CN102801442A - 一种测距的方法、装置和接收机 - Google Patents

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邓中亮
刘晓艳
袁协
田向伟
张宇
李序
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本发明公开了一种测距的方法、装置和接收机，属于无线通讯领域。所述方法包括：接收机接收信号；所述接收机对所述信号进行多径捕获，得到所述信号的多个路径信号；所述接收机对每一个所述路径信号进行跟踪，得到每一个所述路径信号的码相位；所述接收机从得到的所有码相位中选出一个码相位；所述接收机根据所述选出的码相位进行测距；所述装置包括：接收模块、捕获模块、多个相同的跟踪模块、选择模块和测距模块；所述接收机包括至少一个所述装置。本发明使得接收机拥有测距的功能。

Description

一种测距的方法、装置和接收机
技术领域
本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种测距的方法、装置和接收机。
背景技术
CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址）是目前无线通讯上使用的一项非常重要的技术，其特征为积极利用了多径。
在CDMA移动通信系统中，由于信号带宽较宽，存在着复杂的多径无线电信号，通信受到多径衰落的影响，RAKE接收是CDMA移动通信系统普遍采用的一种分集接收方法，所述的RAKE接收充分的利用了无线通信的多径效应，对每一路的多径信号分别进行解调，然后再叠加输出，因此可以通过多径分集获得最佳的接收性能。应用RAKE接收方法接收数据的接收机称为RAKE接收机。
由于在多径信号中含有可以利用的有用信息，所以CDMA系统可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比。对采用CDMA技术的移动通信系统，由于CDMA的相关特性，只要路径之间的时延差大于一个码片宽度，就可以利用多径信号加强接收效果，这就要求接收机首先测量多径信号的延迟时间，并用它们分别设置接收机的多个解扩单元的启动时间。这样就能将不同的多径信号分离出来送入最大比例相加器件进行信号的相加，接收机就可以最大限度的利用接收到的信号能量来提高信号质量，从而降低电文的解调的错误率。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
上述的RAKE接收机只是将多径的能量集中起来用于电文的解调，而没有测距的功能。
发明内容
本发明实施例提供了一种测距的方法、装置和接收机，以在接收机上实现测距的功能。所述技术方案如下：
一种测距的方法，所述方法包括：
接收机接收信号；
所述接收机对所述信号进行多径捕获，得到所述信号的多个路径信号；
所述接收机对每一个所述路径信号进行跟踪，得到每一个所述路径信号的码相位；
所述接收机从得到的所有码相位中选出一个码相位；
所述接收机根据所述选出的码相位进行测距。
其中，所述接收机对每一个所述路径信号进行跟踪，得到每一个所述路径信号的码相位，包括：
所述接收机将每一个所述路径信号作为当前路径信号执行以下步骤：
所述接收机获取所述当前路径信号的码相位和载波频率；
所述接收机根据所述码相位产生本地码，根据所述载波频率产生本地载波；
所述接收机根据所述本地载波对所述当前路径信号进行载波剥离；
所述接收机根据所述本地码对经过所述载波剥离的当前路径信号进行码剥离；
所述接收机将经过所述码剥离的当前路径信号进行积分；
所述接收机根据所述积分的结果调整所述本地码；
所述接收机将所述调整后的本地码的相位作为所述当前路径信号的码相位。
其中，所述接收机根据所述积分的结果调整所述本地码，包括：
所述接收机根据所述积分的6个积分值中的一个或多个调整所述本地码。
其中，所述接收机从得到的所有码相位中选出一个码相位，包括：
所述接收机从得到的所有码相位中选出路径信号的信号强度最强的码相位。
其中，所述信号为包含广播信息和定位信息的信号。
一种测距的装置，所述装置包括：接收模块、捕获模块、多个相同的跟踪模块、选择模块和测距模块：
所述接收模块，用于接收信号；
所述捕获模块，用于对所述信号进行多径捕获，得到所述信号的多个路径信号，所述跟踪模块的个数与所述路径信号的个数相同；
所述跟踪模块，用于对一个所述路径信号进行跟踪，得到所述路径信号的码相位；
所述选择模块，用于从得到的所有码相位中选出一个码相位；
所述测距模块，用于根据所述选出的码相位进行测距。
其中，所述跟踪模块包括：
获取单元，用于获取当前跟踪的路径信号的码相位和载波频率；
本地码单元，用于根据所述码相位产生本地码；
本地载波单元，用于根据所述载波频率产生本地载波；
载波剥离单元，用于根据所述本地载波对所述当前跟踪的路径信号进行载波剥离；
码剥离单元，用于根据所述本地码对经过所述载波剥离的路径信号进行码剥离；
积分单元，用于将经过所述码剥离的路径信号进行积分；
所述本地码单元，还用于根据所述积分的结果调整所述本地码；
码相位单元，用于将所述调整后的本地码的相位作为所述当前跟踪的路径信号的码相位。
其中，所述本地码单元具体用于：
根据所述积分的6个积分值中的一个或多个调整所述本地码。
其中，所述选择模块具体用于：
从得到的所有码相位中选出路径信号的信号强度最强的码相位。
其中，所述信号为包含广播信息和定位信息的信号。
一种接收机，所述接收机包括：
至少一个以上所述的测距的装置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过捕获信号的多个路径信号，并对每一个路径信号进行跟踪，得到每一个路径信号的码相位，最后根据得到的所有码相位中的其中一个码相位进行测距，使得接收机拥有测距的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的一种测距的方法的流程图；
图2是本发明实施例2提供的一种测距的方法的流程图；
图3是本发明实施例2提供的一种对路径信号跟踪的方法的流程图；
图4是本发明实施例2提供的一种接收机的结构图；
图5是本发明实施例3提供的一种测距的装置的结构图；
图6是本发明实施例3提供的一种跟踪模块的结构图；
图7是本发明实施例4提供的一种接收机的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
参见图1，本实施例提供了一种测距的方法，包括：
步骤101：接收机接收信号；
步骤102：接收机对所述信号进行多径捕获，得到该信号的多个路径信号；
步骤103：接收机对每一个路径信号进行跟踪，得到每一个路径信号的码相位；
步骤104：接收机从得到的所有码相位中选出一个码相位；
步骤105：接收机根据选出的码相位进行测距。
本实施例中，所述测距为测量接收机与信号的发送端的距离，其中，所述接收机包括RAKE接收机，所述信号的发送端可以为广播基站、生成该信号的发射机等，本实施例不对发送端的具体形式进行限定。接收机根据接收的由一个发送端发送的一个信号来得到接收机与发送端的距离，进一步的，接收机也可以对多个发送端发送的多个信号以并行的方式进行处理，其中，接收机对每一个信号的处理方法同为本实施例提供的方法，接收机得到多个发送端与接收机的距离。
本实施例提供的测距的方法，通过捕获信号的多个路径信号，并对每一个路径信号进行跟踪，得到每一个路径信号的码相位，最后根据得到的所有码相位中的其中一个码相位进行测距，使得接收机拥有测距的功能。
实施例2
参见图2，本实施例提供了另一种测距的方法，包括：
步骤201：接收机接收信号；
本实施例所述的信号为包含广播信息和定位信息的信号，其中，广播信息主要为广播电文，用于观看数字广播节目，定位信息为C/A（Coarse/Acquisition，粗捕获）码，接收机可以根据接收的信号的C/A码得到接收机与该信号的发送端的距离，然后进行定位，所述信号的技术特点在于：在原有的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术）数字广播信号上叠加了CDMA扩频定位信号，并将该混合信号通过广播基站发射。这种叠加方法，既在原来不含定位信号的纯广播信号中叠加了定位信号，又保证了原有广播信号不受影响。对于信号接收端（如手机、掌上电视等），接收上述混合信号，即可以观看数字广播节目，又可以实现定位，所述信号主要由两部分部分组成：C/A码和广播电文，将C/A码和广播电文进行叠加后调制在载波后进行信息的传输。
步骤202：接收机对该信号进行多径捕获，得到该信号的多个路径信号；
接收机通过捕获路径信号的C/A码相位和载波频率来得到路径信号。
步骤203：接收机将每一个路径信号作为当前路径信号执行步骤2031~2037进行跟踪，得到每一个路径信号的码相位；
路径信号的跟踪是非常重要的环节，主要由两个环路完成，即码跟踪环路和载波跟踪环路，两个环路以并行工作的方式完成对路径信号的跟踪,，载波跟踪环路用于复现路径信号的的载波，然后与路径信号进行混频，剥离路径信号中的载波，码跟踪环路用于复现路径信号中的CA码相位，从而得到用于定位的测距结果，同时剥离路径信号中的CA码，得到广播电文。
参见图3，步骤2031~2037包括：
步骤2031：接收机获取该当前路径信号的码相位和载波频率；
本步骤获取的码相位和载波频率为步骤202中多径捕获的当前路径信号的码相位和载波频率。
步骤2032：接收机根据码相位产生本地码，根据载波频率产生本地载波；
接收机根据初始码相位产生本地码，包括超前、即时以及滞后三个间隔二分之一码片的C/A码；接收机根据载波频率产生本地载波，包括正弦载波和余弦载波。
实际应用中，接收机可以通过其内部的C/A码NCO（numerical controlled oscillator，数字控制振荡器）、C/A码发生器、2位移位寄存器来得到超前、即时以及滞后三个间隔二分之一码片的C/A码，通过载波NCO、正弦表和余弦表得到正弦载波和余弦载波。
步骤2033：接收机根据该本地载波对该当前路径信号进行载波剥离；
接收机将正弦载波和余弦载波分别与当前路径信号进行混频以剥离当前路径信号中的载波，得到得到I路信号和Q路信号。
步骤2034：接收机根据该本地码对经过载波剥离的当前路径信号进行码剥离；
分别将I路信号和Q路信号与超前、即时以及滞后三个间隔二分之一码片的C/A码进行相关以剥离当前路径信号中的C/A码，得到六路信号，包括Ie（I路超前信号）、Ip（I路即时信号）、Il（I路滞后信号）、Qe（Q路超前信号）、Qp（Q路即时信号）和Ql（Q路滞后信号）。
步骤2035：接收机将经过码剥离的当前路径信号进行积分；
接收机分别将Ie（I路超前信号）、Ip（I路即时信号）、Il（I路滞后信号）、Qe（Q路超前信号）、Qp（Q路即时信号）和Ql（Q路滞后信号）得到六个积分值，包括Ie积分值、Ip积分值、Il积分值、Qe积分值、Qp积分值和Ql积分值。
其中，接收机可以根据Ip积分值进行电文的解调，接收机通过将信号的每一个路径信号得到的Ip积分值进行加权相加得到总Ip积分值，然后将总Ip积分值进行解算得到信号包含的电文信息。
步骤2036：接收机根据积分的结果调整所述本地码；
本实施例中，接收机可以根据积分的6个积分值中的一个或多个调整本地码，例如，Ie积分值、Il积分值、Qe积分值和Ql积分值通过码环鉴别器和码环滤波器得到码环反馈信号，接收机跟据码环反馈信号调整本地码的码相位，以保持对路径信号的码跟踪状态，Ip积分值和Qp积分值通过载波环鉴别器和载波环滤波器得到载波环反馈信号，接收机根据载波环反馈信号调整本地载波的载波频率，以保持对路径信号的载波跟踪状态。
步骤2037：接收机将调整后的本地码的相位作为该当前路径信号的码相位。
本实施例中，步骤2033~2037为循环步骤，根据本地载波和本地码完成路径信号的载波剥离和码剥离，对经过载波剥离和码剥离的路径信号进行积分，利用积分值调整本地载波和本地码，从本地码中提取相位作为当前路径信号的码相位，然后进入下一轮循环，利用调整后的本地载波和调整后的本地码对路径信号进行载波剥离和码剥离，对经过载波剥离和码剥离的路径信号进行积分，利用积分值再次的调整上次调整后的本地载波和本地码，从本地码中提取相位作为当前路径信号的码相位，这样本地载波和本地码每经过一次循环就会调整一次，以保持对路径信号的载波跟踪状态和码跟踪状态。
步骤204：接收机从得到的所有码相位中选出一个码相位；
本实施例中，接收机可以从得到的所有码相位中选出路径信号的信号强度最强的码相位。
步骤205：接收机根据选出的码相位进行测距。
接收机根据选出的码相位得到接收机到发送端的距离。
如图4所示，接收机首先对接收的信号进行多径捕获，得到信号的多个路径信号，然后以并行的方式对多个路径信号进行跟踪，其中，接收机将每一个路径信号作为当前信号进行以下处理：接收机通过载波NCO、正弦表和余弦表根据当前路径信号的载波频率得到正弦载波和余弦载波，然后通过混频器与当前路径信号进行混频，完成当前路径信号的载波剥离，通过其内部的C/A码NCO、C/A码发生器、2位移位寄存器根据当前路径信号的C/A码相位来得到超前、即时以及滞后三个间隔二分之一码片的C/A码，然后通过相关器与完成载波剥离的当前路径信号进行相关，完成码剥离，然后将完成码剥离的信号进行积分得到六个积分值，其中，四个积分值通过码环鉴别器和码环滤波器得到码环反馈信号，接收机将码环反馈信号送入C/A码NCO以调整本地码的码相位，以保持对当前路径信号的码跟踪状态，其余两个积分值通过载波环鉴别器和载波环滤波器得到载波环反馈信号，接收机将载波环反馈信号送入载波NCO以调整本地载波的载波频率，以保持对当前路径信号的载波跟踪状态，接收机从调整后的C/A码NCO获取当前路径信号的码相位。接收机从多个路径信号得到的多个码相位中选出一个码相位，并根据选出的码相位进行测距。
其中，本实施例中所述的接收机包括RAKE接收机。
本实施例提供的测距的方法，通过捕获信号的多个路径信号，并对每一个路径信号进行跟踪，得到每一个路径信号的码相位，最后根据得到的所有码相位中的其中一个码相位进行测距，使得接收机拥有测距的功能。
实施例3
参见图5，本实施例提供了一种测距的装置，包括：接收模块301、捕获模块302、多个相同的跟踪模块303、选择模块304和测距模块305：
接收模块301，用于接收信号；
捕获模块302，用于对该信号进行多径捕获，得到该信号的多个路径信号，跟踪模块的个数与路径信号的个数相同；
跟踪模块303，用于对一个路径信号进行跟踪，得到路径信号的码相位；
选择模块304，用于从得到的所有码相位中选出一个码相位；
测距模块305，用于根据选出的码相位进行测距。
其中，参见图6，跟踪模块303包括：
获取单元3031，用于获取当前跟踪的路径信号的码相位和载波频率；
本地码单元3032，用于根据码相位产生本地码；
本地载波单元3033，用于根据载波频率产生本地载波；
载波剥离单元3034，用于根据本地载波对当前跟踪的路径信号进行载波剥离；
码剥离单元3035，用于根据本地码对经过载波剥离的路径信号进行码剥离；
积分单元3036，用于将经过码剥离的路径信号进行积分；
本地码单元3032，还用于根据该积分的结果调整该本地码；
码相位单元3037，用于将调整后的本地码的相位作为当前跟踪的路径信号的码相位。
其中，本地码单元3032具体用于：
根据积分的6个积分值中的一个或多个调整本地码。
其中，选择模块304具体用于：
从得到的所有码相位中选出路径信号的信号强度最强的码相位。
本实施例提供的测距的装置，通过捕获信号的多个路径信号，并对每一个路径信号进行跟踪，得到每一个路径信号的码相位，最后根据得到的所有码相位中的其中一个码相位进行测距，使得装置拥有测距的功能。
实施例4
参见图7，本实施例提供了一种接收机，包括：
至少一个如实施例3中所述的测距的装置。
本实施例提供的接收机，其内部包括的所述装置的数目为至少一个，如接收机可以包括四个所述装置，其具体数目可以根据需求进行具体设定，本实施例对此不进行具体限定。当接收机内包括多个所述装置时，接收机可以同时对多个信号进行处理，其中每一个所述装置对一个信号进行处理得到该信号的发送端与接收机距离，从而得到多个发送端与接收机的距离，接收机可以根据得到的多个距离进行定位。
其中，本实施例中所述的接收机包括RAKE接收机。
本实施例提供的测距的接收机，通过捕获信号的多个路径信号，并对每一个路径信号进行跟踪，得到每一个路径信号的码相位，最后根据得到的所有码相位中的其中一个码相位进行测距，使得接收机拥有测距的功能，此外，当接收机包括多个所述装置时，所述接收机还具有定位的功能。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种测距的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收机接收信号；
所述接收机对所述信号进行多径捕获，得到所述信号的多个路径信号；
所述接收机对每一个所述路径信号进行跟踪，得到每一个所述路径信号的码相位；
所述接收机从得到的所有码相位中选出一个码相位；
所述接收机根据所述选出的码相位进行测距。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机对每一个所述路径信号进行跟踪，得到每一个所述路径信号的码相位，包括：
所述接收机将每一个所述路径信号作为当前路径信号执行以下步骤：
所述接收机获取所述当前路径信号的码相位和载波频率；
所述接收机根据所述码相位产生本地码，根据所述载波频率产生本地载波；
所述接收机根据所述本地载波对所述当前路径信号进行载波剥离；
所述接收机根据所述本地码对经过所述载波剥离的当前路径信号进行码剥离；
所述接收机将经过所述码剥离的当前路径信号进行积分；
所述接收机根据所述积分的结果调整所述本地码；
所述接收机将所述调整后的本地码的相位作为所述当前路径信号的码相位。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述积分的结果调整所述本地码，包括：
所述接收机根据所述积分的6个积分值中的一个或多个调整所述本地码。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机从得到的所有码相位中选出一个码相位，包括：
所述接收机从得到的所有码相位中选出路径信号的信号强度最强的码相位。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述信号为包含广播信息和定位信息的信号。
6.一种测距的装置，其特征在于，所述装置包括：接收模块、捕获模块、多个相同的跟踪模块、选择模块和测距模块：
所述接收模块，用于接收信号；
所述捕获模块，用于对所述信号进行多径捕获，得到所述信号的多个路径信号，所述跟踪模块的个数与所述路径信号的个数相同；
所述跟踪模块，用于对一个所述路径信号进行跟踪，得到所述路径信号的码相位；
所述选择模块，用于从得到的所有码相位中选出一个码相位；
所述测距模块，用于根据所述选出的码相位进行测距。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述跟踪模块包括：
获取单元，用于获取当前跟踪的路径信号的码相位和载波频率；
本地码单元，用于根据所述码相位产生本地码；
本地载波单元，用于根据所述载波频率产生本地载波；
载波剥离单元，用于根据所述本地载波对所述当前跟踪的路径信号进行载波剥离；
码剥离单元，用于根据所述本地码对经过所述载波剥离的路径信号进行码剥离；
积分单元，用于将经过所述码剥离的路径信号进行积分；
所述本地码单元，还用于根据所述积分的结果调整所述本地码；
码相位单元，用于将所述调整后的本地码的相位作为所述当前跟踪的路径信号的码相位。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述本地码单元具体用于：
根据所述积分的6个积分值中的一个或多个调整所述本地码。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述选择模块具体用于：
从得到的所有码相位中选出路径信号的信号强度最强的码相位。
10.根据权利要求6至9任意一项所述的装置，其特征在于，所述信号为包含广播信息和定位信息的信号。
11.一种接收机，其特征在于，所述接收机包括：
至少一个如权利要求6~10中任一项所述的测距的装置。
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