CN101854170A - 数据信号相位反转校正方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种数据信号相位反转校正方法及系统。其中数据信号相位反转校正系统包含：接收模块，用于从信号源接收导频信号和数据信号；处理模块，用于处理该导频信号和该数据信号；相位反转侦测装置，用于检查该导频信号，以根据该导频信号的处理结果确定该导频信号是否发生相位反转；以及校正模块，用于根据该确定结果校正该数据信号的相位。本发明提供的数据信号相位反转校正方法及系统可以提高校正相位反转的灵敏度及速度。

Description

数据信号相位反转校正方法及系统
技术领域
本发明涉及全球导航卫星系统(GNSS)中的相移键控(Phase Shift Keying，PSK)调制导航数据处理，更具体的，是关于数据信号相位反转校正方法及系统。
背景技术
在PSK通信系统中，载波相位是由传输数据来调制的。以二进制PSK(BPSK)为例，当传输数据符号(symbol)“0”时，就反转载波相位(即相位加180度)。另一方面，当传输数据符号“1”时则不改变载波相位。大体上，载波相位是根据传输数据符号而改变。在多进制PSK(MPSK)调制中，M可以等于2(即BPSK)、4(即QPSK)等等，传输一个数据符号后，载波相位将处于以下M个状态中的一个：度。已接收载波的相位也可因用户运动、时钟漂移等等而改变。因此，接收器在可以侦测所传输数据符号之前，必须先运行同步过程来跟踪载波相位。同步过程中，接收器必须消除数据符号或比特转变(bittransition)所导致的相位改变带来的影响。例如，在BPSK载波跟踪回路中，通常使用平方(squaring)方法或科斯塔斯锁相环(Costas PLL)来跟踪载波相位，以在相位错误鉴别器中移除数据比特转变。当MPSK接收器的载波跟踪回路达到稳态(即锁定信号)时，会存在相位模糊(ambiguity)。也就是说，载波跟踪回路可以跟踪载波相位，但可能存在
Figure B2009101518267D0000012
度的相位错误。
以BPSK的PLL为例，PLL可能实现精确跟踪载波相位，也可能存在相位反转(即伴有180度相位错误)。PLL锁定之后，可通过侦测相位转变来确定所传输的数据比特。接着，检查所传输数据比特或符号流，以校正PLL的相位模糊。一般而言，由于存在相位同步模糊，可用每一数据帧(frame)的前导(preamble)来同步数据帧的边界，并校正数据符号的相位。前导是一个固定且已知的数据符号样式(pattem)，使得接收器可通过将所接收的前导与已定义前导相比较，以检查接收数据相位。若PLL运作中出现跳周(cycle slip)，则在PLL再次锁定信号之后还可能出现相位模糊错误。因此，必须用所传输数据的内容来校正相位模糊。请注意，当数据帧传输中出现相位模糊错误(在BPSK中可以是相位反转)时，所传输的数据帧会被破坏(corrupt)。因此，总是可以用已定义前导样式来校正相位反转错误。但前导在每个数据帧只出现一次。所以当信号强度太弱，以至于前导长度不足以侦测相位反转时，前导就不能校正数据相位反转。此外，当数据帧传输中发生相位反转时，数据帧即被破坏。接下来的帧可通过检查前导(作相位校正)来恢复，其中，接下来的帧为好帧(good frame)。这意味着使用前导常常不能快速校正相位反转错误，因此导致帧受到破坏。因此，迫切需要提供一种提高相位反转校正速度的技术。
在GNSS中，通常由BPSK或差分PSK(DPSK)调制来传输导航数据消息(message)。GPS使用BPSK传输导航数据消息，一个数据帧由10个字(word)组成。一个字为30数据比特，并由一个奇偶校验(parity check)码保护。每一数据比特传输时间为20ms。BPSK相位模糊可用奇偶校验算法来消除。同时，在帧的第一个字(TLM字)中有一个前导(固定的比特样式)。该前导可用于同步数据帧边界，也可用于校正BPSK相位反转。为成功接收没有受到破坏的字，在一个数据字传输的600ms内不能有任何相位反转。星基增强系统(Satellite BasedAugmentation System，SBAS)也使用BPSK。SBAS数据帧由500个符号组成，每个符号传输时间为2ms。SBAS的数据帧由卷积编码保护，且每个帧的前导也用于校正BPSK相位反转。因此，在一个SBAS数据帧传输的1秒内要求不发生相位反转。对于伽利略卫星定位系统(Galileo)的E1B信号，一个BPSK数据帧由250个符号组成，每个符号传输时间为4ms。每个帧有前导样式以校正相位反转。因此要求数据相位在1秒之内保持稳定。可见，用前导来校正相位反转错误要求在一个数据帧之内不出现相位反转，而GNSS信号中一个数据帧的传输时间很长。对于高动态且微弱的信号，用前导来校正相位反转错误就可能存在问题。因此，可能需要其它技术来校正相位反转错误。
GNSS接收器必须测量其到卫星的距离以确定自身位置。GNSS接收器到卫星的距离称为伪距(Pseudo-Range，PR)，伪距是通过侦测卫星所传输信号的到达时间(Time Of Arrival，TOA)来测量。广播卫星导航数据消息承载了系统时间(Time OfWeek，TOW即周时间)，TOA需要由TOW来确定。此外，在卫星位置计算中也需要TOW。因此，必须正确收集数据，使GNSS接收器能够确定用户的位置、速度和系统时间，简称PVT(Position，Velocity and system Time)。但是，在GNSS接收器能侦测到数据比特(其中，数据比特调制载波相位)之前，必须稳定跟踪载波频率和相位。若使用PLL，载波的频率和相位均可锁定。GNSS接收器可通过检查已锁定载波相位来侦测BPSK数据比特。另一方面，锁频环(Frequency Locked Loop，FLL)只能锁定载波频率，且必须使用差分侦测(Differential Detection，DD)技术来侦测数据比特。也就是说，若出现载波相位转变，则传输与先前数据比特不同的一个数据比特。请注意，基于PLL或基于FLL的数据侦测均可能出现相位反转错误。理论上，基于PLL的数据侦测性能(例如比特错误率)好于FLL。但基于PLL的数据侦测跟踪鲁棒性(robustness)不如FLL。例如，FLL还可以锁定较弱信号和较高用户动态的载波。因此，较好的方法是使用FLL和DD技术侦测BPSK数据，使GNSS接收器在较弱信号和较高动态下也工作良好。
如上所述，可以在FLL中用DD技术侦测BPSK数据比特。DD方法检查FLL估计中两个相邻载波相位是否存在相位转变。并可以基于前一个符号的相位以及相位转变来确定当前的数据符号。但是，DD错误传播会引起接下来接收的所有符号出现相位反转错误。这相当于数据符号的突发(burst)错误。例如，若侦测帧的第三个SBAS数据符号时出现一个DD错误，同一帧接下来的247个数据符号将全部发生相位反转。一般而言，使用错误侦测或校正码(例如SBAS帧使用的卷积码)难以解决很长的突发错误。较低的DD错误率就会导致很高的帧(或比特)错误率，尤其是对于很多数据比特组成的数据帧，例如SBAS数据帧。因此，FLL和DD方法对GPS也许好用，但并不适合SBAS和Galileo，因为SBAS和Galileo要求载波相位在很长的数据帧传输时间(长为1秒)内保持稳定。因此，虽然FLL鲁棒性较好，但仍需提供一种技术，以校正FLL的DD错误引起的数据符号突发错误。
如上所述，PLL和FLL中均存在相位模糊问题，GNSS接收器可检查前导或同步字(Sync Word，SW)以校正相位模糊。也就是说，可通过检查帧的一个已知序列来校正相位反转，所述已知序列例如帧标头(header)的一个同步字。图1展示现有技术中相位反转如何破坏帧，以及用现有方法校正相位的时序。如图1所示，图1中第一帧内发生一次相位反转。该帧为坏帧(bad frame)，且因为GNSS接收器无法得知该帧内何时发生了相位反转，必须丢弃该帧。GNSS接收器直到接收并检查下一帧的同步字时，才能察觉相位反转的发生。例如，为检查Galileo的E1B中40ms的同步字(即10个符号)，可由下式(1)计算已接收同步字和已知同步字的一个总相关(correlation)值(即已接收同步字符号与已知同步字序列的相应符号的相关运算结果的积累值)，此处称为metricSW，计算公式为：
metricSW = Σ i = 0 9 SW ( i ) · symB ( i ) - - - ( 1 )
其中SW(i)是所接收同步字的一个符号，symB(i)是已知同步字序列的一个相应符号。
在Galileo的E1B中，若无相位反转，在使用symB(i)硬判决(即symB(i)等于1或-1)的最佳情况下，metricSW的值应为10。若载波噪声比(Carrier-to-NoiseRatio，CNR)较低，由于symB会发生一些错误，metricSW值可能小于10。若接收到SW之前发生了相位反转，metricSW应该为负。图2是展示metricSW值与CNR之间关系的示意图。如图2所示，CNR低时容易发生相位反转校正的假警报。也就是说，CNR低时接收器不能确定相位反转的校正。
如上所述，迫切需要提供一种用于提高相位反转校正灵敏度及速度的技术。
发明内容
有鉴于此，本发明其中之一目的在于提供一种数据信号相位反转校正方法及系统，解决高动态、微弱信号等苛刻条件下相位反转校正不灵敏、校正速度慢的问题。
本发明提供一种数据信号相位反转校正方法，包含：从信号源接收导频信号和数据信号；处理该导频信号和该数据信号；根据该导频信号的处理结果确定该导频信号是否发生相位反转；以及当该导频信号发生相位反转时，校正该数据信号的相位。
本发明另提供一种数据信号相位反转校正系统包含：接收模块，用于从信号源接收导频信号和数据信号；处理模块，用于处理该导频信号和该数据信号；相位反转侦测装置，用于检查该导频信号，以根据该导频信号的处理结果确定该导频信号是否发生相位反转；以及校正模块，用于根据该确定的结果校正该数据信号的相位。
本发明提供的数据信号相位反转校正方法及系统可以提高校正相位反转的灵敏度及速度。
附图说明
图1展示现有技术中相位反转如何破坏帧，以及用现有方法校正相位的时序。
图2是展示metricSW值与CNR之间关系的示意图。
图3展示Galileo E1数据信号和导频信号的数据结构，Galileo E1是GNSS的一种。
图4展示GPS L1C数据信号和导频信号的数据结构，GPS L1C是GNSS的另一种。
图5是展示GPS L5数据信号与导频信号的数据结构示意图，GPS L5是GNSS的另一种。
图6是展示本发明实施例概念的示意图。
图7是根据一个实施例的数据信号相位反转校正系统100的方块示意图。
图8为根据本发明的一个实施例，实现数据信号相位反转校正系统的GNSS接收器700的示意图。
图9是根据本发明第一实施例的数据信号相位反转校正方法的流程图。
图10进一步展示图9过程细节的流程图。
图11是根据本发明第二实施例的数据信号相位反转校正方法的流程图。
图12是根据本发明进一步实施例的数据信号相位反转校正方法的流程图。
具体实施方式
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
在GNSS中，每颗卫星传输数据信号和导频(pilot)信号，数据信号与导频信号的载波相位之间具有固定的关系。例如，在时序上，数据信号与导频信号的相位关系是同相或正交的。数据信号由数据帧流组成。导频信号不含数据(dataless)或者由一个已知的周期性副码序列(secondary code sequence)调制。在接收器将数据信号和导频信号分别用于解码已传输数据、增强跟踪回路灵敏度之前，必须首先使数据信号和导频信号同步。数据信号和导频信号的格式不同，但它们之间的相位关系是固定的。因此对于BPSK调制数据信号和导频信号，当数据信号有相位反转时，可以合理推论导频信号也在相同时刻发生了相位反转。也就是说，数据信号和导频信号中都发生了BPSK相位反转。
图3展示Galileo E1数据信号和导频信号的数据结构，Galileo E1是GNSS的一种。在Galileo E1中，每颗卫星传输数据信号E1B和导频信号E1C。图3上部展示数据信号E1B的符号流，图3下部展示导频信号E1C的符号流。数据信号E1B逐帧传输，导频信号E1C以重复的副码序列传输。数据信号E1B的每个帧包含120个数据比特，然后用卷积编码方案将数据比特编码为240个数据符号。另外，10个数据符号的同步字加入到每个帧的标头。因此，每一秒的帧由250个符号组成。符号周期为4ms。导频信号由周期性的副码序列调制。每个副码序列包含25个符号。因此一个副码序列的时长周期为4×25＝100ms。
如图3所示，数据信号E1B的每个帧包含10个符号的同步字以及240个符号的有效载荷(payload)数据区。有效载荷数据区承载未知的导航数据消息。在一秒的帧周期内，导频信号E1C中，含25个符号的副码序列重复十次。
图4展示GPS L1C数据信号和导频信号的数据结构，GPS L1C是GNSS的另一种。图4的上部显示数据信号L1CD的符号流，而下部显示导频信号L1CP的符号流。数据信号L1CD的每一帧具有9比特的“间隔时间”(Time of Interval，以下简称TOI)字。利用BCH(Bose、Chaudhuri及Hocquenghem)码将9比特的TOI字编码成为52个符号。可将TOI字视为Galileo E1的同步字SW。除了TOI字之外，每一帧还包含1748个符号的导航数据。符号周期为10ms，也就是说，GPS L1C的符号时序为每秒100个符号。导频信号L1CP也利用同样的符号时序。导频信号LlCP用副码序列编码，副码序列具有1800个符号且称为“重叠码”(overlay code)。对每一数据信号L1CD的帧而言，导频信号L1CP的副码序列出现一次。数据信号L1CD的帧同步表明已找到TOI字的起始符号，导频信号L1CP的导频同步则表明已找到副码序列的起始符号。由此可知，数据信号L1CD的TOI字前缘(leading edge)与导频信号L1CP的重叠码前缘对齐(alignwith)。
图5是展示GPS L5数据信号与导频信号的数据结构示意图，GPS L5是GNSS的另一种。图5的上面三列显示数据信号I5的符号流，而图5的最下一列显示导频信号Q5的符号流。每一数据信号I5的帧包含8比特的前导与292比特的导航数据。利用前向纠错(Forward Error Correction，FEC)码将上述含300比特的帧编码成600个数据符号。随后，每一数据符号(数据符号周期为10ms)使用纽曼霍夫曼(Neumann Hoffman，NH)序列调制，每一NH序列具有10个码符号(码符号周期为lms)。符号时序为每秒1000个符号。导频信号Q5具有多个含20个符号的副NH序列，同样以每秒1000个符号的符号时序进行重复。为了对数据信号I5进行帧同步，应找到数据信号I5的前导的起始比特，其中，数据信号I5的前导的起始比特相当于Galileo E1的同步字。为找到前导的起始比特，首先须完成数据信号I5的数据符号同步。为了对导频信号Q5进行导频同步，必须找到副码序列(即20个符号的副NH序列)的起始符号。尽管数据信号I5帧的中间转换较复杂，但数据信号I5帧的前导的起始比特间接与其中一个导频信号Q5副码序列的起始符号对齐。
以Galileo E1C为例，图6是展示本发明实施例概念的示意图。如图所示，图6数据信号的第一帧(本实施例中，以好帧为例)内发生一次相位反转(或者一个DD错误，DD错误将引起突发错误)。导频信号的每一箭头线指示一次相位反转检查。在现有技术中，直到检查完下一帧的同步字之后才能找到并校正相位反转(或DD错误)。而通过多次检查导频信号，本发明的实施例可以比现有技术更早找到并校正相位反转(或DD错误)。请注意，校正相位反转错误之后，突发错误的长度会减小。因此，Galileo E1B/C信号所用的例如交织器和解交织器(deinterleaver)的纠错技术也可用于校正这类短突发错误。
图7是根据一个实施例的数据信号相位反转校正系统100的方块示意图。接收模块120用于从信号源(例如卫星，未示出)接收数据信号和导频信号。处理模块130用于处理数据信号和导频信号。根据导频信号的处理结果，相位反转侦测装置140用于侦测导频信号内是否发生相位错误(例如相位反转)。若导频信号内有相位反转，则推论数据信号内也有相位反转。校正模块150负责校正数据信号的相位反转。
在相位反转校正系统100中，接收模块120对信号执行RF处理，并输出基带数据信号和导频信号。处理模块130对基带数据信号和导频信号执行多普勒(Doppler)移除、码相关、帧同步以及导频同步等等。相位反转侦测装置140根据一些处理结果(细节将在后文描述)确定相位反转的存在，相位反转侦测装置140可在数字信号处理器(DSP)中用硬件或软件实现。校正模块150也可在DSP中实现，或者在处理模块130的Doppler移除器中实现。在实践中，校正模块150也可能并入相位反转侦测装置140内。
图8为根据本发明的一个实施例，实现数据信号相位反转校正系统的GNSS接收器700的示意图。GNSS接收器700包括用于接收卫星信号的天线701。来自每颗卫星的卫星信号包括数据信号和导航信号。RF前端703用于实施RF相关的操作，例如本领域熟知的下变频(down conversion)等等。天线701和RF前端703、或者单独的RF前端703可认为是包含在图7中相位反转校正系统100的接收模块120内。Doppler移除器714用于去掉信号中的Doppler频率成分。本领域技术人员都了解，Doppler移除器714包括载波数控振荡器(未示出)、移相器(未示出)和混频器(未示出)。接着，已移除Doppler频率成分的数据信号和导频信号传递至后续部分。请注意，Doppler移除器714也可以跟踪载波相位。GNSS接收器700具有数据码相关器725和导频码相关器727，数据码相关器725用于对来自Doppler移除器714的数据信号和数据信号的测距(ranging)码作相关运算，以输出数据符号流，导频码相关器727用于对来自Doppler移除器714的导频信号和导频信号的测距码作相关运算，以输出导频符号流。以Galileo E1为例，数据码相关器725输出数据信号E1B的数据符号流symB，导频码相关器727输出导频信号E1C的导频符号流symC。也可用时分复用方式，用单一的相关器实现数据码相关器725和导频码相关器727。
GNSS接收器700具有同步侦测装置730，关于同步侦测装置730可参考本发明的发明人在2008年6月13日申请的美国专利申请，申请号为12/138644，题为“SYNC DETECTION DEVICE AND METHOD FOR GNSS”。同步侦测装置730包括帧同步相关单元735，帧同步相关单元735用于对数据符号流symB的符号与可能的假设(hypotheses)作相关运算，以输出相关运算结果。对于GalileoE1B，若无其它辅助信息来缩小相关运算的范围，共有250个假设需以上述方式作相关运算。导频同步相关单元737用于对导频符号流symC的符号与已知导频信号序列(也称为已知导频序列)的可能假设作相关运算，以输出相关运算结果。同步侦测装置730进一步包含同步确定单元(未示出)，同步确定单元从帧同步相关单元735和导频同步相关单元737接收相关运算结果，以执行帧同步和导频同步。以上部分不是本发明欲讨论的问题，因而在此省略，相关的细节可参考前述美国专利申请。Doppler移除器714、数据码相关器725、导频码相关器727和同步侦测装置730可以包含在图7中的处理模块130内。
GNSS接收器700具有相位反转侦测装置740，相位反转侦测装置740实现了图7中的相位反转侦测装置140。相位反转侦测装置740接收已接收导频信号与已知导频序列的相关运算结果(图未示，图8所示为本发明实施例的另一情况：相位反转侦测装置740接收已接收数据信号的同步字与相应已知同步字序列的相关运算结果)，并周期性积累相关运算结果，并暂存积累值，以检查是否有相位反转发生，也就是说基于该积累值确定该导频信号是否有相位反转。若找到某一时刻导频信号中发生了一次相位反转，可推论该时刻数据信号也发生一次相位反转。为在后续步骤中执行相位反转校正，相位反转侦测装置740也可接收来自数据码相关器725的数据符号流symB。当确定有相位反转时，相位反转侦测装置740反转数据符号流symB的相位，以校正相位反转。另一情况下，相位反转侦测装置740也接收已接收数据信号的同步字与相应已知同步字序列的相关运算结果，以确认(double check)相位反转的存在，稍后进一步描述细节(图8所示即为此种情况，但本发明不以此为限)。校正相位反转后，数据符号流symB传递至导航处理器750供进一步信号处理，此问题本发明不再深入讨论。导航处理器750可用例如DSP来实现，导航处理器750可认为是包括在图7的处理模块130内。
图9是根据本发明第一实施例的数据信号相位反转校正方法的流程图。此方法可以在图8的相位反转侦测装置740中执行。此方法过程在步骤S810开始。在步骤S820中，接收数据符号流symB，然后在步骤S830中，相位反转侦测装置740检查标志phaseReversal是否为真，标志phaseReversal指示是否存在相位反转。其中，标志phaseReversal初始设定为假(若标志phaseReversal为真，则过程进行至步骤S840，反转数据符号流的相位，即令symB＝-symB)。标志phaseReversal为假时，过程进行至步骤S850。在步骤S850中，从导频相关运算计算metricPT，相位反转侦测装置740按下式计算metricPT值：
metricPT = Σ i = 0 N - 1 NH ( i ) · symC ( i ) - - - ( 2 )
其中，symC(i)是已接收导频信号的导频符号流，NH(i)是给导频信号(即已知导频序列)的一个已知序列的相应符号，metricPT是已接收导频符号流与已知导频序列的相关运算结果的积累值(即从导频相关运算计算metricPT)。对于每m个符号，相位反转侦测装置740可计算其中N个(N为预定数目，下同)符号的metricPT值，其中N≤m。由于同步侦测装置730的导频同步单元737已计算出NH(i)与symC(i)的每个相关运算值，相位反转侦测装置740可简单的接收N个导频符号(从i＝0至i＝N-1)的NH(i)与symC(i)相关运算值，并积累至暂存结果metricPT。
在步骤S860中，相位反转侦测装置740基于metricPT值确定导频符号流symC是否发生相位反转，以确定标志phaseReversal的状态(即基于metricPT确定标志phaseReversal)。接着，步骤转至S820。步骤S820至S860重复循环进行。若步骤S860确定存在相位反转，则设定标志phaseReversal状态为“真”。于是，在步骤S830中，相位反转侦测装置740检查标志得到结果为“真”。在此情况下，由于存在相位反转，相位反转侦测装置740反转数据符号流的相位(即symB＝-symB)以校正相位反转。以上方法可以使用相位反转侦测装置140来实现，具体来说，可以将前文提到过的校正模块150并入相位反转侦测装置140内。在另一实施例中，可以不对已侦测数据符号流symB进行相位反转，而是反转载波跟踪回路的已估计相位。如前所述，Doppler移除器714可跟踪载波相位，在此情况下，所称的载波跟踪回路指示从Doppler移除器714至导航处理器750的回路。另一情况下，可以用DSP的程序实现导航处理器750，所称的载波跟踪回路以该程序实现。也就是说，相位反转也可在Doppler移除器714或导航处理器750中校正。
图10进一步展示图9过程细节的流程图。在此流程图中，更具体明确的描述了相位校正和相位反转确定所需的子处理(sub-process)。处理过程在步骤S910开始。在步骤S920中，相位反转侦测装置740接收数据符号流symB。步骤S930中，相位反转侦测装置740检查是否标志phaseReversal为真。这时，由于尚未检查导频符号流，标志phaseReversal处于状态“假”，这种情况下过程进行至步骤S945(而若标志phaseReversal为真，则过程进行至步骤S940，反转数据符号流symB的相位，即symB＝-symB)。步骤S945中，接收导频符号流symC。步骤S950中，通过计算并积累导频符号流的第i个符号symC(i)与已知导频序列的相应符号NH(i)(例如相应的副码符号)的相关运算结果，计算得出metricPT，其中i＝0至N-1。步骤S952中，设定i＝i+1。步骤S954中，检查i值是否已到N。若否，过程转至步骤S920。若是，即i＝N，则意味着已计算出当前N个导频符号的metricPT，过程继续至步骤S963，以确定是否有相位反转。步骤S963中，相位反转侦测装置740确定metricPT值是否大于零。若metricPT值为负(即metricPT＜0)，意味着有相位反转，则设定标志phaseReversal为“真”(步骤S965)。若metricPT值为正(即metricPT＞0)，意味着无相位反转，则设定标志phaseReversal为“假”(步骤S967)。无论标志设定为真或假，过程均进行至步骤S970。步骤S970中，metricPT值和i均重置为零，过程回到步骤S920以检查下N个导频符号。
图11是根据本发明第二实施例的数据信号相位反转校正方法的流程图。过程在步骤S1010开始。在步骤S1020中，接收数据符号流symB。步骤S1025中，用公式(1)计算metricSW。同时，步骤S1040接收导频符号流symC，步骤S1045按公式(2)计算metricPT。步骤S 1060中，相位反转侦测装置740基于metricSW和metricPT，确定标志phaseReversal的状态(真或假)。确定标志phaseReversal的状态时也可以考虑其它时序信息，例如计算出的metricSW和metricPT的时间对应关系。若有相位反转，则设定标志phaseReversal为真，否则设定标志phaseReversal为假。步骤S 1070中，检查标志phaseReversal。若标志phaseReversal为假，过程回到步骤S1020和步骤S1040。若标志phaseReversal为真，意味着有相位反转，则相位反转侦测装置740反转数据符号流symB的相位，也就是令symB＝-symB(步骤S1080)。在此实施例中，除检查导频符号流symC之外也检查数据符号流，以帮助确定相位反转的存在。
图12是根据本发明进一步实施例的数据信号相位反转校正方法的流程图。过程在步骤S1110开始。步骤S1120中，相位反转侦测装置740接收数据符号流symB。步骤S1130中，相位反转侦测装置740检查是否标志phaseReversal为真。这时，由于尚未检查导频符号流，标志phaseReversal为假，这种情况下过程进行至步骤S1145(而若标志phaseReversal为真，则转向步骤S1140，反转数据符号流symB的相位，即symB＝-symB)。步骤S1145中，接收导频符号流symC。步骤S1150中，通过计算并积累导频符号流的第i个符号symC(i)与已知导频序列的相应符号NH(i)(例如相应的副码符号)的相关运算结果，计算得出metricPT，其中i＝0至N-1。步骤S1152中，设定i＝i+1。步骤S1154中，检查i值是否已到N。若否，过程转至步骤S1120。若是，即i＝N，则意味着已计算出当前N个导频符号的metricPT，过程继续至步骤S1163，以确定是否有相位反转。步骤S1163中，相位反转侦测装置740确定metricPT值是否大于零。若metricPT值为负(即metricPT＜0)，意味着有相位反转，则设定标志phaseReversal为真(步骤S1165)。若metricPT值为正(即metricPT＞0)，意味着无相位反转，则设定标志phaseReversal为假(步骤S1167)。无论标志设定为真或假，过程均进行至步骤S1170。步骤S1170中，metricPT值和i均重置为零。然后过程进行至步骤S1180，步骤S1180中，基于例如CNR估计的参考信息重新确定或者调整N值。例如，若CNR低，N则需要更大。接着，过程回到步骤S1120以检查下N个导频符号。如上所述，在此实施例中可根据实际情况动态调整N。
以上实施例中，当确定导频符号流symC有相位反转时，就校正数据符号流symB的相位。但有些情况下，数据符号流symB的相位并不在相位反转侦测装置740中校正，相位反转侦测装置740只是通知导航处理器750数据符号流symB发生了相位反转，使导航处理器750在后续处理中能适当处理数据符号和导频符号。
任何熟习此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

Claims (19)

1.一种数据信号相位反转校正方法，包含：
从信号源接收导频信号和数据信号；
处理该导频信号和该数据信号；
根据该导频信号的处理结果确定该导频信号是否发生相位反转；以及
当该导频信号发生相位反转时，校正该数据信号的相位。
2.如权利要求1所述的数据信号相位反转校正方法，其特征在于，该导频信号和该数据信号的相位关系为同相或正交。
3.如权利要求1所述的数据信号相位反转校正方法，其特征在于，该处理该导频信号和该数据信号的步骤包含：通过对预定数目的已接收导频信号与已知导频序列的相应符号作相关运算，计算相关结果值的积累值；
其中，在该确定该导频信号是否发生相位反转的步骤中基于该积累值确定该导频信号是否有相位反转。
4.如权利要求3所述的数据信号相位反转校正方法，其特征在于，该相关结果值的该积累值是周期性计算的。
5.如权利要求3所述的数据信号相位反转校正方法，其特征在于，更包含根据该导频信号的载波噪声比调整该已接收导频信号的该预定数目。
6.如权利要求3所述的数据信号相位反转校正方法，其特征在于，若该积累值为负值，则确定该导频信号有相位反转。
7.如权利要求1所述的数据信号相位反转校正方法，其特征在于，更包含：
基于该导频信号的该处理结果与该数据信号的处理结果中的至少一个，确定该导频信号是否有相位反转。
8.如权利要求7所述的数据信号相位反转校正方法，其特征在于，处理该数据信号和处理该导频信号是同时进行。
9.一种数据信号相位反转校正系统，包含：
接收模块，用于从信号源接收导频信号和数据信号；
处理模块，用于处理该导频信号和该数据信号；
相位反转侦测装置，用于检查该导频信号，以根据该导频信号的处理结果，确定该导频信号是否发生相位反转，从而得到确定结果；以及
校正模块，用于根据该确定结果校正该数据信号的相位。
10.如权利要求9所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该校正模块位于该相位反转侦测装置内。
11.如权利要求9所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该校正模块是包含在该处理模块中的多普勒移除器，该多普勒移除器用于去掉该数据信号和该导频信号的多普勒频率成分，当该导频信号发生相位反转时，该多普勒移除器校正该数据信号的相位。
12.如权利要求9所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该校正模块是包含在该处理模块中的导航处理器，当该导频信号发生相位反转时，该导航处理器校正该数据信号的相位。
13.如权利要求9所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该导频信号和该数据信号的相位关系为同相或正交。
14.如权利要求9所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该相位反转侦测装置通过对预定数目的已接收导频信号与已知导频序列的相应符号作相关运算，计算相关结果值的积累值，并基于该积累值确定该导频信号是否有相位反转。
15.如权利要求14所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该相位反转侦测装置周期性计算该相关结果值的该积累值。
16.如权利要求14所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该相位反转侦测装置进一步根据该导频信号的载波噪声比调整该已接收导频信号的该预定数目。
17.如权利要求14所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，若该积累值为负值，则该相位反转侦测装置确定该导频信号有相位反转。
18.如权利要求9所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该相位反转侦测装置基于该导频信号的该处理结果与该数据信号的处理结果中的至少一个，确定是否有相位反转。
19.如权利要求18所述的数据信号相位反转校正系统，其特征在于，该处理模块同时处理该数据信号和该导频信号。
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