicações entre componentes do sistema. O Processador Digital 214 é acoplado em um receptor do sistema de posicionamento de satélite 674 (por exemplo, receptor de sinal 120 que exclui o Processador Digital 214) para receber sinais de satélite digitalizados (e, tipicamente, compensados) para processamento. O Processador Digital 214 inclui, opcionalmente, uma interface de usuário 605 que inclui um dispositivo de exibição 606 e dispositivos de inserção 608 (por exemplo, teclado, mouse, visor sensível ao toque, plataformas sensíveis ao toque, etc.). A Memória 610 inclui memória de acesso aleatório em alta velocidade, tais como DRAM, SRAM, DDR RAM ou outros dispositivos de memória de acesso aleatório em estado sólido; e, opcionalmente, (mas, tipicamente) inclui memória não volátil, tais como um ou mais dispositivos de armazenamento em disco magnético, dispositivos de armazenamento em disco ótico, dispositivos de memória flash ou outros dispositivos de armazenamento em estado sólido não voláteis. A Memória 610 inclui opcionalmente um ou mais dispositivos de armazenamento remotamente localizados em relação à(s) CPU(s) 602. A Memória 610 ou, alternativamente, o(s) dispositivo(s) de memória não volátil(eis) na memória 610, compreendem uma mídia de armazenamento legível por computador não temporária. Em algumas modalidades, a memória 610 ou a mídia de armazenamento legível por computador da memória 610 armazenam os seguintes programas, módulos e estruturas de dados, ou um subconjunto destes: • um sistema operacional 612 que inclui procedimentos para tratar vários serviços do sistema básicos e para realizar tarefas dependentes de hardware; • um módulo de comunicação 614 que é usado para conectar o Processador Digital 214 em outros computadores, sistemas de posicionamento de satélite diferencial de área ampla, sistemas de posicionamento locais, etc., por meio das uma ou mais interfaces de comunicação 604 (com fios ou sem fios) e uma ou mais redes de comunicação, tal como a Internet, outras redes de área ampla, redes de área local, redes de área metropolitana, e congêneres; • opcionalmente, um módulo de interface de usuário 616 que recebe comandos a partir do usuário por meio de um ou mais dispositivos de inserção 608 da interface de usuário 605, gera objetos da interface de usuário no dispositivo de exibição 606 e/ou exibe mapas, coordenadas, rotas, etc., relacionados à posição do Receptor de Sinal 120; • um módulo de navegação 618 que produz resultados de navegação (por exemplo, uma faixa para satélite, faixas para múltiplos satélites, posicionamento geográfico, a informação de local e/ou um valor de tempo) pelo processamento de sinais de satélite digitalizados recebidos a partir do receptor do sistema de posicionamento de satélite 674; • um módulo de calibração 620 que controla quando o gerador do sinal de calibração 230 (figura 2) injetar um sinal de calibração (por exemplo, a temporização e/ou a duração da injeção do sinal de calibração) na interface de antena 204 e (opcionalmente) para controlar a configuração do(s) mecanismo(s) de compensação 212; e • opcionalmente, conjuntos de calibração armazenados 622 que incluem múltiplos conjuntos de coeficientes de filtro (armazenados, por exemplo, em uma Biblioteca de Coeficientes de Filtro 358); opcionalmente, conjuntos de calibração armazenados 622 correspondem às calibrações previamente realizadas (por exemplo, calibrações de fator) para diferentes condições de operação (por exemplo, para diferentes condições de temperatura).

[00067] Cada um dos elementos identificados anteriormente pode ser armazenado em um ou mais dos dispositivos de memória previamente mencionados, e corresponde a um conjunto de instruções para realizar uma função supradescrita. O conjunto de instruções pode ser executado por um ou mais processadores (por exemplo, as CPUs 602). Os módulos ou programas identificados anteriormente (isto é, conjuntos de instruções) não precisam ser implementados como programas de software, procedimentos ou módulos separados e, assim, vários subconjuntos destes módulos podem ser combinados ou de outra forma rearranjados em várias modalidades. Em algumas modalidades, a memória 610 pode armazenar um subconjunto dos módulos e das estruturas de dados identificados anteriormente. Além do mais, a memória 610 pode armazenar módulos e estruturas de dados adicionais não supradescritos.

[00068] Embora a figura 3F mostre um "Processador Digital", pretende-se que a figura 3F seja mais uma descrição funcional dos vários recursos que podem estar presentes em um receptor de navegação por satélite móvel do que uma representação esquemática estrutural das modalidades aqui descritas. Na prática, e da forma reconhecida pelos versados na técnica, itens mostrados separadamente podem ser combinados e alguns itens podem ser separados.

[00069] A figura 4A é um fluxograma que ilustra o Mecanismo de Configuração 320 descrito previamente em relação à figura 3B. Da forma explicada previamente em relação à figura 3B, os valores de fase dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados 312) representam as fases medidas (por exemplo, Resposta de Fase Real 402) do sinal filtrado em várias frequências presentes no sinal de calibração. Da forma explicada anteriormente, em algumas modalidades, uma versão uniformizada da resposta de fase medida (Resposta de Fase Real 402, na figura 4A) é obtida a partir de um polinômio adequado (por exemplo, polinômio que uniformiza) às fases medidas do sinal filtrado (por exemplo, o sinal recebido digitalizado, recebido em resposta ao sinal de calibração injetado) em várias frequências. Em tais modalidades, a resposta de fase medida uniformizada é representada (por exemplo, aproximada) por um polinômio de uma ordem numérica selecionada para eliminar ruído indesejado na representação de polinômio das fases medidas do sinal filtrado, ao mesmo tempo em que preserva substancialmente os efeitos das distorções de atraso de grupo nas fases medidas do sinal filtrado.

[00070] Em algumas modalidades, valores de fase alvos são previamente armazenados. Em modalidades alternativas, os valores de fase alvos (por exemplo, Curva de Resposta Alvo 326 ou Resposta Alvo 404) são computados a partir das fases medidas (por exemplo, Resposta de Fase Real 402) do sinal filtrado em várias frequências, por exemplo, usando uma linha reta adequada (por exemplo, Linha Reta 404-a) aos valores de fase dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados.

[00071] Em algumas modalidades, as diferenças de fase residuais (por exemplo, Resíduos 328 ou Resíduos de Fase 406) são computadas pela subtração dos valores de fase dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados dos valores de fase alvos. Da forma mostrada na figura 4A, os Resíduos de Fase 406 são computados pela subtração da Resposta de Fase Real 402 da Resposta Alvo 404.

[00072] As figuras 4B - 4C são fluxogramas que ilustram a operação do Mecanismo de Configuração 320 descrito previamente em relação à figura 3B. Da forma explicada previamente em relação à figura 3B, os valores de magnitude dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados 312) representam as magnitudes medidas (por exemplo, Resposta de Magnitude Real 412 mostrada na figura 4B e Resposta de Magnitude Real 422 mostrada na figura 4C) do sinal filtrado em várias frequências presentes no sinal de calibração.

[00073] Em algumas modalidades, valores de magnitude alvos são previamente armazenados. Em modalidades alternativas, os valores de magnitude alvos (por exemplo, Curva de Resposta Alvo 326 ou Resposta de Magnitude Alvo 414 mostrados na figura 4B ou Resposta de Magnitude Alvo 424 mostrada na figura 4C) são computados a partir das magnitudes medidas (por exemplo, Resposta de Magnitude Real 412) do sinal filtrado em várias frequências, por exemplo, pela descoberta de uma melhor resposta de magnitude invariável adequada ou uma melhor resposta de magnitude simétrica adequada.

[00074] Em algumas modalidades, os resíduos da resposta de magnitude (por exemplo, Resíduos 328 ou Resíduos de Magnitude 416 mostrados na figura 4B ou Resíduos de Magnitude 426 mostrados na figura 4C) são computados pela determinação de razões de amplitude entre um ou mais valores de amplitude alvos e valores de amplitude de correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados. Da forma mostrada na figura 4B e na figura 4C, Resíduos de Magnitude 406 e Resíduos de Magnitude 416 são computados pela divisão da Resposta de Magnitude Alvo 414 (ou 424 na figura 4C) pela Resposta de Magnitude Real 412 (ou 422 na figura 4C).

[00075] Nas figuras 4A - 4C, os coeficientes de filtro complexo (por exemplo, coeficientes de FIR complexo 334 ou coeficientes de FIR 408, coeficientes de FIR 418 ou coeficientes de FIR 428) do filtro FIR (por exemplo, FIR Complexo 314) correspondem às diferenças de fase residuais (por exemplo, Resíduos 328 ou Resíduos de Fase 406) entre valores de fase alvos (por exemplo, Curva de Resposta Alvo 326 ou Resposta Alvo 404) e valores de fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402) de correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados 312), e razões de magnitude residual (por exemplo, Resíduos 328 ou Resíduos de Magnitude 416 ou Resíduos de Magnitude 426) entre valores de magnitude alvos (por exemplo, Curva de Resposta Alvo 326 ou Resposta de Magnitude Alvo 414 ou Resposta de Magnitude Alvo 424) e valores de magnitude (por exemplo, Resposta de Magnitude Real 412 ou Resposta da Magnitude Real 422) dos componentes de frequência correspondentes dos sinais recebidos digitalizados (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados 312). Uma FFT inversa (por exemplo, iFFT 330) é realizada nas diferenças de fase residuais (por exemplo, Resíduos 328 ou Resíduos de Fase 406) e resíduos da resposta de magnitude (por exemplo, Resíduos de Magnitude 416 ou Resíduos de Magnitude 426), que resultam nos coeficientes de filtro complexo (por exemplo, coeficientes de FIR complexo 334 ou coeficientes de FIR 408) do filtro FIR (por exemplo, FIR Complexo 314). Alternativamente, a iFFT produz um conjunto inicial de coeficientes de filtro complexo, que são, então, multiplicados por uma função de formação de janela (por exemplo, uma janela Tukey) para produzir os coeficientes de filtro complexo usados por um filtro FIR no Mecanismo de Compensação 212 para filtrar sinais recebidos digitalizados para produzir os sinais recebidos digitalizados compensados.

[00076] As figuras 5A - 5C e a figura 5D incluem um fluxograma que representa o método 500 e o método 570, respectivamente, para compensação de sinal realizada em um receptor de sinal (por exemplo, Receptor de Sinal 120) de acordo com certas modalidades da invenção. O método 500 e o método 570 podem ser governados por instruções que são armazenadas em uma mídia de armazenamento legível por computador e que são executadas por um ou mais processadores de um ou mais servidores. Cada uma das operações mostradas nas figuras 5A - 5D pode corresponder a instruções armazenadas em uma memória de computador ou mídia de armazenamento legível por computador. A mídia de armazenamento legível por computador pode incluir um dispositivo de armazenamento em disco magnético ou ótico, dispositivos de armazenamento em estado sólido, tal como Memória flash, ou outros dispositivo ou dispositivos de memória não volátil. As instruções legíveis por computador armazenadas na mídia de armazenamento legível por computador são em código fonte, código em linguagem assembly, código objeto ou outro formato de instrução que é interpretado por um ou mais processadores.

[00077] De acordo com o método 500 mostrado nas figuras 5A - 5C, um receptor de sinal (por exemplo, Receptor de Sinal 120) recebe (510) sinais a partir de uma antena (por exemplo, Antena 202). O receptor de sinal processa (512) os sinais recebidos com o conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (por exemplo, Conjunto de circuitos de Processamento de Sinal Analógico 208) para produzir os sinais filtrados. O receptor de sinal amostra (514) os sinais filtrados com o conjunto de circuitos de amostragem (por exemplo, Conjunto de circuitos de Amostragem 210) para produzir os sinais recebidos digitalizados (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados 312).

[00078] O receptor de sinal compensa (515) os sinais recebidos digitalizados, com um mecanismo de compensação (por exemplo, Mecanismo de Compensação 212), em relação ao atraso de grupo e à distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico para produzir os sinais recebidos digitalizados compensados (por exemplo, Sinais Recebidos Digitalizados Compensados 316). Em algumas modalidades, a compensação dos sinais recebidos digitalizados inclui (516) compensar as distorções de sinal em uma faixa de frequências pré-definida. Por exemplo, se o receptor de sinal for um receptor de sinal do GPS, a faixa de frequências pré-definida inclui opcionalmente um ou mais de: (L1, E1) 1.559 MHz - 1.591 MHz, 1.559 MHz até 1.610 MHz, (L2, L5) 1.211 MHz - 1.243 MHz e 1.160 MHz - 1.192 MHz. Em algumas modalidades, a distorção de amplitude compreende (517) desvio de uma resposta de magnitude do conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico em relação a uma resposta de magnitude uniforme através de uma faixa de frequência pré-definida ou uma curva de resposta de magnitude que é simétrica em relação a uma frequência central pré-definida da faixa de frequência pré-definida. Por exemplo, da forma mostrada nas figuras 4B - 4C, as curvas de resposta de magnitude alvo (por exemplo, a Resposta de Magnitude Alvo 414 e a Resposta de Magnitude Alvo 424) são simétricas em relação a uma frequência central pré-definida da faixa de frequência pré- definida.

[00079] O receptor de sinal processa (518) os sinais recebidos digitalizados compensados para produzir um resultado (por exemplo, Resultado 220). Em algumas implementações, o resultado inclui (519) um resultado da navegação. Por exemplo, o resultado inclui uma faixa para satélite, faixas para múltiplos satélites, resultado(s) da navegação, local(is) geográfico(s) e/ou valor(es) de tempo do satélite.

[00080] Em algumas modalidades, o receptor de sinal configura (520) o mecanismo de compensação para processar os sinais recebidos digitalizados usando um filtro de resposta de impulso finita (filtro FIR), tal como FIR Complexo 314 (figura 3B), com coeficientes de filtro complexo (por exemplo, coeficientes de FIR complexo 334 mostrados na figura 3B) para compensar o atraso de grupo e a distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo menos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico. Em algumas modalidades, o conjunto de coeficientes de filtro complexo do filtro FIR corresponde às diferenças de fase residuais entre valores de fase alvos e valores de fase dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados e às razões de amplitude entre um ou mais valores de amplitude alvos e valores de amplitude de correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados. Por exemplo, da forma mostrada e explicada em relação às figuras 4A - 4C, coeficientes de FIR 408 são obtidos a partir de uma transformada inversa (iFFT 330) dos Resíduos de Fase 406 e dos Resíduos de Magnitude 416 (ou Resíduos de Magnitude 426). Resíduos de Fase 406 são as diferenças entre (isto é, obtidas a partir da subtração de) a Resposta Alvo 404 e a Resposta de Fase Real 402. Resíduos de Magnitude 416 são as razões entre (isto é, obtidas a partir da divisão) a Resposta de Magnitude Alvo 414 e a Resposta de Magnitude Real 412. Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 realiza etapas adicionais para configurar (524) o Mecanismo de Compensação 212 da forma descrita nas etapas 526 - 550 descritas a seguir.

[00081] O receptor de sinal injeta (526) um sinal de calibração na interface de antena (por exemplo, Interface de Antena 204) do receptor de sinal usando um gerador do sinal de calibração (por exemplo, Gerador do Sinal de Calibração 230) acoplado na interface de antena. Em algumas modalidades, o gerador do sinal de calibração injeta (528) o sinal de calibração na interface de antena em um ciclo de trabalho menor que uma fração pré-definida (por exemplo, um porcento). Em algumas modalidades, o sinal de calibração inclui (530) um sinal de domínio de tempo correspondente aos componentes de frequência ortogonal em uma faixa de frequências pré- definida. Em algumas modalidades, o sinal de calibração inclui (532) um sinal portador em passo. Em algumas modalidades, o sinal de calibração inclui (534) um sinal portador varrido. Em algumas modalidades, o sinal de calibração tem (536) uma amplitude pelo menos uma quantidade pré-definida (por exemplo, 40 dB) maior que uma amplitude dos sinais recebidos a partir da antena do receptor de sinal (por exemplo, Antena 202). Em algumas implementações, a amplitude e a duração do sinal de calibração são determinadas (538) de acordo com um critério em que a energia do sinal de calibração média é mantida inferior a um valor que impactaria definições de ganho de um circuito de controle de ganho do receptor de sinal. A operação do gerador do sinal de calibração é adicionalmente descrita em relação à figura 3D exposta.

[00082] Em algumas modalidades, o receptor de sinal provê (540) sinais de temporização de relógio sincronizados a partir de um relógio (por exemplo, Relógio 240) para o gerador do sinal de calibração do receptor de sinal e o conjunto de circuitos de amostragem.

[00083] Em algumas implementações, o Receptor de Sinal 120 configura (542) o Mecanismo de Compensação 212 de acordo com sinais recebidos pelo Mecanismo de Compensação 212 em resposta à injeção do sinal de calibração na Interface de Antena 204. Em algumas modalidades, o Mecanismo de Configuração de Compensação 212 inclui (543) acumular coerentemente os sinais recebidos digitalizados correspondentes aos sinais de calibração injetados. Por exemplo, da forma mostrada na figura 3E, o Acumulador de Amostra Coerente 322 (incluindo dois ou mais registros) é usado para acumular coerentemente os sinais recebidos digitalizados correspondentes aos sinais de calibração injetados.

[00084] Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 armazena (544) instruções de controle no Processador Digital 214. Em algumas implementações, instruções de controle incluem (546) instruções para controlar quando o Gerador do Sinal de Calibração 230 injetar o sinal de calibração na Interface de Antena 204. Em algumas implementações, as instruções de controle incluem (548) instruções para controlar a configuração do Mecanismo de Compensação 212 de acordo com os sinais recebidos digitalizados, recebidos em resposta à injeção do sinal de calibração na Interface de Antena 204.

[00085] Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 configura (550) o Mecanismo de Compensação 212 pela realização adicional, ou alternativa, das etapas 552 - 564 descritas a seguir, por exemplo, usando o Mecanismo de Configuração 320 (mostrado e supradescrito em relação à figura 3B).

[00086] Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 transforma (552) os sinais recebidos digitalizados, recebidos em resposta à injeção do sinal de calibração, de domínio de tempo para domínio de frequência para produzir uma representação de domínio de frequência com valor complexo dos sinais recebidos digitalizados. Pode ser notado que uma representação com valor real é um caso especial de uma representação com valor complexo. Em algumas implementações, a transformação do domínio de tempo para domínio de frequência é uma Transformada Discreta de Fourier implementada usando, por exemplo, uma implementação da Transformada Rápida de Fourier (FFT). Da forma descrita em relação à modalidade de exemplo nas figuras 3B e 3E, uma FFT 324 deve ser usada para produzir N Amostras do Domínio de Frequência Complexas em relação a Símbolos M 378.

[00087] Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 extrai (554) valores de magnitude (por exemplo, Resposta de Magnitude Real 412 na figura 4B) e de fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402 na figura 4A) da representação de domínio de frequência com valor complexo dos sinais recebidos digitalizados. Por exemplo, para um número complexo z = x + jy; em que x é um componente real e y é um componente imaginário, a magnitude (r) e a fase (Φ) do número complexo z são obtidas como:

[00088] Em algumas modalidades, se a mudança de fase total (ou o deslocamento de fase) em relação à amplitude de frequência ou à largura de banda dos sinais recebidos digitalizados exceder 2π radianos, descontinuidades resultantes (por exemplo, devidas a enrolamento de fase) na fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402, na figura 4A) dos sinais recebidos digitalizados são eliminadas, por exemplo, por métodos, tal como "desenrolamento de fase" (por exemplo, pela adição ou pela subtração de múltiplos integrais de 2π radianos). Em decorrência disto, a fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402, na figura 4A) dos sinais recebidos digitalizados é convertida para uma função contínua da frequência pela eliminação das descontinuidades introduzidas, por exemplo, por enrolamento de fase.

[00089] Em algumas implementações, o Receptor de Sinal 120 obtém (556) informação de fase dependente da frequência alvo e informação da resposta de magnitude alvo. Por exemplo, a informação de fase dependente da frequência alvo (Curva de Resposta Alvo 326 na figura 3B ou Resposta Alvo 404 na figura 4A) corresponde a um conjunto desejado de valores de fase dependentes da frequência armazenados previamente ou gerados a partir de valores de fase (por exemplo, Resposta de Fase Real 402, na figura 4A) de correspondentes componentes de frequência. Em algumas modalidades, a informação de fase dependente da frequência alvo (também aqui referida como "desejada") é um relacionamento polinomial (por exemplo, linear) entre fase e frequência. Um relacionamento polinomial entre fase e frequência é obtido, por exemplo, usando um polinômio adequado (por exemplo, uma linha reta adequada, tal como a Linha Reta 404-a mostrada na figura 4A) à informação de fase extraída (real) (por exemplo, Resposta de Fase Real 402, na figura 4A) ou pelo uso de um polinômio arbitrário (por exemplo, uma linha reta de inclinação conhecida). Assim, será entendido que a informação de fase dependente da frequência alvo é obtida tanto pela geração desta informação usando adequação de curva (ou congêneres) na informação de fase extraída durante a calibração quanto pela recuperação de informação pré-definida, tal como um polinômio ou linha reta "alvos". Em algumas implementações, a informação da resposta de magnitude alvo (Curva de Resposta Alvo 326 na figura 3B ou Resposta de Magnitude Alvo 414 na figura 4B) corresponde a um conjunto desejado de valores de magnitude dependentes da frequência armazenados previamente ou gerados a partir de valores de magnitude (por exemplo, Resposta de Magnitude Real 412 na figura 4B) de correspondentes componentes de frequência. Em algumas modalidades, a informação da resposta de magnitude alvo (também aqui referida como "desejada") é um relacionamento polinomial (por exemplo, simétrico) entre fase e frequência.

[00090] Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 computa (558) resíduos de fase pela subtração dos valores de fase extraídos da informação de fase dependente da frequência alvo. Por exemplo, da forma mostrada na figura 4A, os Resíduos de Fase 406 são computados pela subtração da Resposta de Fase Real 402 da Resposta Alvo 404. Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 computa (559) os resíduos da resposta de magnitude pela determinação de razões dos valores de magnitude extraídos com a informação da resposta de magnitude alvo. Por exemplo, da forma mostrada na figura 4B, os Resíduos de Magnitude 416 são computados pela divisão da Resposta de Magnitude Real 412 (como o dividendo) pela Resposta de Magnitude Alvo 414 (como o divisor).

[00091] Em algumas modalidades, o Receptor de Sinal 120 gera (560) um conjunto de valores complexos a partir dos resíduos de fase e dos resíduos da resposta de magnitude computados. Por exemplo, se um resíduo de fase computado for 'θ' e o resíduo da resposta de magnitude computado for 'R' para uma dada frequência, então, o valor complexo gerado para esta frequência correspondente à magnitude 'R' e o resíduo de fase 'θ' serão da forma R x (cos θ + j sen θ).

[00092] Em algumas implementações, o Receptor de Sinal 120 transforma (562) o conjunto de valores complexos (por exemplo, resposta de filtro complexo) do domínio de frequência para domínio de tempo para produzir coeficientes de filtro do domínio de tempo com valor complexo (por exemplo, coeficientes de FIR 408 na figura 4A) correspondentes a um filtro de resposta de impulso finita (por exemplo, FIR Complexo 314 na figura 3B). Em algumas modalidades, a transformação do domínio de frequência para domínio de tempo é uma Transformada Discreta de Fourier Inversa, implementada, por exemplo, através de uma implementação de Transformada Rápida de Fourier inversa (iFFT) (por exemplo, iFFT 330 na figura 3B).

[00093] Em algumas implementações, o Receptor de Sinal 120 multiplica (564) coeficientes de filtro do domínio de tempo com valor complexo iniciais com uma função de formação de janela (por exemplo, uma janela Tukey) para produzir os coeficientes de filtro do domínio de tempo com valor complexo. Em outras palavras, a etapa de transformação inclui multiplicar um conjunto inicial de coeficientes de filtro do domínio de tempo com valor complexo por uma função de formação de janela (por exemplo, Formação de janela 332 na figura 3B) para produzir os coeficientes de filtro do domínio de tempo com valor complexo (por exemplo, coeficientes de FIR 408 na figura 4A) correspondentes a um filtro de resposta de impulso finita (por exemplo, FIR Complexo 314 na figura 3B). Os coeficientes resultantes são usados pelo filtro FIR durante operação normal para compensar as distorções de atraso de grupo no receptor de sinal.

[00094] De acordo com o método 570 mostrado na figura 5D, um receptor de sinal (por exemplo, mas sem limitações ao Receptor de Sinal 120) recebe (572) sinais. O receptor de sinal processa (574) os sinais recebidos no receptor de sinal para produzir os sinais recebidos digitalizados.

[00095] O receptor de sinal configura (576) um mecanismo de compensação (por exemplo, mas sem limitações ao Mecanismo de Compensação 212) no receptor de sinal de acordo com sinais digitais recebidos pelo mecanismo de compensação em resposta à injeção de um sinal de calibração no receptor de sinal por um gerador do sinal de calibração (por exemplo, mas sem limitações ao Gerador do Sinal de Calibração 230). A configuração inclui (578) configurar o mecanismo de compensação para compensar o atraso de grupo e a distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico do receptor de sinal. Em algumas modalidades, a distorção de amplitude compreende (579) desvio de uma resposta de magnitude do conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico em relação a uma resposta de magnitude uniforme através de uma faixa de frequência pré-definida ou uma curva de resposta de magnitude que é simétrica em relação a uma frequência central pré-definida da faixa de frequência pré-definida. Por exemplo, da forma mostrada nas figuras 4B - 4C, as curvas de resposta de magnitude alvo (por exemplo, a Resposta de Magnitude Alvo 414 e a Resposta de Magnitude Alvo 424) são simétricas em relação a uma frequência central pré-definida da faixa de frequência pré-definida. Em algumas modalidades, a configuração inclui (580) acumular coerentemente os sinais recebidos digitalizados correspondentes aos sinais de calibração injetados. Em algumas modalidades, o receptor de sinal configura (582) o mecanismo de compensação pela realização das etapas adicionais (por exemplo, todas ou um subconjunto das etapas 552 - 564 na figura 5C) supradescritas em relação ao método 500. Em algumas implementações, a etapa (576) de configuração do mecanismo de compensação é realizada em várias instâncias em tempo (por exemplo, intermitentemente e/ou periodicamente), por exemplo, com base nos sinais de controle providos por um processador digital no receptor de sinal.

[00096] O receptor de sinal compensa (582) os sinais recebidos digitalizados usando o mecanismo de compensação para produzir os sinais compensados. Em algumas modalidades, a compensação dos sinais recebidos digitalizados inclui (517) compensar as distorções de sinal em uma faixa de frequências pré-definida que inclui (L1, E1) 1.559 MHz - 1.591 MHz, ou 1.559 MHz até 1.610 MHz, ou (L2, L5) 1.211 MHz - 1.243 MHz, ou 1.160 MHz - 1.192 MHz.

[00097] O receptor de sinal processa (586) os sinais compensados para produzir um resultado. Em algumas implementações, o resultado inclui (588) um resultado da navegação. Por exemplo, o resultado inclui uma faixa para satélite, faixas para múltiplos satélites, resultado(s) da navegação, local(is) geográfico(s) e/ou valor(es) de tempo do satélite.

[00098] A descrição exposta, com propósito de explicação, foi descrita em relação a modalidades específicas. Entretanto, não pretende-se que as discussões ilustrativas expostas sejam exaustivas ou limitem a invenção às precisas formas descritas. Muitas modificações e variações são possíveis em vista dos preceitos expostos. As modalidades foram escolhidas e descritas a fim de melhor explicar os princípios da invenção e suas aplicações práticas para, desse modo, habilitar que outros versados na técnica melhor utilizem a invenção e que várias modalidades com várias modificações sejam adequadas para o uso em particular contemplado.

Claims (13)

1. Receptor de sinal (120), compreendendo: uma interface de antena (204) para receber sinais a partir de uma antena (202); conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (208-a - 208-c) acoplado à interface de antena (204) para processamento dos sinais recebidos para produzir sinais filtrados; conjunto de circuitos de amostragem (210-a - 210-c) para amostrar os sinais filtrados de modo a produzir sinais recebidos digitalizados; um compensador digital (212-a - 212-c) para receber os sinais recebidos digitalizados e compensar o atraso de grupo e a distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (208-a - 208-c) para produzir sinais recebidos digitalizados compensados; e um processador digital (214) para processar os sinais recebidos digitalizados compensados para produzir um resultado (220), um gerador do sinal de calibração (230), acoplado na interface de antena (204), para injetar um sinal de calibração na interface de antena; em que o compensador digital (212-a - 212-c) é configurado de acordo com sinais recebidos pelo compensador digital (212-a - 212-c) em resposta à injeção do sinal de calibração na interface de antena (204); em que o processador digital (214) inclui instruções de controle para controlar quando o gerador do sinal de calibração (230) injeta o sinal de calibração na interface de antena (204) e para controlar a configuração do compensador digital (212-a - 212-c) de acordo com os sinais recebidos digitalizados, recebidos em resposta à injeção do sinal de calibração na interface de antena (204), em que o sinal de calibração produzido pelo gerador de sinal de calibração (230) inclui um sinal de domínio de tempo correspondente aos componentes de frequência ortogonal em uma faixa de frequências pré- definida, a duração ou o período do sinal de domínio de tempo sendo igual a ou um múltiplo integral do inverso do espaçamento de frequência entre os componentes de frequência ortogonal e em que o compensador digital (212-a - 212-c) é configurado de acordo com valores de fase produzidos por uma transformada de Fourier de sinais recebidos pelo compensador digital (212-a - 212-c) em resposta à injeção do sinal de calibração na interface de antena (204), a transformada de Fourier produzindo os valores de fase para uma pluralidade de frequências correspondendo às componentes de frequência ortogonal do sinal de calibração caracterizado pelo fato de que a amplitude e duração do sinal de calibração é determinado de acordo com um critério de que a potência média do sinal de calibração é mantida abaixo de um valor que impactaria as configurações de ganho de um circuito de controle de ganho do receptor de sinal (120).

2. Receptor de sinal (120) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o compensador digital (212-a - 212-c) é configurado para processar os sinais recebidos digitalizados usando um filtro de resposta de impulso finita, filtro FIR, (314) com coeficientes de filtro complexo para compensar o atraso de grupo e a distorção de amplitude não uniformes introduzidos pelo menos pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (208-a - 208-c), em que os coeficientes de filtro complexo do filtro FIR (314) preferivelmente correspondem às diferenças de fase residuais entre valores de fase alvos e valores de fase dos correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados e às razões de amplitude entre um ou mais valores de amplitude alvos e valores de amplitude de correspondentes componentes de frequência dos sinais recebidos digitalizados.

3. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o sinal de calibração é selecionado a partir do grupo que consiste em um sinal de domínio de tempo correspondente aos componentes de frequência ortogonal em uma faixa de frequências, um sinal portador em passo e um sinal portador varrido pré- definidos.

4. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o gerador de sinal de calibração (230) injeta o sinal de calibração na interface de antena (204) em um ciclo de trabalho de menos de um porcento.

5. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o processador digital (214) controla a configuração do compensador digital (212-a - 212-c), em parte, pela realização de uma sequência de operações, que compreende: uma transformação do domínio de tempo para frequência dos sinais recebidos digitalizados, recebidos em resposta ao sinal de calibração injetado na interface de antena (204), para produzir uma representação de domínio de frequência com valor complexo dos sinais recebidos digitalizados; uma extração de informações de magnitude e de fase da representação de domínio de frequência com valor complexo dos sinais recebidos digitalizados; obter informação de fase dependente da frequência alvo e informação da resposta de magnitude alvo; uma computação dos resíduos de fase pela subtração das informações de fase extraídas da informação de fase dependente da frequência alvo; uma computação dos resíduos da resposta de magnitude pela determinação de razões dos valores de magnitude extraídos com a informação da resposta de magnitude alvo; gerar um conjunto de valores complexos dos resíduos de fase e resíduos da resposta de magnitude computados; e uma transformação do domínio de frequência para tempo do conjunto de valores complexos para produzir coeficientes de filtro do domínio de tempo com valor complexo correspondentes a um filtro de resposta de impulso finita (314).

6. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um relógio (240) para prover sinais de temporização de relógio sincronizados para o gerador do sinal de calibração (230) e o conjunto de circuitos de amostragem (210-a - 210-c).

7. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma placa de circuito individual, em que a interface de antena (204), o conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (208-a - 208-c), o conjunto de circuitos de amostragem (210-a - 210-c), o compensador digital (212-a - 212-c), o processador digital (214) e o gerador do sinal de calibração são montados na placa de circuito individual.

8. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o gerador do sinal de calibração é controlado, pelo menos em parte, pelo processador digital (214).

9. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o receptor de sinal (120) é um receptor de sinal via satélite e o compensador digital (212-a - 212-c) compensa distorções de sinal produzidas pelo conjunto de circuitos de processamento de sinal analógico (208-a - 208-c) em uma ou mais faixas de frequências pré- definidas correspondentes a frequências de sinais de satélite recebidos pelo receptor de sinal (120).

10. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de registros, cada registro para armazenar e ponderar amostras a partir de um respectivo sinal de banda base ortogonal de uma pluralidade de sinais de banda base ortogonais gerados a partir dos sinais recebidos.

11. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o resultado (220) produzido pelo processador digital (214) compreende um resultado da navegação.

12. Receptor de sinal (120) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o resultado da navegação é selecionado a partir do grupo que consiste em uma ou mais faixas em relação a um ou mais satélites, a informação de posicionamento geográfico ou local e um valor de tempo.

13. Receptor de sinal (120) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a interface de antena (204) compreende um ou mais filtros e um ou mais amplificadores.

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