CN105917585B - 用于接收复合信号的方法和接收器 - Google Patents

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Abstract

数据处理器在主幅度在采样周期中超过或等于次级幅度时，在采样周期中根据BOC相关性函数选择一组BOC相关性。数据处理器在次级幅度在采样周期中超过主幅度时，在采样周期中根据QBOC相关性函数选择一组QBOC相关性。在每个采样周期时，数据处理器使用BOC相关性函数和QBOC相关性函数中的任一具有较大幅度的相关性函数来载波跟踪。此外，数据处理器通过将两组BOC相关性与不同的码片间隔结合而提供所接收的信号的替换的无模糊代码采集。

Description

用于接收复合信号的方法和接收器
技术领域
本发明涉及用于接收复合信号的方法和接收器。
背景技术
导航卫星的发射器可以发送复合信号，如复用二进制偏移载波信号或二进制偏移载波(BOC)信号。在某些现有技术中，接收器可以锁定在鉴别器函数的伪零交点上，伪零交点导致同步误差、解码的可靠性降低或解调器在解调复合信号时的不稳定。因而，需要具有无模糊的关联或相关性功能的方法和接收器，以用于减少或最小化所接收的信号的相位同步误差。
发明内容
在一个实施例中，用于接收被接收的复合信号的方法或接收器包括，接收包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的复合信号，以通过将所接收的信号与本地BOC副本结合来获取BOC分量，并且通过将所接收的信号与本地QBOC副本结合来得到正交BOC(QBOC)分量。BOC分量包括同相BOC分量和正交相位BOC分量；QBOC分量包括同相QBOC分量和正交相位QBOC分量。第一检测器检测BOC分量的主幅度。QBOC分量的次级幅度被检测。电子数据处理器确定在采样周期中主幅度是否超过次级幅度。如果在采样周期中主幅度超过(例如，或等于)次级幅度，则数据处理器在采样周期中根据BOC相关性函数选择用于载波跟踪的一组BOC相关性。如果在采样周期中次级幅度超过主幅度，则数据处理器在采样周期中根据QBOC相关性函数选择用于载波跟踪的的一组QBOC相关性。数据处理器使用具有第一码片间隔的一组BOC相关性来形成第一代码误差，并且使用具有第二码片间隔的另一组BOC相关性来形成第二代码误差，其中第一码片间隔和第二码片间隔是不同的。第一代码误差和第二代码误差被组合以驱动代码跟踪。测量值生成模块或数据处理器(例如，基于所跟踪的载波、所跟踪的代码或二者)估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。
附图说明
图1是用于接收包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的被接收的复合信号的接收器的一个实施例的方框图；图1共同地包括图1A和图1B。
图2是图1的与图1相比更详细的接收器的数字部分的方框图；图2共同地包括图2A和图2B。
图3是图1的与图1相比更详细的检测器(例如，包络检测器)、决定单元以及代码(CD)和载波(CR)跟踪模块的方框图；图3共同地包括图3A和图3B。
图4是图3的与图3相比更详细的检测器的方框图。
图5是图3的与图3相比更详细的CD误差估算器的方框图；图5共同地包括图5A和图5B。
图6是图3的与图3相比更详细的CR频率误差和CR相位误差估算器的方框图。
图7A是用于解调包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的被接收的复合信号的方法的一个实施例的流程图。
图7B(共同地，图7B-1和图7B-2)是用于解调包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的被接收的复合信号的方法的另一实施例的流程图。
图7C(共同地，图7C-1和图7C-2)是用于解调包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的被接收的复合信号的方法的再一实施例的流程图。
图7D(共同地，图7D-1和图7D-2)是用于解调包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的被接收的复合信号的方法的又一实施例的流程图。
图8是使用闭公式表示的BOC相关性函数(例如，用于BOC(1，1)信号)和QBOC相关性函数(例如，用于QBOC(1，1)信号)的曲线图。
图9是从BOC或QBOC信号分量获得的决定引导选择(DDsel)幅度的曲线图，并且表示由每个采样周期处的BOC或QBOC相关性引起的总相关性函数。
图10是用于解调包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的被接收的复合信号的方法的另一实施例的流程图。
图11是用于接收复合信号的方法的一个实施例。
图12(共同地，图12-1和图12-2)是用于接收复合信号的方法的另一实施例。
图13(共同地，图13-1和图13-2)是用于接收复合信号的方法的还一实施例。
图14是用于接收复合信号的方法的又一实施例。
具体实施方式
根据一个实施例，图1(共同地，图1A和图1B)公开能够对诸如二进制偏移载波(BOC)信号之类的被接收的复合信号进行可靠和合适的编码(CD)以及载波(CR)拉入的系统或接收器11(例如，卫星导航接收器)。如本文中所用，″CD″将表示代码并且″CR″将表示所接收的信号的载波或所接收的信号的一个或多个样本的数字表示。代码包括调制载波的调制代码(例如，通过信息被调制的伪随机噪声代码)。″I″将表示同相信号，而″Q″将表示正交相信号。接收器11接收包括一个或多个BOC调制信号的复合信号。所接收的复合信号被从一个或多个卫星发送，如导航卫星，或伽利略兼容导航卫星或全球定位系统(GPS)卫星。
在本文件的任何上述附图中，连接任何方框、构件、模块、多路复用器、存储器、数据存储器、累加器、数据处理器、电子构件、振荡器、信号发生器、或其它电子或软件模块的任何箭头或线可以包括以下项目中的一个或多个：电信号的物理路径、电磁信号的物理路径、用于数据的逻辑路径、一个或多个数据总线、电路板迹线、发送线；链接、呼叫、通信、软件模块、程序、数据或构件之间的数据信息或；或数据信息、软件指令、模块、子程序或构件的发送或接收。在一个实施例中，本文中公开的系统、方法和接收器11可以包括计算机执行系统，在方法或接收器11中，一个或多个数据处理器经由数据总线和一个或多个数据存储装置(例如，累加器或存储器)处理、存储、检索和以其他方式操作数据，如本文和附图中所述。
如本文中所用，″被配置成、适于或被布置成″表示数据处理器或接收器11被适当的软件指令、软件模块、可执行代码、数据库和/或必要的数据程控，以执行与图1中阐述的一个或多个方框和/或本公开中任何其它附图相关联的任何引用函数、数学操作、逻辑操作、计算、确定、过程、方法、算法、子程序或程序。可替换地，与上述定义分离地或结合地，″被配置成、适于或被布置成″可以表示接收器11包括作为软件模块、等同的电子硬件模块或二者的本文中描述的一个或多个构件，以执行任何引用函数、数学操作、计算、确定、过程、方法、算法、子程序。
如本文中所用，BOC信号可以包括以下类型信号的一个或多个：由二进制正弦函数表示的BOC信号、由二进制余弦函数表示的正交相BOC(QBOC)、时分复用BOC(TMBOC)信号(例如，GPS系统的L1C信号)、替换的BOC(AltBOC)信号(例如；伽利略系统的E5A和E5B信号)、或复合BOC(cBOC，例如，伽利略系统的E1B或E1C信号)信号。简单的BOC信号被指示为BOC(m，n)，其中m是fm/fc并且n是fn/fc，fm是第一副载波频率，fn是实际码片频率，并且fc是1.023MHz的参考码片速率或其它适当的码片速率。
在一个实施例中，接收器11包括耦合到数字接收器部192的模拟接收器部191。模拟接收器部191包括天线20、放大器21和接收器前端190。数字接收器部192包括接收器的在由模数转换器(ADC或A/D)24进行模数转换之后处理数据的部分。例如，数字接收器部192可以包括电子数据处理器、数据存储装置(例如，电子存储器)和用于在电子数据处理器和数据存储装置之间通信的数据总线，其中软件指令和数据被存储在数据存储装置中并且被数据处理器执行以实施图1图示的方框、构件或模块(例如，电子模块、软件模块或二者)中的任何一个。接收器11可以包括定位接收器以用于以下功能：(a)确定接收器天线20的位置，(b)用于确定接收器天线20和卫星(例如，卫星天线)之间的距离或间距的距离确定接收器，或(c)确定接收器天线20和一个或多个卫星之间的距离。
在一个实施例中，接收器前端190接收(例如，来自放大器21的)放大复合信号。接收器前端190又耦合到模数转换器24。接收器前端190包括下变频混频器23和本地振荡器22。例如，放大器21包括耦合到天线20的射频(RF)或微波放大器(例如，低噪声放大器)，以用于接收从一个或多个卫星发送的复合信号或被接收的信号。放大器21向下变频混频器23提供作为第一输入的放大信号。本地振荡器22向下变频混频器23提供作为第二输入的信号。下变频混频器将所接收的信号的信号频谱从RF移动到中间频率(IF)或基带频率。下变频系统可以包括多个混合、放大和滤波级，但是仅一级被图1A示出。
下变频混频器23的输出或接收器前端190的输出耦合到模数转换器(ADC)24。ADC24将模拟中间频率信号或模拟基带信号转换成数字信号。数字信号包括可在采样速率下获得的一个或多个数字样本。每个样本都具有有限量化电平，并且每个样本都能够被电子数据处理系统或数字接收器部192处理。
由ADC 24输出的数字信号被送入载波消除模块26中。在一个实施例中，载波消除模块26将数字信号101的数字样本转换成通过移除剩余的CR频率而被表示的精确的基带数字信号102。载波NCO模块34向每个数字样本101提供CR相位的本地估算值，本地估算值用于移除样本101中的剩余的CR频率和相位。
在一个配置中，输入载波消除模块26中的数字信号101包括具有剩余频率分量(例如，剩余载波射频分量)的数字信号，使得载波消除模块26生成精确的数字基带信号102以用于输入相关器模块130中。载波消除模块26的输出被送入一堆或一组相关器或相关器模块130中。在一个实施例中，所接收的复合信号的每个被接收的信道或载波都具有至少一个相关器或相关器模块130，其中一组卫星中的每个卫星都可以发送至少一个信道或载波。相关器模块130的示例可以包括代码消除模块27以及积分和转储模块28。
在一个实施例中，在接收器11中，相关器模块130包括CD相关器；其中，它们的多个输出用于将本地CD相位、CR频率、和CR相位估算值与所接收的样本同步。例如，每个相关器模块130都包括以下模块中的一个或多个：CD消除模块27、积分和转储模块28、倍频器或混频器42和一个或多个多路复用器(29、30)。如本文中所用，模块可以包括硬件、软件或二者。在一个实施例中，通过将本地生成CD相位与数字样本或数字信号(101或102)中的CD相位同步，每个相关器模块130都最大化本地生成代码和所接收的信号之间的相关性。此外，使用多个鉴别器函数，多个本地生成CD信号(例如，超前、即时和滞后CD信号)用于形成对应的CD未对准信号。
第一信号发生器32生成伪随机噪声代码、伪噪声(PN)代码序列等的本地生成副本。第一信号发生器32具有在时间和相位上相对于彼此偏移的多个输出。如所示，第一信号发生器32具有超前输出、即时输出和滞后输出，所述超前输出、即时输出和滞后输出被输入到与代码相关器模块130相关联的第一多路复用器30中。″E″、″P″和″L″将分别地表示超前、即时和滞后。超前输出提供超前PN代码，超前PN代码相对于当前估算代码相位超前已知的时间周期(例如，一个码片)；即时输出提供反映当前估算代码相位的即时PN代码；滞后输出提供滞后PN代码，滞后PN代码在时间上相对于即时PN代码延迟已知的时间周期(例如，一个码片)。
例如，如果可获得所接收的信号和所接收的信号的本地生成副本的超前、即时和滞后变体之间的相关性，则接收器11可以(例如，经由移位寄存器)调节本地生成副本的相位和时间延迟以试图最大化相关性。
在一个实施例中，第一信号发生器32可以包括任何发生器以用于生成扩频代码、扩频序列、二进制序列、Gold代码、PN代码、伪随机噪声代码序列或类似于以下各项的PN代码，即由卫星的发射器发送的以作为所接收的复合信号由接收器11接收的扩频代码、扩频序列、二进制序列、Gold代码、伪随机噪声代码、伪随机噪声代码序列或PN代码。在另一实施例中，第一信号发生器32可以由加载有初始启动代码序列的一系列移位寄存器形成，其中移位寄存器具有多个可选择的或可控制的分接头，以用于提供作为输出的反馈和反复值。
第二信号发生器31(例如，BOC/QBOC发生器)生成BOC和QBOC波形的本地副本。第一多路复用器30和第二多路复用器29可以称为第一选择器和第二选择器。在码片相位方面，第一选择器(30)选择超前、同步或延迟所接收的样本(101或102)的时间周期或码片；第二选择器(29)选择BOC或QBOC波形，其输出与所选择的PN码片序列混合，以生成用于所接收的样本101的BOC-PN副本或或QBOC-PN副本。
第一信号发生器32和第二信号发生器31向一个或多个相关器模块130(例如，代码相关器)提供输出信号。第一多路复用器30和第二多路复用器29中的每一个都具有选择输入(123、124)以选择哪个多路复用器输入端布线到用于多路复用器(29、30)的多路复用器输出，其中选择输入可以被决定单元35确定，如下具体地所述。多路复用器输出被送入倍频器或代码混频器42中，以产生BOC-PN或QBOC-PN信号的本地生成副本，以与所接收的复合样本(101或102)关联。多路复用器或代码混频器42的输出被提供到代码消除模块27，以从所接收的信号(101或102)移除BOC-PN或QBOC-PN调制。第一信号发生器32的PN代码的三个版本可以与来自第二信号发生器31的方波BOC或QBOC的两个版本相互作用，以产生本地副本信号的各种排列，以通过积分和转储模块28生成不同的相关性。相关性集159用于解码、解调、CD和CR相位跟踪。
此处，代码消除模块27，连同积分和转储模块28以及，生成所接收的信号和本地生成BOC-PN分量之间的相关性或关联值，以生成BOCI矢量数据、BOCQ矢量数据；代码消除模块27生成所接收的信号和本地生成QBOC-PN分量之间的相关性或关联值，以生成QBOCI矢量数据、QBOCQ矢量数据。在一个配置中，BOC相关性与BOC相关性函数相关联，而QBOC相关性与QBOC相关性函数相关联。
决定单元35或电子数据处理器确定是否实施以下功能：(a)在任何规定的时间间隔或采样周期中生成BOCI矢量数据和BOCQ矢量数据，其中在采样周期中BOC相关性函数用于解调所接收的信号；或(b)在任何规定的时间间隔或采样周期中生成QBOCI矢量数据和QBOCQ矢量数据，其中在采样周期中QBOC相关性函数用于解调所接收的信号。第一检测器201(例如，第一信号包络/幅度检测器)和第二检测器211(例如，第二信号包络/幅度检测器)向决定单元35或数据处理器提供用于所接收的的I和Q矢量数据的主幅度和次级幅度数据。
在天线20处，所接收的复合信号可以具有被划分或分类到该信号的BOC分量或QBOC分量之间的总信号功率或总信号能量，其中与次级幅度相比较大的主幅度表示，在任何采样时间间隔过程(例如，采样信号出现时间)中，总信号功率的大部分在BOC分量中；与主幅度相比较大的次级幅度表示，在任何采样时间间隔过程中，总信号功率的大部分在QBOC分量中。如果在采样周期中，主幅度超过次级幅度，则在采样周期中，根据BOC相关性函数，数据处理器或决定单元35(例如，经由第一多路复用器29和第二多路复用器30)选择一组BOC相关性。如果在采样周期中，次级幅度超过主幅度，则在采样周期中，根据QBOC相关性函数，数据处理器或决定单元35选择一组QBOC相关性。
总的来说，在每个采样信号出现时间或采样周期中，通过消除鉴别器S曲线的伪零交点，数据处理器或相关器模块130使用BOC相关性函数和QBOC相关性函数中的任一个保持更多能量的相关性函数来支持所接收的信号的无模糊CD拉入或捕捉。该幅度驱动选择被称为决定引导选择(DDSel)。信号出现时间(epoch)表示导航卫星系统的特定时刻或时间间隔，在该特定时刻或时间间隔内，接收器11以对应的频率或速率测量载波相位。在数字接收器部192中，在每个采样信号出现时间时，数据处理器还可以使用具有不同码片间隔的多个BOC相关性以消除其鉴别器S曲线的伪零交点。相关性函数的一个或多个伪最大值或本地最大值可以导致鉴别器S曲线上的伪零交点。如果超过一个零交点存在于鉴别器S曲线中，则零交点会在检测最大相关性方面存在模糊。
在一个实施例中，在数字接收器部192中，通过选择较大的幅度，无论是从BOC分量获得的主幅度或是从QBOC分量获得的次级幅度，数据处理器形成相关性函数。图9中，因此产生的DDSel幅度估算值在+/-1码片中消除位于如图8所示的BOC或QBOC相关性函数上的所有零交点。
决定单元35选择BOC相关性(包括BOCI矢量数据、BOCQ矢量数据)或QBOC相关性(包括，QBOCI矢量数据和QBOCQ矢量数据)以用于位置测量、位置估算、或姿态估算(例如，倾斜度、侧倾度和偏转角度)并且用于跟踪所接收的复合信号的代码和载波。例如，决定单元35控制第一多路复用器30(例如，第一选择器)、第二多路复用器(例如，第二选择器)或二者，以形成与所接收的用于每个载波或信道的复合信号对准或跟踪该复合信号的BOC相关性、QBOC相关性或二者。
在图1和图2中，CR跟踪模块38和CD跟踪模块37共同地被称为跟踪模块200。跟踪模块200支持对所接收的信号的CR频率、CR相位和CD相位(例如，分别地或共同地，测量数据)的测量，以相对于(从所接收的复合信号获得的)对应的被接收的信号控制一个或多个本地生成参考信号，以最大化对应的被接收的信号与相应本地生成参考信号的相关性。在一个实施例中，因为接收器11从至少四个不同的卫星发射器接收四个被接收的信号以估算接收器天线20的位置，所以具有多个被接收的信号。例如，CD跟踪模块37或CR跟踪模块38可以生成测量数据，数据处理器或接收器使用测量数据以控制可调节的时间延迟(例如，通过已知数量或序列的移位寄存器的路线数据)，相对于所接收的信号进行与本地生成参考信号相关联的一个或多个数字信号的其它数据处理，以最大化每个所接收的信号与对应本地生成参考信号的相关性。
在一个实施例中，载波跟踪模块38可以包括以下各项中的一个或多个：CR测量模块、CR相位计数器、频率检测器和相位检测器。例如，在已知的时间周期过程中，CR相位计数器计算所接收的CR的整数循环的数量以及分数循环的数量，并且相位检测器在已知时间周期中的瞬时时间或采样时间间隔时，测量所接收的CR的分数CR相位，以同步接收器的CR相位与所接收的信号的被观察或被测量的CR相位。
在某些实施例中，代码跟踪模块37被布置成用于生成控制信号、时钟信号，或作为响应基于所接收的信号与本地生成参考代码信号的最大化相关性，相对于所接收的数字信号改变本地生成参考CD信号的可调节时间延迟。
在一个实施例中，跟踪模块200和对应的NCO(33，34)共同地适于，基于所接收的复合信号(或其代码和载波分量)与本地生成参考信号的最大化相关性，响应于由跟踪模块200的跟踪回路信号处理器提供的控制数据、测量数据或二者，相对于所接收的的数字复合信号(或其CD和CR分量)改变一个或多个本地生成参考信号的可调节时间延迟。
载波跟踪模块38便于CR的本地生成副本的相位与所接收的信号的对准。载波跟踪模块38向载波数值控制振荡器(NCO)模块34提供控制数据或控制信号，以调节由载波NCO模块34生成的CR的本地生成副本信号。在一个实施例中，载波NCO模块34向载波消除模块26提供载波的本地生成副本。载波NCO模块34可以接收输入参考时钟信号并且输出被调节时钟信号或另一控制信号，以用于生成本地生成CR频率，本地生成CR频率与所接收的样本(101或102)的剩余载波相位或CR相位精确地对准。
代码跟踪模块37便于本地生成BOC-PN或QBOC-PN副本的相位相对于所接收的样本(101或102)的对准。CD跟踪模块37提供控制数据或控制信号以调节代码数值控制振荡器(NCO)模块33，其中代码NCO模块33使用第二信号发生器31来控制第一信号发生器32的码片速率和二进制正弦或余弦波形。通常包括延迟锁定回路(DLL)的代码跟踪模块37生成控制信号以调谐代码NCO模块33的码片速率。CD相位，即代码NCO模块33的输出，用于驱动第一信号发生器32(例如，PN序列发生器)和第二信号发生器31(例如，BOC/QBOC发生器)。多个本地PN序列由第一信号发生器32生成；本地PN波形的相位相对于所接收的样本101的CD相位超前、同步或延迟。
代码混频器42混合或增加第一多路复用器30和第二多路复用器29的输出。第一多路复用器30的第一输出可以包括超前PN代码、即时PN代码或滞后PN代码。第二多路复用器29的第二输出可以包括本地生成BOC信号或QBOC信号。第一多路复用器30具有耦合到超前PN代码、即时PN代码或滞后PN代码的输出的第一输入。第二多路复用器29具有耦合到BOC发生器、QBOC发生器或BOC/QBOC发生器的组合的第二输入。
数据解调器40提供卫星导航数据，以用于估算天线20的相位中心的距离(例如卫星和天线20之间的距离)或位置(例如，以二维或三维坐标表示)。卫星导航数据或其它信号信息可以包括调制所接收的信号的基带波形的以下信息中的一个或多个：日期、卫星导航系统时间、卫星状态、轨道数据、星历数据、历书、卫星位置和卫星标识符。数据解调器可以使用相移键控、相位解调、脉冲宽度解调、幅度解调、正交幅度解调或与卫星发射器处的调制器的调制一致的其它解调技术。
在一个实施例中，数据解调器40输出解调信号或解调编码数据，如在基带处具有正交相分量和同相分量的解调数字信号。该数据可以包括一个或多个以下信息，诸如日期、卫星导航系统时间、卫星状态、轨道数据、星历数据、历书、卫星位置和卫星标识符。
在一个实施例中，测量值生成模块39测量卫星信号从某个卫星到接收器天线20的发送之间的传播时间，并且将传播时间转换成与光速成比例的距离或间距。基于以下各项的一个或多个，通过可靠的信号质量或信号强度，测量值生成模块39确定接收器天线20和四个或更多个卫星之间的距离、伪距离或估算距离：(a)每个所接收的信号的被测量CD相位和(b)每个所接收的信号的被测量CR相位。在一个实施例中，通过搜索与以下各项中的一个或多个一致的方案，测量值生成模块39可以解决或求解所接收的信号的被测量CR相位中的模糊性：(1)根据信号的代码部分解码估算的位置、(2)接收器天线20的已知参考位置和(3)适用于所接收的信号的差分校正数据。此外，测量值生成模块39可以与无线接收器(例如，卫星接收器、可移动收发器或蜂窝收发器)相关联，无线接收器从参考卫星导航接收器接收导航校正数据，以减少或消除CR相位测量值中的偏差或误差源(例如，某些时钟误差或传播误差)。
基于被测量CR相位、测量值生成模块39的被估算距离和解调数据，导航定位引擎41确定接收器天线20的位置估算值。例如，定位引擎41可以使用来自四个或更多个卫星的距离，以在二维空间或三维空间中确定接收器的天线20的位置、速度或加速度。
在数字接收器部192中，接收器11或其数据处理系统可以包括硬件和软件指令。例如，在一个说明性实施例中，硬件包括经由一个或多个数据总线与数据存储装置通信的数据处理器，数据存储装置存储软件指令。
在数字接收器部192中，如整个文件所使用的那样，数据处理器可以包括以下各项中的一个或多个：电子数据处理器、微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑装置、运算器或其它电子数据处理装置。在数字接收器部192中，数据存储装置可以包括电子存储器、寄存器、移位寄存器、易失性电子存储器、磁存储器装置、光学存贮装置或用于存储数据的任何其它装置。数据处理器可以经由一个或多个数据总线连接到数据存储装置，所述一个或多个数据总线支持数据处理器和数据存储装置之间的通信。如本文所用，数据处理器可以表示数字接收器部192的一个或多个构件或模块，包括但是不受限于以下各项中的任何一个：载波消除模块26、代码消除模块27、积分和转储模块28、相关器模块130、混频器42、第二多路复用器29、第一多路复用器30、第一信号发生器32、第二信号发生器31、第一检测器201、第二检测器211、决定单元35、累积多路复用器36、代码跟踪模块37、载波跟踪模块38、测量值生成模块39、数据解调器40和导航定位引擎41。
总的来说，数字接收器部192包括具有以下各项的计算机或电子数据处理系统，即电子数据处理器、数字逻辑电路、多路复用器、乘法器、数字滤波器、积分器、延迟电路、振荡器、信号发生器、PN代码序列发生器、寄存器、移位寄存器、逻辑门或其它硬件。电子数据处理系统可以支持存储、检索和执行在数据存储装置中存储的软件指令。
在一个实施例中，(例如在代码混频器42的输出节点处)通过将所接收的复合信号与本地BOC-PN副本结合，数字接收器部192或电子数据处理系统能够从所接收的复合信号提取BOC分量。(例如在代码混频器42的输出节点处)通过与本地QBOC-PN副本结合，数字接收器部192能够得到QBOC分量。BOC分量包括同相BOC分量和正交相BOC分量，QBOC分量包括同相QBOC分量和正交相QBOC分量。有利地，数字接收器部192确定是否选择本地BOC-PN副本或本地QBOC-PN副本来生成用于CD跟踪模块37和CR跟踪模块38的CD和CR控制信号。该选择针对仅与BOC超前减去滞后(EML)误差函数或QBOC相关性EML函数相关联的相关性函数最小化否则可能出现的错误锁定。例如，BOC EML误差函数包括针对相同采样周期或信号出现时间的超前BOC相关性和对应的滞后BOC相关性；QBOC EML函数包括针对共用的采样周期或信号出现时间的超前QBOC相关性和对应的QBOC相关性。
图2A和图2B共同地称为图2。图2图示了接收器11的数字接收器部192或数字处理区段的与图1相比更详细的一个可能的实现方式。在图1和图2中，类似的附图标记指示类似的元件。
图2图示了使用窗口相关或关联技术(例如，WinCorr)的信道的一个或多个相关器(130)的实现方式的一个示例。此处，WinCorr技术提供灵活的分辨率以观察码片的任何区段(例如，小部分或窗口)。如图所示，来自ADC 24的具有剩余频率的被接收的数字样本101以适当的采样速率(例如，至少在MHZ范围中)被输入CR消除模块26中。CR消除模块26将所接收的数字样本与本地CR副本103混合。例如，通过数字CR相位旋转器，CR消除模块26混合所接收的数字样本与同步CR载波副本103以消除载波。CR消除模块26的输出被输入到一组相关器模块130中，使得每个接收信道(例如，每个调制载波)都被(动态或静态地)分配至少一个相关器模块130。每个相关器模块130都可以至少包括代码消除模块27和积分和转储模块28。
在一个实施例中，一组相关器模块130解展频PN代码，并且针对跟踪模块200的CR跟踪和CD跟踪，以毫秒或多毫秒的速率生成一组累加结果或相关性数据125。相关性数据125(例如，相关性或累加结果)被存储在与接收器11的数字接收器部192相关联的数据存储装置中。虽然图2示出作为虚线矩形方框的三个相关器模块130，但是任意数量的相关器模块130可以被使用。例如，相关器模块130的BOC组、相关器模块130的QBOC组或二者可以用于每个接收信道，以针对每个接收信道产生对应的超前、滞后或即时相关性或累加，其中相关性数据125的说明性的可能的排列在图2中的相关性数据方框125中。相关性数据125可以根据xBOC(TAP、WinX)的表示被表征，其中xBOC表示BOC或QBOC相关性，WinX表示超前(E)、即时(P)或滞后(L)相关性，并且TAP表示相应相关器模块130的特定分接头或输出。
第一信号发生器32和第二信号发生器31向一个或多个相关器模块130提供输入数据。针对BOC EML函数、QBOC超前EML函数或二者，第一信号发生器32(例如，PN编码器)提供代码信号(118、117和116，分别地)的超前(E)、准时或即时(P)和滞后(L)的本地生成副本。第二信号发生器31(例如，BOC/QBOC发生器)提供QBOC信号115和BOC信号114。第一代码混频器141调制在所选择的码片119上的BOC波形以形成BOC-PN信号140(例如，BOC(TAP))。第二代码混频器121调制在所选择的码片119上的QBOC波形以形成对应的QBOC-PN信号120(例如，QBOC(TAP))。第一信号发生器32向多路复用器30提供PN代码信号(PN代码信号的超前、即时和滞后变体)。多路复用器又向第一代码混频器141和第二代码混频器121的输入端提供PN编码信号中的一个。第一信号发生器32和第二信号发生器31被CDNCO模块33同步地控制。单独的窗口控制信号或数据包括被提供到代码相位窗口模块157的窗口下限110和窗口上限111。信道的每个相关器模块130都可以具有不同的窗口配置。
在图2(共同地，图2A和图2B)中，通过分接头选择信号124，在代码相位方面，PN-BOC信号140或PN-QBOC信号120可以相对于所接收的样本(101或102)的CD相位超前、同步或延迟。在逻辑模块106的输出处，第二多路复用器29(或选择器)用于选择本地BOC-PN信号140或本地QBOC-PN信号120，以作为本地生成副本信号105，以用于在任何采样周期或持续时间内生成BOC或QBOC相关性。在一个特定配置中，在任何采样周期或持续时间内，相关性可以与BOC超前减去滞后误差(early-minus-late，EML)函数或QBOC超前减去滞后(EML)误差函数一致。基于主幅度和次级幅度的幅度测量值，SEL_BOC信号或选择信号123确定是否选择BOC或QBOC相关性函数。
代码相位窗口模块157提供灵活的分辨率或可变窗口尺寸以可视化PN代码的码片的任何区段。例如，分数码片相位信号109比较两个窗口极限，下限110(例如，Win(k)：x1)和上限111(例如，Win(k)：x2)。如果码片相位被定位在观察区段中，则代码消除模块(27)能够操作并且提供非零输出以输入到积分和转储模块28以用于累加，否则(如果码片相位定位在观察区段外侧)零输出被送入模块28中以用于积分。在窗口有效周期过程中，本地信号108(例如，xBOC(TAP))用于解展频所接收的样本(101或102的PN调制。相关器模块130解展频本地信号108，本地信号108可以包括，但是不受限于，各种可获得的信号版本或信号排列。此处，用于本地信号108的可获得的信号版本称为E-BOC、E-QBOC、P-BOC、P-QBOC、L-BOC、L-QBOC，其中E表示超前，P表示即时并且L表示滞后，并且其中Q表示正交。代码相位窗口模块157和第二多路复用器29的输出应用于逻辑模块106。在一个实施例中，逻辑模块106可以包括“与”门或其它适当的逻辑装置、逻辑电路或逻辑函数。逻辑模块106的输出耦合到代码消除模块27以提供启动信号和窗口极限，以用于累加积分和转储模块28的解展频采样。
多个相关器模块130提供用于跟踪模块200的一些相关性数据125。代码消除模块27对具有基带信号102的本地副本信号(105或108)卷积以解展频BOC和PN调制。积分和转储模块28在毫秒或多毫秒周期内积分多个解展频采样。来自多个相关器130的被积分输出相关性数据125可以包括以下成编码或调制形式的信息中的一项或多项：例如，日期、卫星导航系统时间、卫星状态、轨道数据、星历数据、历书、卫星位置和卫星标识符。每个相关器模块130都包括生成对应相关性或累加值的积分和转储模块28。此外，相关性或累加值被存储或保持在数据存储装置中，如电子存储器、寄存器或数字接收器部(例如，192)中的另一装置，以用于由决定单元35和跟踪模块200进行后续处理或实时处理。
每个相关器模块130可配置成根据分接头选择信号124、BOC选择信号123和窗口极限数据(110、111)或与窗口极限数据(110、111)相关联的控制信号生成多个相关性数据中的一个，但是不受限于相关性数据125中列出的那些相关性数据。与窗口极限数据110和111相关联的窗口控制信号向PN代码的确定拉入范围和锁定精度的码片提供不同的分辨率。通常，通过代码相位窗口模块157观察码片的较小区段改进跟踪精度，同时最小化拉入范围；在观察码片的较大区段的同时，以精度为代价延伸拉入范围。例如，通过选择用于其对应超前码片的E分接头，通过选择用于其对应即时码片的P分接头，通过选择用于其对应滞后码片的L分接头，分接头选择信号124(例如，SEL_TAP)在多个码片中提供灵活的可视化，以检测所接收的样本(101或102)和其下一个码片之间的相关性。通过提取其BOC关联分量或得到其QBOC关联分量，并且在进行BOC调制的情况下，BOC选择信号123提供有效方式以从所接收的样本(101或102)恢复能量。
在图2中，一组相关性数据125被存储在寄存器或一组寄存器、处理器或数据存储装置中，以用于存储中间结果或其它数据。在一个实施例中，例如，相关性数据125包括相关性、关联值或相关器模块130的一个或多个相关器的输出，以用于针对每个BOC信道和每个QBOC信道进行处理，以支持双重超前减去滞后误差函数的形成或实现。
对于每个信道，相关性数据125提供基本信息以从BOC或QBOC关联输出分离诸如幅度、CD相位未对准和CR相位未对准的信息。如图8所示，根据CD相位对准，至输入样品(101或102)的回收能量位于BOC分量或QBOC分量处。通过在鉴别器S曲线上导致错误锁定点，图8所示的多个本地最大值可能恶化CD跟踪。图8所示的多个零点不利地影响幅度估算，对于通过归一化过程正确地估算CD和CR跟踪误差，幅度估算是重要的；例如，零BOC关联分量误导成错误信号损耗(或被观察到的错误周跳)的决定，同时能量仍然存在于QBOC关联分量上，反之亦然。因此，在每个信号出现时间(或采样周期)时，称为DDSel的策略选择一组BOC相关性或一组QBOC相关性以便于幅度估算、CR跟踪和CD跟踪。与仅使用BOC或QBOC解调分量相比，DDSel幅度估算的优点在于，总是选择具有最大解调能量的分量以最小化噪声污染；DDSelCD跟踪不仅在鉴别器S曲线上消除伪零交点，还在可靠性和精度方面进行改进。DDSel CR跟踪还显示可靠性和精度的改进。
相关器模块130中的每个相关器的输出都包括I部分和Q部分。不受限于相关性数据125列出的那些相关性的多个相关性支持包络检测器300(由图3的检测器201和211表示)、CD跟踪模块37和CR跟踪模块38。如本文所用，接收器信道信息表示以下数据中的一个或多个：(a)来自代码(CD)数值控制振荡器(NCO)126的代码相位109、(b)来自第一信号发生器32(例如，PN编码器)的滞后(L)分接头116、准时(P)分接头117或超前(E)分接头118、(c)来自第二信号发生器31(例如，BOC/QBOC发生器)的BOC信号114、QBOC信号115、和(d)由载波NCO模块34引起的本地载波(CR)副本103(例如，成正弦或余弦形式)。
接收器信道信息被送入一组相关器模块130中。在一个配置中，每个相关器模块130都根据以下参数中的一个或多个来操作或工作：(a)码片(例如，或分数码片)中的窗口下限110(例如，信号或数据)、(b)码片中的窗口上限111(例如，信号或数据)、(c)经由选择BOC选择数据123的BOC相对于QBOC的选择、和(d)用于选择PN代码的用于第一代码混频器(141)和第二代码混频器(121)的超前(E)、即时(P)或滞后(L)版本或变体的分接头选择信号124。相关器模块130的每个相关器的输出基于第一代码混频器141(例如，分接头BOC代码混频器)和第二代码混频器121(例如，分接头QBOC代码混频器)的输出而变化。
在一个配置中，每个相关器模块130都包括代码消除模块(例如，图1A中的27)，代码消除模块支持使用本地生成副本信号105(例如，XBOC(TAP Win))来消除(例如，移除)PN调制。一组累加值或相关性数据125，但是不受限于图2或图3列出的那些累加值或相关性数据，被载波跟踪模块38和代码跟踪模块37处理。因而产生的代码速率260(例如，代码NCO速率)和载波速率270(例如，载波NCO速率)用于驱动图2中的代码NCO模块33和载波NCO模块34。在一个实施例中，代码跟踪模块37包括连接或耦合到代码环模块44的代码误差模块43。
在一个实施例中，载波跟踪模块38包括连接或耦合到载波回路模块46的自动频率控制(AFC)(科斯塔斯误差)模块45。
图3A和图3B可以共同地称为图3。图3图示了图2的与图2相比更详细的跟踪模块200。进一步地，图3图示了包络检测器(201、211)和决定单元35。
在图3中，第一检测器201(例如，第一包络检测器)检测BOC分量的主幅度。第一检测器201可以包括包络检测器，包络检测器检测BOC分量的信号能量或功率，BOC分量包括BOC相关性的同相(I)分量和BOC相关性的正交(Q)分量。例如，第一检测器201可以检测到作为即时BOC分量的I矢量和即时BOC分量的Q矢量的总功率的主幅度。
第二检测器211检测QBOC分量的次级幅度。第二检测器211可以包括包络检测器，所述包络检测器检测QBOC分量的信号能量或功率，QBOC分量包括同相QBOC分量和正交相QBOC分量。例如，第二检测器211可以检测到作为即时QBOC分量的I矢量和即时QBOC分量的Q矢量的总功率的次级幅度。
第一检测器201和第二检测器211向数据处理器、估算器或决定单元35提供关于所接收的信号的主幅度和次级幅度或能量数据的输出。决定单元35包括电子数据处理器或估算器。决定单元35通过选择主幅度和次级幅度中的较大的幅度来提供幅度估算值；决定单元35还输出逻辑信号210(例如，在图2中表示的对应节点处)以指示主幅度是否超过次级幅度。如果信道在稳态模式下操作，则选择信号(SEL_BOC)123总是选择一组BOC相关性以驱动CD和CR跟踪回路；否则，选择信号(SEL_BOC)123与信号210同步。选择信号123确定是否使用BOC分量或QBOC分量来估算CD和CR误差，如针对CD误差的多路器237、针对CR频率误差的多路器238和针对CR相位误差的多路器239。
在图3中，决定单元35生成两个信号；幅度估算信号273反映解调信号的功率/幅度；如果来自BOC分量的主幅度大于来自QBOC分量的次级幅度，则逻辑信号210具有第一状态(例如，真)，否则，逻辑信号210具有不同于第一状态的第二状态(例如，假)。
在所接收的信号的代码相位的拉入或锁定之后，接收器11的稳态操作模式出现。在用于任何所接收的复合信号的稳态操作模式中，本地CD和CR相位估算与图2中的所接收的样本(101或102)的(例如，CD和CR的)相位紧密地同步；因此，在QBOC分量被噪声控制的同时，解调能量集中在BOC分量中。为减轻噪声的负面效应，如果在拉入模式过程中使用DDSel方法，则仅一组BOC相关性数据125优选处于稳态。在所接收的信号的代码采集(例如，或拉入)之后，并且在稳态模式期间，数字接收器部192或数据处理器可以仅使用一组BOC相关性以驱动代码和载波跟踪，在稳态模式中，在满足或超过阈值持续时间的一个或多个采样周期中，本地代码副本和本地载波副本与所接收的信号的相位或相应的代码和载波同步。
在可替换的实施例中，在拉入模式期间，接收器(例如，11)可以使用具有不同窗口(称为MWin-BOC)的多个BOC相关性，以在拉入模式期间取代DDSel方法。如果在拉入模式期间，接收器使用具有不同窗口的多个BOC相关性(MWin-BOC)方法，则对于稳态模式，具有单个窗口的相关性(称为SWin-BOC)优选用公式表示CD误差估算。
通过分析主幅度，接收器或数据处理器确定操作模式是否应该是拉入模式或稳态模式。在一个实施例中，如果检测器或接收器确定在等于或大于阈值持续时间的时间(例如，信号出现时间或采样间隔的数量)内主幅度一直大于次级幅度，则决定增加模块或计数器220驱动图2的CD跟踪模块37和CR跟踪模块38进入稳态模式中。在稳态模式的一个实施例中，接收器(例如，11)结束CD和CR拉入过程(使用DDSel方法或MWin-BOC方法)并且仅使用BOC相关性来驱动CR和CD跟踪。如果信号窗口-BOC信号242(例如，SWin-BOC)有效，则仅一组BOC相关性有助于CD和CR跟踪操作。在另一实施例中，如果检测器或接收器确定在大于阈值持续时间的时间内主幅度一直大于等于阈值幅度，则决定增加模块或计数器220驱动图2的CD跟踪模块37和CR跟踪模块38进入稳态模式中。
图3图示了在拉入阶段操作的两个CD跟踪方法，选择信号234(SEL_MWIN_BOC)确定使用DDSel CD跟踪方法或MWin-BOC方法。DDSel CD跟踪方法使用BOC和QBOC相关性中包含大部分能量的一个相关性来生成CD误差估算值。MWin-BOC方法将多个BOC相关性与不同的码片间隔组合以估算CD误差。两个方法都实现相同目的，即消除鉴别器S曲线上的伪零交点。
图3示出针对CD误差231、CR频率误差235(例如，fDDsel)和CR相位误差236的DDSel估算，DDSel估算通过选择一组BOC相关性和一组QBOC相关性中包含所解调的能量中的大部分的一组相关性来最小化噪声干扰的影响。如图3所示，CD鉴别器202、212和203是非相干的，即，使用I矢量和Q矢量来估算CD误差，该方法解决或确定能量在I分量和Q分量之间的之前未知分配。
图3图示了信号处理链以描述确定DDSel和MWin-BOC技术的细节。介绍了使用窗口关联(例如，WinCorr)技术的用于BOC和QBOC的数学模型。如上所述，如果本地BOC副本信号未完全地对准所接收的BOC信号，则本地QBOC保持信号能量的缺失部分。BOC和QBOC分量的用于常规窗口关联配置(TAP，Wx)的数学模型以如下方程表示：
方程1：
方程2：
其中，是在选择PN TAP的情况下基于BOC输入和BOC本地副本的相关性，TAP可以是超前(E)、即时(P)或滞后(L)，
是在选择PN TAP的情况下基于BOC输入和QBOC本地副本的相关性，
i是以码片为单位的码片相位，
NChip是每毫秒码片的数量，
di是以码片为单位的样本相位增量，
A是在毫秒量级积分处的信号幅度，
Wx是以码片为单位的窗口尺寸，
NBOC等于BOC(m、n)的m/n，其中m是fm/fc并且n是fn/fc，fm是第一副载波频率，fn是实际码片频率，并且fc是参考码片速率，
FChip是以码片/秒为单位的码片速率，
FS是以样本/秒为单位的采样速率，
R(τ)是用于PN代码的常规相关性函数，
τ是在接收器侧估算的码片相位误差，
δθi是针对每个样本的载波相位估算误差，
是在NChip周期中的平均载波相位估算误差，
是的同相部或实部，
是的正交部或虚部，
是的同相部或实部，并且
是的正交部或虚部。
方程1和方程2示出cos(2πNBOCτ)和sin(2πNBOCτ)是相对于τ正交的，即，如图8所示，(由实曲线701指示)和(由虚曲线702指示)，曲线(701、702)的幅度(相关性输出)在码片中所测量的交替时间时到达零或与零交叉。曲线701表示方程1的BOC相关性函数，而曲线702表示方程2的QBOC相关性函数。图7的水平轴线704示出以码片为单位的所接收的信号和本地生成副本信号之间的时间差值，然而竖直轴线703示出所接收的信号和本地生成副本信号之间的相关性。
通过使用正弦或余弦模型，以移除sign()函数的反映二进制特性的突变点，方程1和方程2近似于二进制副载波。通过广泛比较，方程1和方程2的模型有效地反映BOC和QBOC相关性的具有包括的二进制特性的特性。例如，sign()函数通常地输出第一逻辑电平或正输入和不同于第一逻辑电平的用于负输入的第二逻辑电平。
在图3中，在一个实施例中，决定单元35进行由DDSel技术引起的BOC/QBOC选择。决定单元35实现以下功能中的一个或多个：(a)比较主幅度与次级幅度，并且选择较大的幅度来更新幅度估算值；如果主幅度超过次级幅度，则将信号210设置成真(例如，或第一逻辑状态)，或以其他方式重置信号210(例如，或以与第一逻辑状态相反的第二逻辑状态设置)，(b)提供DDSel数据以用于控制选择多路复用器(237、238、239、243)，以选择BOCCD和CR误差或QBOCCD和QBOCCR误差，以用于在CD回路和CR回路中进行跟踪，并且调节CD和CR相位以最大化所接收的信号和本地生成副本之间的相关性。
如果在超过M信号出现时间的时间内，主幅度一直超过次级幅度，则大部分解调能量集中在BOC分量中，即，本地BOC-PN副本与输入样品101的CD相位大致对准(图2)。在该环境下，信道可以在设置信号242的稳态模式下操作，因而开启BOC选择信号123。
第一检测器201和第二检测器211可以使用方程3或方程4来确定或估算BOC或QBOC信号分量的幅度。
方程3：
其中，I_Y是同相xBOC分量，
Q_Y是正交相xBOC分量，并且
xBOC表示所接收的复合信号的BOC或QBOC信号分量。在上述方程3中，主幅度包括BOC同相分量和BOC正交相分量的组合信号功率。类似地，次级幅度包括QBOC同相分量和QBOC正交相分量的组合信号功率。方程3是基于同相和正交分量的理想幅度计算。然而，用于方程3的线性近似如下所示：
方程4：
其中，方程5：其通过消除方程3中的非线性处理简化了幅度计算，并且μ是所选择的比例或恒定定标因子(例如，0.5)。第一检测器201和第二检测器可以使用方程3或方程4来确定或估算BOC或QBOC信号分量的幅度。
决定引导选择(DDSel)技术，如方程6所示，针对任何规定的采样周期或间隔选择具有更多能量或更大信号幅度的与图9的DDSel幅度曲线图一致的一个分量(BOC或QBOC)，DDSel幅度曲线图表示用于任何采样周期的通用幅度函数，其中通用相关性函数包括来自BOC或QBOC相关性函数的作用，在任何采样周期或间隔(例如，信号出现时间)期间，BOC或QBOC相关性函数与较大的信号幅度相关联。相应地，DDSel代码误差231、DDSel载波频率误差235(fDDSel)和DDSel载波相位误差由在采样周期中具有较大估算幅度的一组相关性(BOC或QBOC)引起。幅度和误差计算由相同的一组相关性导致，而不管幅度和误差计算是否基于BOC或QBOC；BOC或QBOC相关性的该选择确保适当的归一化。对于累加值/相关性数据125，第一检测器201使用用于即时相位下的BOC相关性的I和Q分量，以估算主幅度；第二检测器211使用用于即时相位下的QBOC相关性的I和Q分量，以估算次级幅度。
在可替换的实施例中，其中在拉入期间多窗口BOC方法被用于取代DDSel方法，用于多窗口BOC(MWin-BOC)技术的相关性不超过由决定单元35或数据处理器选择的最大分量，这保证适当的归一化。在一个配置中，MWin-BOC表示双重EML误差函数。图9的水平轴线示出以码片为单位的所接收的信号和本地生成副本信号之间的时间CD相位差值，然而竖直轴线示出总幅度。
在一个配置中，跟踪模块200包括一个或多个鉴别器(202、212、203)。跟踪模块200包括代码跟踪模块37和载波跟踪模块38。鉴别器(202、212、203)包括电路、一组相关器或软件指令，软件指令可以被调节以输出、容纳或拒绝不同特性的信号，诸如相位或频率。在一个实施例中，使用超前相关性和滞后相关性(或EML相关性)之间的差值的一个或多个鉴别器(202、212、203)同步所接收的代码与本地生成PN代码相位。信号能量在BOC分量处的集中表示，相对于在接收器的BOC和QBOC信号处理路径之间更平均分配的所接收的信号能量，CD跟踪回路紧密跟踪并且被锁定在所接收的信号处。一个或多个鉴别器(202、212、203)可以便于确定用于本地生成副本的相对于所接收的CD相位的时间偏移或相位偏移，以避免跟踪多路径信号、相位噪声、错误锁定或相关性函数中的本地峰值相关性。
在图3中，共同地图3A和图3B，包括EBOC、LBOC、EQBOC和LQBOC信号的I和Q矢量的相关性数据125馈送到一组非相干超前减去滞后(EML)鉴别器(202、212、203)中，其中E和L分别地表示超前和滞后。如图3所示，一组非相干超前减去滞后(EML)鉴别器(202、212、203)包括：(a)第一EML鉴别器202(例如，用于第一窗口(窗口A或Wa)的BOC EML鉴别器)，(b)第二EML鉴别器212(例如，用于第一窗口(窗口A)的QBOC EML鉴别器)，和(c)第三EML鉴别器203(例如，用于第二窗口(窗口B或Wb)的BOC EML鉴别器)。
第一EML鉴别器202和第二EML鉴别器212与第一选择多路复用器237通信。第一EML鉴别器202向第一选择多路复用器237提供BOC导出CD误差221(例如，代码BOC Wa)。第二EML鉴别器212向第一选择多路复用器237提供QBOC导出CD误差222。第一EML鉴别器202和第三EML鉴别器203的输出通过加法器275被相加。例如，加法器275的输出(MWin-BOC信号)和输出信号231(称为cdDDSEL)被输入多路复用器243中，基于对用于拉入模式的DDSel方法或MWin-BOC方法的选择，多路复用器243确定代码误差信号233。
在拉入模式的可替换的实施例中，多路复用器被配置成用于支持混合拉入模式，其中DDSel方法用于跟踪载波相位和载波频率，其中MWin-BOC方法用于代码跟踪，并且其中DDSel幅度估算用于载波相位和载波频率的DDSel跟踪。
根据选择信号234(SEL_MWin-BOC)，接收器使用MWin-BOC方法或DDSel方法以拉入CD相位。CD误差信号233由DDSel模式下的CD误差231造成；否则，在选择MWin-BOC时，CD误差信号233由232造成。在每个采样信号出现时间时，根据选择信号(例如，SEL_BOC)123，CD误差231使用BOC导出CD误差221或QBOC导出CD误差222。MWin-BOC232组合两个BOC导出CD误差221和223，其中CD误差221和223由具有不同码片间隔的BOC相关性引起。穿过CD回路滤波器263，CD误差233的输出生成用于输入到CDNCO模块33的代码速率信号260(例如，代码频率或代码相位信号)。
如针对载波跟踪模块38在图3中所示，一组延迟模块(216、217、218和219)接收即时BOC和QBOC信号的累加值以用于同相(I)和正交相(Q)矢量。延迟模块的输出向第一鉴频器204和第二鉴频器214提供输入。例如，第一鉴频器204使用一组BOC相关性，而第二鉴频器214使用一组QBOC相关性。BOC导出频率误差信号225和QBOC导出频率误差信号226(例如，fQBOC)输入第二选择多路器238中，第二选择多路器238输出决定引导选择频率误差信号235(例如，fDDSel)。如果主幅度超过次级幅度，则决定引导(DDSel)方法选择BOC频率误差，否则决定引导方法选择QBOC频率误差来驱动CR回路。
同时，第一鉴相器205和第二鉴相器215接收用于即时BOC或QBOC信号的同相和正交矢量的累加值。例如，第一鉴相器205使用一组BOC相关性，而第二鉴相器215使用一组QBOC相关性。第一鉴相器205输出从BOC相关性获得的CR相位误差227(例如，)，并且第二鉴相器215输出从QBOC相关性获得的载波相位误差228(例如，)。类似于频率误差选择，如果主幅度大于次级幅度，则选择BOC导出相位误差227；否则，选择QBOC导出相位误差228以经由决定引导选择的载波相位误差236驱动CR回路。载波回路滤波器接收决定引导选择的载波相位误差236。来自载波回路滤波器265的载波速率信号270应用于载波NCO模块34。
与图3相比，图4图示了图3的更详细的第一检测器201和第二检测器211。在图3和图4中，类似的附图标记指示类似的元件、方框、过程或子网络。
第一检测器201包括第一组绝对值模块350、第一最小值/最大值估算器320、第一定标器377(例如，除数(例如，大约2)的倒数值的第一分频器或第一倍频器)，和第一加法器353。第二检测器211包括第二组绝对值模块351、第二最小值/最大值估算器320、第二定标器379(例如，除数(例如，大约2)的倒数值的第二分频器或倍频器)，和第二加法器355。第一检测器201和第二检测器211可以使用方程4以计算BOC和QBOC幅度。
在第一检测器201中，第一组绝对值模块350确定即时IBOC信号301和即时QBOC信号311的绝对值。即时IBOC信号和即时QBOC信号的绝对值(302、312)被输入最小值/最大值估算器320中，最小值/最大值估算器320确定即时IBOC信号和即时QBOC信号的最大总信号幅度303，以及即时IBOC信号和即时QBOC信号的最小总信号幅度313。通过应用定标器377，在每个采样周期中，最小总信号幅度313缩放大约二分之一。在加法器353中，定标器377的输出被添加到最大总幅度303，加法器353输出即时BOC幅度(ABOC)305以输入决定单元35中。在一个实施例中，定标器377可以包括倍频器、分频器、放大器或其它适当的装置。
在第二检测器211中，第二组绝对值模块351确定即时IQBOC信号321和即时QQBOC信号331的绝对值。即时IQBOC信号和即时QQBOC信号的绝对值(322、332)被输入最小值/最大值估算器330中，最小值/最大值估算器330确定即时IQBOC信号和即时QQBOC信号的最大总信号幅度323，以及即时IQBOC信号和即时QQBOC信号的最小总信号幅度333。通过应用定标器379，在每个采样周期中，最小总信号幅度333缩放大约一半。在加法器355中，定标器379的输出被添加到最大总幅度323，加法器355输出即时QBOC幅度(AQBOC)325以输入决定单元35中。在一个实施例中，定标器379可以包括倍频器、分频器、放大器或其它适当的装置。
在一个实施例中，决定单元35或数据处理器可以使用以下方程：
方程6：
在一个实施例中，决定单元35或数据处理器计算总信号幅度240(例如，ADDSel)。方程6可以包括方程4的近似值以替代方程3的理想包络计算值。第一检测器201和第二检测器211可以使用方程3或方程4来确定或估算BOC或QBOC信号分量的幅度。此外，通过比较主幅度与次级幅度，方程6向逻辑装置271(例如，或门或异或门)提供选择信号210。逻辑装置271的输出提供BOC选择信号123(例如，SEL_BOC)。
如上所述，为实现可靠的信号检测，需要较小的搜索间隔以用于避免多个BOC相关性上的多个零交点。该需求延长了采集时间，并且要求软件、硬件或二者精细地控制本地副本的相位。如图9的通用相关性函数所示，DDSel方法消除了峰值幅度的-1和+1码片中的零交点和相关联的即时相关性。图9的通用相关性函数支持计算稳定性和信号功率的正确估算。
图5A和图5B共同地称为图5。与图3相比，图5更详细地示出第一EML鉴别器202、第二EML鉴别器212和第三EML鉴别器203。在图3和图5中，类似的附图标记指示类似的元件。
第一EML鉴别器202接收输入相关性数据、累加数据或其它的输入数据(401、402、411、412)。第一EML鉴别器202包括超前(E)BOC包络/幅度检测器405和滞后(L)BOC包络/幅度检测器415，超前(E)BOC包络/幅度检测器405和滞后(L)BOC包络/幅度检测器415提供输出(EBOC幅度406和LBOC幅度416)，以通过加法器451，在加法器输出端409处构成第一EML累加值。然后在加法器451的加法器输出端处，第一EML累加值被归一化器490(例如，归一化单元)归一化，以向第一选择多路复用器237提供具有Wa的第一窗口的BOC导出CD误差221。在一个配置中，超前BOC包络检测器405和滞后BOC包络检测器415可以包括分别地应用于超前BOC相关性数据和滞后BOC相关性数据的相同或类似的软件模块或相同或类似的算法。
第二EML鉴别器212接收输入相关性数据、累加数据或其它的输入数据(421、422、431、432)。第二EML鉴别器212包括超前(E)QBOC包络/幅度检测器425和滞后(L)QBOC包络/幅度检测器435，超前(E)QBOC包络/幅度检测器425和滞后(L)QBOC包络/幅度检测器435提供输出(EQBOC幅度426和LQBOC幅度436)，以通过加法器453，在加法器输出端429处构成第二EML累加值。第二EML累加值然后被归一化器491(例如，归一化单元)归一化，以向第一选择多路复用器237提供代码QBOC相关性，以作为具有Wa的第一窗口的第二QBOC导出CD误差222。在一个配置中，超前QBOC包络检测器425和滞后QBOC包络检测器435可以包括分别地应用于超前QBOC相关性数据和滞后QBOC相关性数据的相同或类似的软件模块或相同或类似的算法。
第三EML鉴别器203接收输入相关性数据、累加数据或其它的输入数据(451、452、461、462)。第三EML鉴别器203包括超前(E)BOC包络/幅度检测器455和滞后(L)BOC包络/幅度检测器465，超前(E)BOC包络/幅度检测器455和滞后(L)BOC包络/幅度检测器465在节点处提供输出(具有Wb的EBOC幅度456和具有Wb的LBOC幅度466)，以通过加法器457，在加法器输出端459处构成第三EML累加值。第三EML累加值然后被归一化器492归一化以提供具有Wb的第二窗口的另一BOC导出代码误差223(例如，cdBOC Wb)，其中第一窗口(Wa)不等于第二窗口(Wb)。在一个配置中，超前BOC包络检测器455和滞后QBOC包络检测器465可以包括分别地应用于超前QBOC相关性数据和滞后QBOC相关性数据的相同或类似的软件模块或相同或类似的算法。
在图5中，依赖于BOC选择信号123，决定引导选择超前减去滞后代码误差(DDSelEMLCD)误差由第一EML鉴别器202或第二EML鉴别器212造成。该DDSel方法移除鉴别器S曲线上的错误锁定点。鉴别器S曲线表示由超前相关器和滞后相关器之间的相对于所接收的信号的差值生成的超前减去滞后相关性函数。如果BOC选择信号123是第一逻辑电平(例如，高逻辑电平或逻辑电平1)，则第一EML鉴别器202能使用模块405进行PBOC (0，Wa)的幅度计算，并且使用图5的包络检测器415进行PBOC (1-Wa，1)的幅度计算。PBOC (0，Wa)和PBOC (1-Wa，1)之间的差值然后被ADDSel归一化，以在第一EML鉴别器202的输出端处生成BOC导出的DDSel EMLCD误差221。
如果BOC选择信号123是第二逻辑电平(例如，低逻辑电平或逻辑电平0)，第二逻辑电平不同于第一逻辑电平，则第二EML鉴别器212能使用包络检测器425进行PQBOC (0，Wa)的幅度计算，并且使用包络检测器435进行PQBOC (1-Wa，1)的幅度计算。PQBOC (0，Wa)和PQBOC (1-Wa，1)之间的差值然后被ADDSel归一化，以在第二EML鉴别器212的输出端处生成QBOC导出的DDSel EMLCD误差222(例如，cdQBOC Wa)。归一化代码误差由方程7建模。
方程7：
参照图5，其中xBOC是BOC或QBOC，
EXBOC对应于
LxB0C对应于
其中在软件实现方式中，DDSel将计算优点表示为，仅一个分量(BOC或QBOC)真正地需要被计算。
在所接收的复合信号的代码的拉入期间，对于操作的DDsel模式可选的是，多窗口BOC代码模式可以在代码的拉入期间被使用。例如，基于第一窗口(Wa)使用第一BOC导出代码误差221和基于第二窗口(Wb)的第三BOC导出代码误差223的线性组合可以消除鉴别器S曲线上的伪零交点，其中用于误差信号221的码片间隔与用于误差信号223的码片间隔不同，与第一窗口和第二窗口的情况一致。如图5所示，线性组合的方框图包括两个大致线性定标装置471和472以及组合器475(例如，加法器)。因而产生的误差估算232(例如，复合代码误差估算)被称为通过方程8建模的MWin-BOC代码误差。
方程8：
参照图5，其中
α是用于具有窗口Wa的第一BOC导出代码误差估算上的线性增益(例如，在混频器或倍频器472处)，
β是用于具有窗口Wb的第二BOC导出代码误差估算上的线性增益(例如，在混频器或倍频器471处)。
图6公开对CR频率和CR相位估算的非线性估算。在图1、图3和图6中，类似的附图标记指示类似的元件。跟踪模块200或载波跟踪模块38或载波相位/频率误差模块45可以对CR频率和CR相位估算进行非线性估算。图6的方框图示出第一鉴频器204、第二鉴频器214、第一鉴相器205和第二鉴相器215。
如图6所示，第一鉴频器204接收输入数据，诸如即时IBOC信号501和即时QBOC信号511。类似于本文中之前提到的CR相位估算，用于BOC导出CR频率误差检测的第一鉴频器204包括两个延迟单元(502、512)。两个延迟单元(502、512)存储用于前一采样周期的BOC相关性(503、513)。两个乘法器(504、514)移除BOC相关性中涉及的CD不确定性。加法器508在采样周期中形成δCR相位观察值506，并且归一化器507(例如，归一化单元)移除信号506上调制的幅度信息。归一化器507输出从BOC相关性获得的CR频率误差225(例如，fBOC)。
第二鉴频器214接收输入数据，如即时IQBOC信号521和即时QQBOC信号531。与BOC导出频率误差类似，在图6中，使用第二鉴频器214生成QBOC CR频率误差226。对于QBOC导出CR频率误差检测，第二鉴频器214包括两个延迟单元(522、532)。两个延迟单元(524、534)存储用于前一采样周期的QBOC相关性(523、533)。两个乘法器(524、534)移除QBOC相关性中涉及的CD不确定性。加法器528在采样周期中形成δCR相位观察526，并且归一化器527(例如，归一化单元)移除信号526上调制的幅度信息。归一化器527输出从QBOC相关性获得的CR频率误差226(例如，fQBOC)。
根据BOC选择信号123，数字接收器部192或跟踪模块200使用从BOC相关性获得的CR频率误差225(例如，fBOC)，或从QBOC相关性获得的CR频率误差226(例如，fQBOC)，以驱动CR回路。
对于由方程1建模的常规BOC相关性，I分量和O分量都通过2πNBOCτ的CD不确定性和的CR相位不确定性被卷积。为从一组BOC相关性分离CR相位误差2πNBOCτ的CD不确定性需要被消除。方程9示出使用倍频器542的叉积CR相位检测544可以移除代码不确定性。
方程9：
类似地，对于由方程2建模的常规QBOC相关性，I分量和Q分量都通过2πNBOCτ的CD不确定性和的CR相位不确定性被卷积。
方程10示出，使用倍频器552的叉积CR相位检测554可以移除CD不确定性。
方程10：
在图6中，BOC导出CR相位误差227通过归一化器547被获得，归一化器547通过使用DDSel方法对幅度乘方以归一化BOC导出相位检测544。类似地，QBOC导出CR相位误差228通过归一化器557被实现，归一化器547通过使用DDSel方法对幅度乘方以归一化QBOC导出相位检测554。BOC选择信号123确定BOC导出CR相位误差或QBOC导出CR相位误差是否用于驱动CR回路。BOC选择信号123控制多路复用器(238、239)。
图7A大致公开了用于根据图1到图6公开的包括的接收器(例如，11)的任何实施例接收复合信号的方法。特别地，图7A公开了在拉入模式下操作以采集用于所接收的复合信号的代码和载波的方法。图7A图示了驱动代码跟踪、载波跟踪和幅度估算的决定引导选择(DDSel)的使用。图7A的方法开始于方框S700。
在步骤S700中，接收器11(例如，卫星导航接收器)或数字接收器部192接收二进制偏移载波(BOC)调制信号，以通过将所接收的信号与本地BOC副本混合或结合来获取BOC分量，并且通过将所接收的信号与本地QBOC副本结合来得到正交BOC(QBOC)分量。在一个实施例中，BOC分量包括同相BOC分量和正交相BOC分量，并且QBOC分量包括同相QBOC分量和正交相QBOC分量。例如，接收器11包括代码混频器42(图1)，以用于将BOC信号与来自一个或多个信号发生器的本地BOC或QBOC副本(例如，第一信号发生器32和第二信号发生器31的多路输出)混合或结合。
在步骤S702中，在采样周期或间隔期间，第一检测器201(例如，在图1、图3和图4中)或数据处理器检测BOC分量的主幅度。可以根据各种技术执行步骤S702，所述各种技术可以被交替地或累积地应用。
在第一技术下，第一检测器201或数据处理器检测或测量包括同相BOC分量和正交相BOC分量的BOC分量的信号能量或总功率。
在第二技术下，在采样周期或时间间隔期间，第一检测器201或数据处理器应用方程3的相关性PBOC （0，1），以为所接收的复合信号的BOC分量提供幅度(例如，理想幅度)估算。例如，第一检测器201应用方程3的相关性PBOC (0，1)以为BOC分量提供理想幅度估算：
其中I_Y是同相BOC分量，并且
Q_Y是正交相BOC分量。
在第三技术下，第一检测器201或数据处理器使用线性近似方程4来简化或替代方程3的计算。在一个实施例中，方程4的线性近似具有可接受的并且便于快速估算主幅度的偏差。在第三技术下，在采样周期中(例如，通过检测器201、211)估算或检测主幅度或次级幅度基于分别对BOC和QBOC信号分量使用线性近似的以下方程：
其中
μ是所选择的比例或恒定定标因子(例如，0.5)，
Wx是相关器的窗口尺寸，
I_Y是同相xBOC分量，并且
Q_Y是正交相xBOC分量，
xBOC表示所接收的复合信号的BOC或QBOC信号分量。在上述方程中，例如，第一检测器201检测BOC信号分量并且以BOC信号分量替代xBOC。
在步骤S704中，在采样周期或间隔期间，第二检测器211(在图1、图3和图4中)或数据处理器检测QBOC分量的次级幅度。可以根据可以被交替地或累积地应用的各种技术执行步骤S704。
在第一技术下，第二检测器211或数据处理器检测或测量包括同相QBOC分量和正交相QBOC分量的QBOC分量的信号能量或总功率。
在第二技术下，第二检测器211或数据处理器应用方程3的相关性PQBOC (0，1)以为QBOC分量提供理想幅度估算：
其中
1_Y是同相QBOC分量，并且
Q_Y是正交相QBOC分量。
在第三技术下，线性近似方程4简化或替代图3的计算。在一个实施例中，方程4的线性近似具有可接受的并且便于快速估算主幅度的偏差。在第三技术下，在采样周期中(例如，通过第二检测器211或数据处理器)估算或检测次级幅度基于分别对QBOC信号分量使用线性近似的以下方程：
其中
μ是所选择的比例或恒定定标因子(例如，0.5)，
Wx是相关器的窗口尺寸，
I_Y是同相QBOC分量，并且
Q_Y是正交相QBOC分量。
在步骤S706中，决定单元35、电子数据处理器或数字接收器部192确定在采样周期中主幅度是否超过(或等于)次级幅度。例如，在步骤S706中，主幅度是否超过次级幅度，或主幅度是否大于或等于次级幅度？在步骤S706中，如果主幅度超过或等于次级幅度，则方法继续执行步骤S708。然而，如果主幅度未超过次级幅度，则方法继续执行步骤S710。
在步骤S708中，如果在采样周期中，主幅度超过或等于次级幅度，则在采样周期中，根据BOC相关性函数，数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)选择一组BOC相关性(例如，超前、即时和滞后BOC相关性)。例如，如果在采样周期中，主幅度超过或等于次级幅度，则第二多路复用器29在采样周期中，根据BOC相关性函数，选择一组BOC相关性(例如，经由提供到多路复用器29的BOC选择信号123)。在一个实施例中，BOC相关性函数的零交点相对于QBOC相关性函数的零交点偏离大约
在一个可能的配置中，在步骤S708中，数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)选择与以下各项相关联或由以下各项引起的第一相关性或第一组BOC相关性：(a)第一信号发生器32的相对于所接收的数字信号(102)的大致即时计时(例如，即时信号117)，和(b)相关器模块130中的(例如，由代码相位窗口模块157建立的)大致全部码片窗口。
在用于步骤S708的一个可能的配置中，一组BOC相关性由以下方程建模或估算：
其中，是在选择PN TAP的情况下基于BOC输入和BOC本地副本的相关性，其中PN TAP可以是超前、即时或滞后，
i是以码片为单位的码片相位，
NChip码片是每毫秒码片的数量，
di是以码片为单位的样本相位增量，
A是在毫秒量级的积分处的信号幅度，
Wx是以码片为单位的窗口尺寸，
NBOC等于BOC(m、n)的m/n，其中m是fm/fc并且n是fn/fc，fm是第一副载波频率，fn是实际码片频率，并且fc是参考码片速率，
FChip是以码片/秒为单位的码片速率，
Fs是以样本/秒为单位的采样速率，
R(τ)是用于PN代码的常规相关性函数，
τ是在接收器侧估算的码片相位误差，
δθi是针对每个样本的载波相位估算误差，
是在NChip周期中的平均载波相位估算误差，
是的同相部或实部，并且
是的正交部或虚部。
数字接收器部192或代码跟踪模块37可以使用上述方程，以用于确定步骤S708的相关性以形成于在步骤S711中估算用于所接收的复合信号的代码误差的超前减去滞后函数。
在步骤S710中，如果主幅度小于次级幅度或如果次级幅度超过主幅度，则在当前采样周期中根据QBOC相关性函数，数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)选择一组QBOC相关性(例如，超前、即时和滞后QBOC相关性)，以生成误差估算以驱动代码(CD)和载波(CR)反馈回路。在一个实施例中，QBOC相关性函数的零交点相对于BOC相关性函数的零交点偏离大约
在一个可能的配置中，在步骤S710中，数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)选择与以下各项相关联或由以下各项引起的第二相关性或第二组QBOC相关性：
其中，是在选择PN TAP的情况下基于BOC输入和QBOC本地副本的相关性，其中PN TAP可以超前、即时或滞后，
i是以码片为单位的码片相位，
NChip码片是每毫秒码片的数量，
di是以码片为单位的样本相位增量，
A是在毫秒积分的级别处的信号幅度，
Wx是以码片为单位的窗口尺寸，
NBOC等于BOC(m、n)的m/n，其中m是fm/fc并且n是fn/fc，fm是第一副载波频率，fn是实际码片频率，并且fc是参考码片速率，
FChip是以码片/秒为单位的码片速率，
Fs是以样本/秒为单位的采样速率，
R(τ)是用于PN代码的常规相关性函数，
τ是在接收器侧估算的码片相位误差，
δθi是针对每个样本的载波相位估算误差，
是在NChip周期中的平均载波相位估算误差，
是的同相部或实部，并且
是的正交部或虚部。
数字接收器部192或代码跟踪模块37可以使用上述方程，以用于确定步骤S710的相关性，以形成用于在步骤S711中估算用于所接收的复合信号的代码误差的超前减去滞后函数。
在步骤S711中，数据处理器、接收器11或跟踪模块200处理(例如，在每个采样周期中来自步骤S708或步骤S710的)所选择的相关性以跟踪所接收的复合信号的代码和载波(例如，载波频率、载波相位或二者)，以用于估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。例如，测量值生成模块39或导航定位引擎41可以估算接收器天线的距离或位置。
可以根据可以被分离地或累积地应用的各种技术执行步骤S711。在第一技术下，如果主幅度超过或等于次级幅度，则数据处理器或数字接收器部192使用BOC导出误差，以在采样周期(例如，信号出现时间)中用于跟踪代码误差、频率误差和相位误差。相应地，数据处理器或接收器11在当前采样周期中，根据BOC相关性函数使用所选择的的一组BOC相关性来生成误差估算以驱动CD和CR反馈回路。
在第二技术下，如果次级幅度超过或主幅度，则数据处理器或数字接收器部192使用QBOC导出误差以在采样周期中用于跟踪代码误差、频率误差和相位误差。相应地，数据处理器或接收器在当前采样周期中，根据QBOC相关性函数使用所选择的的一组QBOC相关性来生成误差估算以驱动CD和CR反馈回路。
在第三技术下，在使用DDSel的拉入模式期间，在代码环中，对于每个相继的采样周期，数据处理器、跟踪模块200或代码跟踪模块37选择或处理一组(或子组)BOC相关性(例如，超前和滞后BOC相关性)或一组(或子组)QBOC相关性(例如，超前和滞后QBOC相关性)，以分别地基于由BOC分量或QBOC分量引起的较大幅度，形成代码误差τ的超前减去滞后估算值，这由以下方程建模：
其中，xBOC是BOC或QBOC，
ExBOC对应于
LxBOC对应于并且
其中，Wa是相关器的窗口尺寸。例如，在代码跟踪模块37中，经由从决定单元35提供的BOC选择信号123，或通过逻辑装置271，代码多路复用器237被控制以输出或选择BOC导出CD误差信号(231)或QBOC导出CD误差信号(231)。
在第四技术下，在载波相位回路中，针对每个相继的采样周期，具有较大幅度的xBOC相关性(例如，即时BOC或即时QBOC相关性)形成载波相位误差估算值，其中使用同相和正交相分量的叉积解决或求解来自BOC未对准的正弦或余弦的模糊性。
在第五技术下，在采样周期期间，数字接收器部192或数据处理器处理所选择的的即时BOC相关性或所选择的的即时QBOC相关性，或在相继的采样周期中处理这两个相关性，以跟踪所接收的复合信号的载波，或跟踪所接收的复合信号的载波和频率。
图7B共同地表示图7B-1和图7B-2。图7B大致图示了用于接收复合信号的方法的流程图，包括用于接收复合信号的接收器。特别地，图7B提供拉入模式和稳态模式中的BOC跟踪策略的图示。在图7A和图7B中，类似的附图标记指示类似的元件、步骤或过程。
图7B的方法开始于方框S700。步骤700、702和704被描述在图7A中并且以上描述等同地应用于图7B，如同在此处被完整地阐述。
在图7B的说明性示例中，步骤716在步骤S704之后。在步骤716中，数字接收器部192、数据处理器或决定模块35和决定增加模块220(在图3A中)的组合确定接收器是否在稳态模式下操作。对于所接收的复合BOC信号，如果在阈值数量的相继的采样周期或M个信号出现时间中，主幅度连续超过次级幅度，则接收器(11)或数字接收器部192切换成稳态模式或被确定处于稳态模式中，否则接收器保持在拉入模式中或被确定处于拉入模式中。在一个配置中，所述阈值数量或M可以是大于(3)三的任何整数。然而，所述阈值数量或M可以是通过接收器的经验证据、操作测试、工厂设置、可编程设置或其它方面被确定的任何适当的数量，对于复合BOC信号的一个或多个接收信道，所述数量可靠地表示接收器在稳态模式下的操作。
拉入模式是预对准状态，其中接收器试图对准本地副本信号的代码、相位和频率与所接收的复合信号以有效地、可靠地跟踪和解调所接收的复合信号。在拉入模式中，解调能量可以被划分或分类在所接收的信号的BOC分量和QBOC分量之间，使得更难以精确地、可靠地恢复或解码对所接收的复合信号的调制。相反，在稳态模式中，解调能量主要集中在BOC分量中。
如果数字接收器部192、数据处理器或决定单元35和决定增加模块220的组合确定接收器(例如，所接收的复合信号的一个或多个信道)在稳态模式中操作，则方法继续执行步骤S718。然而，如果数字接收器部192、数据处理器或决定单元35和决定增加模块220的组合确定接收器不在稳态模式中操作，则方法继续执行步骤S706。
在步骤S718中，通过根据用于稳态模式的适当的超前减去滞后函数(例如，相干鉴别器函数)确定代码误差，数字接收器部192、代码跟踪模块37或跟踪模块200处理BOC相关性(例如，在稳态模式的采样周期的期间收集的所选择的BOC相关性或稳态BOC相关性)。此外，通过根据科斯塔斯或锁相环(PLL)相位误差函数来确定载波相位误差，数字接收器部、代码跟踪模块37或跟踪模块200处理BOC相关性(例如，所选择的BOC相关性或其它BOC相关性)。例如，可以在相关器模块130的单个窗口中收集BOC相关性。
在用于执行步骤S718的一个可能的配置中，在用于信号出现时间的稳态模式期间，除非周跳出现，否则数字接收器部192、代码跟踪模块37或跟踪模块200仅针对稳态模式选择或处理BOC相关性，并且在稳态模式期间仅在信号出现时间内使用BOC误差函数。当在卫星和接收器之间的、源自载波回路模块46或跟踪模块200中的载波跟踪回路的临时锁定损耗的被测量的波长的数量或被测量载波相位中具有突变点时，周跳出现。
在稳态模式中，解调能量主要集中在BOC分量中。因此，在该环境下，在稳态模式中，接收器、数据处理器或决定单元35可以忽视所接收的复合信号的QBOC分量，从而减轻噪声影响并且因而改善跟踪模块200的跟踪精度。如图7B所示，与跟踪任何二进制相移键控(BPSK)信号相同，步骤S718仅使用BOC相关性来驱动代码跟踪模块37并且驱动载波跟踪模块38。
在步骤S706中，决定单元35、电子数据处理器或数字接收器部192确定在采样周期中主幅度是否超过(或等于)次级幅度。例如，在步骤S706中，主幅度是否超过次级幅度，或主幅度是否大于或等于次级幅度？在步骤S706中，如果主幅度超过或等于次级幅度，则方法继续执行步骤S708。然而，如果主幅度未超过次级幅度，则方法继续执行步骤S710。
在步骤S708中，如果在采样周期中，主幅度超过或等于次级幅度，则数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如用于每个接收信道的第二多路复用器29)在采样周期中根据BOC相关性函数选择一组BOC相关性。例如，如果在采样周期中，主幅度超过或等于次级幅度，则第二多路复用器29在采样周期中根据BOC相关性函数选择一组BOC相关性(例如，经由提供到多路复用器29的BOC选择信号123)。
在一个可能的配置中，在步骤S708中，数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)选择与以下各项相关联或由以下各项引起的第一相关性或第一组BOC相关性：(a)第一信号发生器32的相对于所接收的数字信号(102)的大致即时计时(例如，即时信号117)，和(b)相关器模块130中的(例如，由代码相位窗口模块157建立的)大致全部码片窗口。
在步骤S710中，如果主幅度小于次级幅度或如果次级幅度超过主幅度，则数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)在当前采样周期中根据QBOC相关性函数选择一组QBOC相关性，以生成误差估算以驱动代码(CD)和载波(CR)反馈回路。在一个实施例中，QBOC相关性函数的零交点相对于BOC相关性函数的零交点偏移大约
在一个可能的配置中，在步骤S710中，数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)选择与以下各项相关联或由以下各项引起的第二相关性或第二组QBOC相关性：(a)第一信号发生器32的相对于所接收的数字信号(102)的大致即时计时(例如，即时信号117)，和(b)相关器模块130中的(例如，由代码相位窗口模块157建立的)大致全部码片窗口。
在拉入模式中，步骤S712在步骤S708之后。在步骤S712中，数字接收器部192、数据跟踪模块200、代码跟踪模块37或载波跟踪模块38处理所选择的BOC相关性。可以通过执行可以被分别地或累积地应用的一个或多个过程而执行步骤S712。
在用于执行步骤S712的第一过程中，数据处理器或数据跟踪模块200根据第一超前减去滞后函数确定第一代码误差。
在的第二过程中，数据处理器或载波跟踪模块200根据频率误差函数(例如，第一频率误差函数)确定第一载波频率误差。
在第三过程中，数据处理器或载波跟踪模块200根据点积、使用之前的信号出现时间或前一采样周期的即时BOC相关性和即时BOC相关性的频率误差函数(例如，第一频率误差函数)确定第一载波频率误差。
在第四过程中，数据处理器或载波跟踪模块38根据相位误差函数(例如，第一相位误差函数)确定第一载波相位误差。
在第五过程中，数据处理器或载波跟踪模块38根据点积、使用即时BOC相关性的相位误差函数(例如，第一相位误差函数)确定第一载波相位误差。
在第六过程中，如果在采样周期中主幅度超过次级幅度，或如果在采样周期中主幅度等于次级幅度，则执行步骤S712的上述过程中的任何一个。在第七过程中，第一超前减去滞后函数包括具有大约0.4个码片的码片间隔的BOC超前减去滞后函数。
步骤S714在步骤S710之后。在步骤S714中，数字接收器部192、跟踪模块200、代码跟踪模块37或载波跟踪模块38处理所选择的QBOC相关性。可以通过执行可以被分别地或累积地应用的一个或多个过程而执行步骤S714。
在用于执行步骤S714的第一过程中，数据处理器或数据跟踪模块200根据第二超前减去滞后函数或另一超前减去滞后误差函数确定第二代码误差。在某些实施例中，第二超前减去滞后函数不同于第一超前减去滞后函数(例如，步骤S712)，然而在其它的实施例中，第二超前减去滞后函数相对于第一超前减去滞后函数大致均匀地实时偏移或偏移码片间隔。
在第二过程中，数据处理器、载波跟踪模块38或数据跟踪模块200根据频率误差函数(例如，第二频率误差函数)确定第二载波频率误差。
在第三过程中，数据处理器、载波跟踪模块38或数据跟踪模块200根据点积、使用之前信号出现时间或采样周期的即时QBOC相关性的频率误差函数(例如，第二频率误差函数)确定第二载波频率误差。
在第四过程中，数据处理器、载波跟踪模块38或数据跟踪模块200根据相位误差函数(例如，第二相位误差函数)确定第二载波相位误差。
在第五过程中，数据处理器、载波跟踪模块38或数据跟踪模块200根据使用即时QBOC相关性的相位误差函数(例如，第二相位误差函数)确定第二载波相位误差。
在第六过程中，第二(载波)相位误差函数或第二超前减去滞后函数包括具有大约0.4个码片的码片间隔的QBOC超前减去滞后函数。
在第七过程中，如果在采样周期中，主幅度小于次级幅度，则执行步骤S714的上述过程中的任何一个。
步骤S713在步骤S712、步骤S714或步骤S718之后。在步骤S713中，跟踪模块200、测量值生成模块39或接收器11处理所接收的复合信号的被确定的代码误差和被确定的载波相位误差，以跟踪所接收的复合信号的代码和相位，从而用于估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。在可替换的实施例中，跟踪模块200、测量值生成模块39或接收器11处理所接收的复合信号的被确定的代码误差、被确定的载波相位误差和被确定的载波频率误差，以跟踪所接收的复合信号的代码和相位，从而用于估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。为确定接收器的位置，针对来自至少四个不同卫星的多个载波的多个距离被跟踪。
相应地，图7B描述DDSel代码跟踪和DDSel载波跟踪，其中载波跟踪包括载波频率跟踪、载波相位跟踪或二者。
图7C共同地表示图7C-1和图7C-2。图7C是用于接收复合信号的方法的流程图，包括用于接收复合信号的接收器。在图7A、图7B和图7C中，类似的附图标记指示类似的元件、步骤或过程。
图7C的方法类似于图7B，使用决定引导选择(DDSel)来估算信号的幅度、载波频率误差和载波相位误差。然而，图7C图示的代码误差利用将这两个EML误差与不同码片间隔线性地组合的MWin-BOC方法。
在图7C中，多个窗口BOC(即，MWin-BOC)方法用于拉入代码误差，以取代使用主幅度和次级幅度，以选择用于代码跟踪的相关性。在用于拉入代码(CD)误差的MWin-BOC方法下，CD误差估算值由两组BOC相关性的线性组合造成，其中用于第一BOC相关性的码片间隔与第二BOC相关性的码片间隔不同，并且其中方程8更详细地描述对应的CD误差估算值。然而，在图7C中，DDSel方法仍然用于驱动载波跟踪和幅度估算。
在图7C中，步骤S700、S702、S704、S716和S706已经与图7B结合被大致描述。在图7B和图7C中，类似指示或类似编号的步骤表示类似的步骤或过程。因为在图7C中在步骤S706和S716之后的步骤不同于在图7B阐述的那些步骤，所以将开始以步骤S716和S706描述图7C。
在图7C的说明性示例中，步骤716在步骤S704之后。在步骤716中，数字接收器部192、数据处理器或决定模块35和决定增加模块220(在图3A中)的组合确定接收器是否在稳态模式下操作。对于所接收的复合BOC信号，如果在阈值数量的相继的采样周期或M个信号出现时间中，主幅度连续超过次级幅度，则接收器(11)或数字接收器部192切换成稳态模式或被确定处于稳态模式中，否则接收器保持在拉入模式中或被确定处于拉入模式中。可以定期或周期性地确定接收器是处于拉入模式中或是处于稳态模式中，例如，在每个信号出现时间或采样周期中进行一次确定。在一个配置中，阈值数量或M可以是大于三的任何整数。然而，阈值数量或M可以是通过接收器的经验证据、操作测试、工厂设置、可编程设置或其它方面被确定的任何适当的数量，对于复合BOC信号的一个或多个接收信道，所述数量可靠地表示接收器在稳态模式下的操作。
拉入模式是预对准状态，其中接收器试图对准本地副本信号的代码、相位和频率与所接收的复合信号以有效地、可靠地跟踪和解调所接收的复合信号。在拉入模式中，解调能量可以被划分到或分类到在所接收的信号的BOC分量和QBOC分量之间，使得更难以精确地、可靠地恢复或解码对所接收的复合信号的调制。相反，在稳态模式中，解调能量主要集中在BOC分量中。
如果数字接收器部192、数据处理器或决定单元35和决定增加模块220的组合确定接收器(例如，所接收的复合信号的一个或多个信道)在稳态模式中操作，则方法继续执行步骤S718。然而，如果数字接收器部192、数据处理器或决定单元35和决定增加模块220的组合确定接收器不在稳态模式中操作，则方法继续执行步骤S706。
在步骤S718中，通过根据用于稳态模式的适当的超前减去滞后函数(例如，相干鉴别器函数)确定代码误差，数字接收器部192、代码跟踪模块37或跟踪模块200处理BOC相关性。此外，通过根据科斯塔斯或锁相环(PLL)相位误差函数来确定载波相位误差，数字接收器部、代码跟踪模块37或跟踪模块200处理BOC相关性。
在步骤S718的稳态模式中，解调能量主要集中在BOC分量中。因此，在该环境下，在稳态模式中，接收器、数据处理器或决定单元35可以忽视所接收的复合信号的QBOC分量，从而减轻噪声影响并且因而改善跟踪模块200的跟踪精度。如图7B所示，与跟踪任何二进制相移键控(BPSK)信号相同，步骤S718仅使用BOC相关性来驱动代码跟踪模块37并且驱动载波跟踪模块38。
在步骤S706中，决定单元35或电子数据处理器确定在采样周期中主幅度是否超过(或等于)次级幅度。例如，在步骤S706中，主幅度是否超过次级幅度，或主幅度是否大于或等于次级幅度？步骤S706可以被定期或周期性地执行，如在每个信号出现时间或每个采样周期内步骤S706被执行一次。在步骤S706中，如果主幅度超过或等于次级幅度，则方法继续执行步骤S808。然而，如果主幅度未超过次级幅度，则方法继续执行步骤S810。
在步骤S808中，数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)选择与以下各项相关联或由以下各项引起的第一相关性或第一组BOC相关性：(a)第一信号发生器32的相对于所接收的数字信号(102)的大致即时计时(例如，即时信号117)，和(b)相关器模块130中的(例如，由代码相位窗口模块157建立的)大致全部码片窗口设置。
在步骤S810中，数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)选择与以下各项相关联或由以下各项引起的第二相关性或第二组QBOC相关性：(a)第一信号发生器32的相对于所接收的数字信号(102)的大致即时计时(例如，即时信号117)，和(b)相关器模块130中的(例如，由代码相位窗口模块157建立的)大致全部码片窗口设置。
在拉入模式中，步骤S812在步骤S808之后。在步骤S812中，数字接收器部192、数据跟踪模块200、或载波跟踪模块38处理所选择的BOC相关性。可以通过执行可以被分别地或累积地应用的一个或多个过程而执行步骤S812。
在用于执行S812的第一过程中，数字接收器部192、数据处理器或载波跟踪模块200根据频率误差函数(例如，第一频率误差函数)确定第一载波频率误差。
在第二过程中，数字接收器部192、数据处理器或载波跟踪模块200根据点积、使用之前的信号出现时间或前一采样周期的即时BOC相关性和即时BOC相关性的频率误差函数(例如，第一频率误差函数)确定第一载波频率误差。
在第三过程中，数据处理器或载波跟踪模块38根据相位误差函数(例如，第一相位误差函数)确定第一载波相位误差。
在第四过程中，数据处理器或载波跟踪模块38根据点积、使用即时BOC相关性的相位误差函数(例如，第一相位误差函数)确定第一载波相位误差。
在第五过程中，(例如，如果在采样周期中主幅度超过次级幅度，或如果在采样周期中主幅度等于次级幅度，则)执行步骤S812的上述过程中的任何一个或过程的组合。
在第六过程中，第一超前减去滞后函数包括具有大约0.4个码片的码片间隔的BOC超前减去滞后函数。
在第七过程中，因为在图7C的步骤812中，主幅度超过次级幅度，所以在步骤812处数据处理器、决定单元35或数字接收器部192仅选择即时BOC相关性来生成BOC导出载波频率误差和载波相位误差。
步骤S814在步骤S810之后。在步骤S814中，数字接收器部192、跟踪模块200、代码跟踪模块37或载波跟踪模块38处理所选择的QBOC相关性。可以通过执行可以被分别地或累积地应用的一个或多个过程而执行步骤S814。
在用于执行步骤S814的第一过程中，数据处理器、载波跟踪模块38或数据跟踪模块200根据频率误差函数(例如，第二频率误差函数)确定第二载波频率误差。
在第二过程中，数据处理器、载波跟踪模块38或数据跟踪模块200根据点积、使用之前信号出现时间或采样周期的即时QBOC相关性的频率误差函数(例如，第二频率误差函数)确定第二载波频率误差。
在第三过程中，数据处理器、载波跟踪模块38或数据跟踪模块200根据相位误差函数(例如，第二相位误差函数)确定第二载波相位误差。
在第四过程中，数据处理器、载波跟踪模块38或数据跟踪模块200根据使用即时QBOC相关性的相位误差函数(例如，第二相位误差函数)确定第二载波相位误差。
在第五期间，(例如，如果在采样周期中，主幅度小于次级幅度，则)执行步骤S814的上述过程中的任何一个或过程的组合。
在第六过程中，第二超前减去滞后函数包括具有大约0.4个码片的码片间隔的QBOC超前减去滞后函数。
在第七过程中，因为在图7C的步骤814中，主幅度不超过次级幅度，所以在步骤814处数据处理器、决定单元35或数字接收器部192仅选择即时QBOC相关性来生成QBOC导出载波频率误差和载波相位误差。
在步骤S715中，数据处理器或数字接收器部192：(a)选择具有第一码片间隔(例如，大约0.25个码片)的第一组BOC相关性来形成第一代码误差(例如，第一EML代码误差)；(b)选择具有与第一码片间隔不同的第二码片间隔(例如，大约0.125个码片)的第二组BOC相关性来形成第二代码误差(例如，第二EML代码误差)，并且(c)线性组合第一代码误差和第二代码误差以形成第三代码误差或第三代码误差估算值。步骤S715可以使用如上所述的方程8。
步骤S711在步骤S715或步骤718之后。在步骤S711中，跟踪模块200、测量值生成模块39或接收器11处理所选择的相关性，以跟踪所接收的复合信号的代码和载波，从而用于估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。
图7D共同地表示图7D-1和图7D-2。在图7C和图7D中类似的附图标记指示类似的步骤或过程。图7C描述MWin-BOC用于代码跟踪的用途和DDSel用于载波跟踪的用途。图7D类似于图7C，除了图7D分别地以S708和S710替代步骤S808和S810。
在步骤S708中，如果在采样周期中，主幅度超过或等于次级幅度，则数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如用于每个接收信道的第二多路复用器29)在采样周期中根据BOC相关性函数选择一组BOC相关性。例如，如果在采样周期中，主幅度超过或等于次级幅度，则第二多路复用器29在采样周期中，根据BOC相关性函数选择一组BOC相关性(例如，经由提供到多路复用器29的BOC选择信号123)。
在步骤S710中，如果主幅度小于次级幅度或如果次级幅度超过主幅度，则数据处理器、选择器或一个或多个多路复用器(例如，用于每个接收信道的第二多路复用器29)在当前采样周期中根据QBOC相关性函数选择一组QBOC相关性来生成误差估算以驱动代码(CD)和载波(CR)反馈回路。在一个实施例中，QBOC相关性函数的零交点相对于BOC相关性函数的零交点偏移大约
图8是使用闭公式表示的BOC相关性函数(例如，用于BOC(1、1)信号)和QBOC相关性函数(例如，用于QBOC(1、1)信号)的曲线图。在图8中，竖直轴线提供相关性输出或幅度，并且水平轴线以时间为单位(例如，码片)。BOC相关性函数(例如，用于BOC(1、1)信号)由实线701示出，而QBOC相关性函数(例如，用于QBOC(1、1)信号)由虚线702示出。
图9是从BOC或QBOC信号分量获得的决定引导选择(DDsel)幅度的曲线图，并且表示(在任何单个采样周期或任何单个信号出现时间期间未同时使用用于任何接收信道的BOC和QBOC相关性的情况下，在多个采样周期中的BOC和QBOC相关性的)总相关性函数。总相关性函数表示(在任何单个采样周期或任何单个信号出现时间期间未同时使用用于任何接收信道的BOC和QBOC相关性的情况下，在多个采样周期中的BOC和QBOC相关性的)双重相关性函数、(在未同时选择用于任何接收信道的BOC和QBOC相关性的情况下在多个采样周期中的BOC和QBOC相关性的)决定引导相关性函数、或在采样周期或信号出现时间时由BOC或QBOC相关性引起的在多个采样周期中的间歇交替的相关性函数。竖直轴线表示幅度，而水平轴线表示以码片为单位的时间。例如，时间轴线上的零表示，在一个或多个采样间隔期间与在接收器处的BOC信号的本地副本完全关联或相关的BOC信号。
图10图示了选择或识别用于操作本文中所述的任何接收器、系统或方法的拉入模式或稳态模式的方法。图10的方法开始于步骤S701。
在步骤S701中，接收器被启动、开启或供电，并且以拉入模式作为操作的默认或启动模式。拉入模式是预对准状态，其中接收器试图对准本地副本信号的代码、相位和频率与所接收的复合信号以有效地、可靠地跟踪和解调所接收的复合信号。在拉入模式中，解调能量可以被划分到或分类到所接收的信号的BOC分量和QBOC分量之间，使得更难以精确地、可靠地恢复或解码对所接收的复合信号的调制。相反，在稳态模式中，解调能量主要集中在BOC分量中。
在步骤S717中，数据处理器或数字接收器部192确定计数器值(例如，计数器A)或(例如，决定增加模块220或计数器的)寄存器是否大于或等于M。对于所接收的复合BOC信号，如果在阈值数量的相继的采样周期或M信号出现时间中，主幅度连续超过次级幅度，则接收器(11)或数字接收器部192切换成稳态模式或被确定处于稳态模式中，否则接收器保持在拉入模式中或被确定处于拉入模式中。在一个配置中，所述阈值数量或M可以是大于三的任何整数。然而，阈值数量或M可以是通过接收器的经验证据、操作测试、工厂设置、可编程设置或其它方面被确定的任何适当的数量，对于复合BOC信号的一个或多个接收信道，所述数量可靠地表示接收器在稳态模式下的操作。如果计数器值大于或等于M，则方法继续执行步骤S724。然而，如果计数器值不大于或等于M，则方法继续执行步骤S702。
在步骤S702中，第一检测器201(例如，在图1、图3和图4中)或数据处理器检测BOC分量的主幅度。可以根据可以被交替地或累积地应用的各种技术而执行步骤S702。
在第一技术下，第一检测器201或数据处理器检测或测量包括同相BOC分量和正交相BOC分量的BOC分量的信号能量或总功率。
在第二技术下，在采样周期或时间间隔期间，第一检测器201或数据处理器应用方程3的相关性PBOC (0，1)，以为所接收的复合信号的BOC分量提供幅度(例如，理想幅度)估算值。例如，第一检测器201应用方程3的相关性PBOC (0，1)以为BOC分量提供理想幅度估算值：
其中
1_Y是同相BOC分量，并且
Q_Y是正交相BOC分量。
在第三技术下，第一检测器201或数据处理器使用线性近似方程4以简化或替代方程3的计算。在一个实施例中，方程4的线性近似具有可接受的并且便于快速估算主幅度的偏差。在第三技术下，在采样周期中(例如，通过检测器201、211)估算或检测主幅度或次级幅度基于分别对BOC和QBOC信号分量使用线性近似的以下方程：
其中，
μ是所选择的比例或恒定定标因子(例如，0.5)，
Wx是相关器的窗口尺寸，
I_Y是同相xBOC分量，并且
Q_Y是正交相xBOC分量，
xBOC表示所接收的复合信号的BOC或QBOC信号分量。在上述方程中，例如，第一检测器201检测BOC信号分量并且以BOC信号分量替代xBOC。
在步骤S704中，第二检测器211(在图1、图3和图4中)或数据处理器检测QBOC分量的次级幅度。可以根据可以被交替地或累积地应用的各种技术而执行步骤S704。
在第一技术下，第二检测器211或数据处理器检测或测量包括同相QBOC分量和正交相QBOC分量的QBOC分量的信号能量或总功率。
在第二技术下，第二检测器211或数据处理器应用方程3的相关性PQBOC (0，1)以为QBOC分量提供理想幅度估算值：
其中
I_Y是同相QBOC分量，并且
Q_Y是正交相QBOC分量。
在第三技术下，线性近似方程4简化或替代图3的计算。在一个实施例中，方程4的线性近似具有可接受的并且便于快速估算主幅度的偏差。在第三技术下，在采样周期中(例如，通过第二检测器211或数据处理器)估算或检测次级幅度基于分别对QBOC信号分量使用线性近似的以下方程：
其中，
μ是所选择的比例或恒定定标因子(例如，0.5)，
Wx是相关器的窗口尺寸，
I_Y是同相QBOC分量，并且
Q_Y是正交相QBOC分量。
在步骤S706中，决定单元35或电子数据处理器确定在采样周期中主幅度是否大于或等于次级幅度。例如，在步骤S706中，主幅度是否超过次级幅度？在步骤S706中，如果主幅度大于或等于次级幅度，则方法继续执行步骤S720。然而，如果主幅度不大于或等于次级幅度，则方法继续执行步骤S722。
在步骤S722中，数据处理器或数字接收器部192重置计数器(例如，计数器A)、寄存器或与决定增加模块220相关联的数据存储装置，并且然后返回到步骤S717。例如，数据处理器或数字接收器部192将计数器(例如，计数器A)、寄存器或数据存储装置设置成零。
在步骤S720中，数据处理器或数字接收器部192使计数器(例如，计数器A)、寄存器或与决定增加模块220相关联的数据存储装置递增。例如，数据处理器或数字接收器部192将计数器(例如，计数器A)、寄存器或与决定增加模块220相关联的数据存储装置增加一。
图11至图14的方法可以包含来自本文中公开的任何其它方法或系统的参考技术、过程、特征或元件。例如，图11至图14中的任何方法可以包括图7A到图10和附随文本中公开的任何类似步骤的一个或多个实施例或变化例。在所有附图中，类似的附图标记将表示类似的元件。如本文要求，在附图中，类似的术语可以表示类似的元件或特征。
图11公开了接收复合信号的方法。图11的方法类似于图7A的方法，除了图11的方法以S751替代步骤S711。在图7A和图11中类似的附图标记指示类似的步骤或过程。
可以在步骤S708或S710之后执行步骤S751。在步骤S751中，数据处理器或数字接收器部192处理所选择的相关性(例如，所选择的的大致即时BOC相关性或大致即时QBOC相关性)，以跟踪所接收的复合信号的载波，从而用于估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。
图12公开了接收复合信号的方法。图12共同地表示图12-1和图12-2。图12的方法类似于图7A的方法，除了图12的方法以步骤S811替代步骤S711。步骤S811包括步骤S752、S753和S754。在图7A和图12中类似的附图标记指示类似的步骤或过程。
在步骤S752中，在采样周期期间，数据处理器或数字接收器部192处理所选择的相关性(例如，所选择的的大致即时BOC相关性或大致即时QBOC相关性)，或在相继的采样周期中处理两个相关性(例如，大致即时BOC和QBOC相关性)，以跟踪所接收的复合信号的载波。例如，数据处理器或数字接收器部192处理所选择的的一组相关性的第一子组，以跟踪所接收的复合信号的载波，从而用于估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。在一个实施例中，第一子组包括即时BOC相关性或即时QBOC相关性。
在步骤S753中，在采样周期期间，数据处理器或数字接收器部192处理所选择的相关性(例如，所选择的的大致超前和滞后BOC相关性或大致超前和滞后QBOC相关性)，或在相继的采样周期中处理两个相关性(例如，大致超前和滞后BOC相关性和大致超前和滞后QBOC相关性)，以跟踪所接收的复合信号的代码。例如，在采样周期期间，数据处理器或数字接收器部192处理所选择的相关性的第二子组。第二子组包括超前BOC相关性和滞后BOC相关性的BOC对，或相应的超前QBOC相关性和相应的滞后QBOC相关性的QBOC对，其中各对相关性中的每个都具有第一码片间隔以驱动代码跟踪。数据处理器或数字接收器部192能够处理所选择的的一组相关性的第二子组以形成第一代码误差。
在步骤S754中，基于所跟踪的载波、所跟踪的代码或二者，数据处理器或数字接收器部192估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。
如虚线所示，步骤S752、S753和S754可以共同地标记为步骤S811。在某些实施例中，步骤S811稍微类似于图7A的步骤S711，并且S711的特征或方面可以应用于步骤S811。
图13公开了接收复合信号的方法。图13共同地表示图13-1和图13-2。图13的方法类似于图7A的方法，除了图13的方法以步骤S752、S755、S756和S754替代步骤S711。在图7A、图12和图13中，类似的附图标记指示类似的步骤或过程。
在步骤S752中，在采样周期期间，数据处理器或数字接收器部192处理所选择的相关性(例如，所选择的的大致即时BOC相关性或大致即时QBOC相关性)，或在相继的采样周期中处理两个相关性(例如，大致即时BOC和QBOC相关性)，以跟踪所接收的复合信号的载波。
在步骤S755中，数据处理器或数字接收器部192使用具有第一码片间隔的一组BOC相关性形成第一代码误差，并且数据处理器或数字接收器部192使用具有第二码片间隔的另一组BOC相关性形成第二代码误差，其中第一码片间隔和第二码片间隔是不同的。在一个实施例中，第一码片间隔在大约0.25个码片到大约0.5个码片的范围中。在一个实施例中，第二码片间隔在大约0.125个码片到大约0.25个码片的范围中。
在步骤S756中，数据处理器或数字接收器部192组合第一代码误差和第二代码误差(例如，成第三代码误差)以驱动代码跟踪。
在步骤S754中，基于所跟踪的载波、所跟踪的代码或二者，数据处理器或数字接收器部192估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。
图14公开了接收复合信号的方法。图14的方法开始于步骤S700。在图14和其它的附图中，类似的标记指示类似的元件、步骤或过程。
在步骤S700中，接收器11(例如，卫星导航接收器)或数字接收器部192接收二进制偏移载波(BOC)调制信号，以通过将所接收的信号与本地BOC副本混合或结合来获取BOC分量，并且通过将所接收的信号与本地QBOC副本结合来得到正交BOC(QBOC)分量。在一个实施例中，BOC分量包括同相BOC分量和正交相BOC分量，并且QBOC分量包括同相QBOC分量和正交相QBOC分量。例如，接收器11包括代码混频器42(图1)，以用于将BOC信号与来自一个或多个信号发生器的本地BOC或QBOC副本(例如，第一信号发生器32和第二信号发生器31的多路输出)混合或结合。
在步骤S702中，在采样周期或间隔期间，第一检测器201(例如，在图1、图3和图4中)或数据处理器检测BOC分量的主幅度。可以根据可以被替换地或累积地应用的各种技术执行步骤S702，如与图7A结合更完整地描述的那样。
在步骤S716中，数据处理器或数字接收器部192确定接收器是否处于稳态模式中。可以根据可以被替换地或累积地应用的各种技术执行步骤S716。
在第一技术中，在一个或多个采样周期中(例如，在当前采样周期之前，在一个或多个前一采样周期中)，如果检测到的主幅度等于或超过阈值幅度值，则数据处理器或数字接收器部192确定接收器在稳态模式下操作。例如，阈值幅度值可以基于所接收的信号的主幅度或信号强度，主幅度或信号强度表示所接收的信号的多数或大部分能量在采样周期中位于BOC分量内而不是位于QBOC分量内。
在第二技术下，通过确定在等于或大于阈值持续时间的时间内主幅度连续大于次级幅度，数据处理器或数字接收器部192确定接收器在稳态模式中操作，其中稳态模式与拉入模式是相互排斥的。所述阈值持续时间可以等于一个或多个采样周期或信号出现时间，或可以包括采样周期或信号出现时间的大致相继或连续的持续时间，在该持续时间中主幅度大于次级幅度。
在步骤S716中，如果接收器处于稳态模式中，则方法继续执行步骤S708。然而，如果接收器不处于稳态模式中或处于拉入模式中，则方法继续执行步骤S801。
在步骤S708中，在采样周期(例如，当前采样周期)中，数据处理器或数字接收器部192(例如，根据BOC相关性函数)选择一组BOC相关性。
在步骤S801中，数据处理器或数字接收器部192选择BOC或QBOC相关性，在采样周期期间BOC或QBOC相关性与具有最大幅度的所接收的复合信号的信号分量对应，或在一个或多个前一采样周期中，与具有最大幅度(例如，平均幅度)的接收的复合信号的信号分量对应。
在步骤S802中，在采样周期期间，数据处理器或数字接收器部192处理所选择的相关性(例如，用于稳态模式的BOC相关性，或用于拉入模式的BOC或QBOC相关性)，以跟踪所接收的复合信号的载波。
在步骤S803中，数据处理器或数字接收器部192使用所选择的具有第一码片间隔的相关性(例如，用于稳态模式的BOC相关性，或用于拉入模式的BOC或QBOC相关性)形成第一代码误差，以驱动代码跟踪。
在步骤S754中，基于所跟踪的载波、所跟踪的代码或二者，数据处理器或数字接收器部192估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。
本文中公开的方法和系统使用决定引导选择(DDSel)。在决定引导选择下，本公开内容的方法和系统使用BOC项和QBOC项中的保持更多信号能量的一个，而非使用BOC和QBOC二者，来处理代码和载波采集或拉入。因为本公开内容的方法和系统使用决定引导选择(DDSel)，由于与处理BOC项和QBOC项二者不同，决定引导选择基于选择处理BOC项或QBOC项，所以该方法和系统非常适合于减少计算载荷。在本文中公开的方法和系统中，在接收器处，DDSel可以迅速地、可靠地选择适当的BOC或QBOC过程来采集或拉入BOC信号，其中因为在总相关性函数中不存在零交点，所以在拉入或采集期间较宽的相关器可以使用半码片间隔延迟线。此外，通过依靠使用点积载波误差函数来消除或减少其对代码误差的依赖关系，DDSel支持频率误差和相位误差的无模糊确定。DDSel使用无模糊DDSel频率误差项，以用于所接收的信号的载波拉入或采集。因为使用具有更好信噪比(SNR)的误差分量(BOC或QBOC误差分量)，所以与某些现有技术相比，该方法和系统非常适合于提供更快的拉入性能，更好的信噪比有助于减少由噪声引起的回路测量波动。
对于BOC(m、n)或QBOC(m、n)的输入，DDSel技术可以在宽相关器、窄相关器、窗口相关器或前述相关器的组合的环境中使用。DDSel可以限制窗口/码片间隔以拉入或采集所接收的信号的代码。DDSel使用包络幅度估算来确定如何根据交替的BOC或QBOC处理路径来处理所接收的信号。本文中公开的方法和系统可以简化具有近似方程的幅度估算，如前所述。在某些配置中，如使用上述近似方程，DDSel能够提供与应用于半码片间隔延迟线的被接收的BOC信号输入相当的幅度检测速度。
用于接收复合信号的方法的替换实施例将两个BOC超前减去滞后代码误差与不同的码片间隔组合以驱动代码跟踪。然而，在该替换的操作模式下，DDSel仍然提供载波跟踪和幅度估算。
在另一可替换的实施例中，接收器操作模式可以从用于采集模式的DDSel切换成单个窗口BOC(SWin-BOC)以锁定在或布置成采集模式。
已经描述了优选实施例，显然可以在没有脱离在附随权利要求中限定的本发明范围的情况下作出各种修改例。

Claims (24)

1.一种用于接收被接收的复合信号的方法，所述方法包括以下步骤：
接收包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的复合信号，以通过将所接收的复合信号与本地BOC副本结合来获取BOC分量，并且通过将所接收的复合信号与本地QBOC副本结合来得到正交BOC(QBOC)分量，BOC分量包括同相BOC分量和正交相位BOC分量，QBOC分量包括同相QBOC分量和正交相位QBOC分量；
检测BOC分量的主幅度；
检测QBOC分量的次级幅度；
确定在采样周期中BOC分量的主幅度是否超过QBOC分量的次级幅度；
如果在采样周期中BOC分量的主幅度超过或等于QBOC分量的次级幅度，则在采样周期中选择即时BOC相关性；
如果在采样周期中QBOC分量的次级幅度超过BOC分量的主幅度，则在采样周期中选择即时QBOC相关性；
在采样周期期间，处理所选择的即时BOC相关性或所选择的即时QBOC相关性，或在相继的采样周期中处理这两个相关性，以跟踪所接收的复合信号的载波；
使用具有第一码片间隔的一组BOC相关性来形成第一代码误差，并且使用具有第二码片间隔的另一组BOC相关性来形成第二代码误差，其中第一码片间隔和第二码片间隔是不同的；
结合第一代码误差和第二代码误差以驱动代码跟踪；以及
估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所选择的即时BOC或QBOC相关性的步骤进一步包括使用BOC相关性以用于：
根据频率误差函数来确定第一载波频率误差；以及
如果在采样周期中主幅度超过次级幅度，则根据相位误差函数来确定第一载波相位误差。
3.根据权利要求2所述的方法，其中第一代码误差函数针对第一代码误差使用超前BOC相关性和滞后BOC相关性的BOC对，超前BOC相关性和滞后BOC相关性之间具有第一码片间隔。
4.根据权利要求3所述的方法，其中第一码片间隔在0.25个码片到0.5个码片的范围中。
5.根据权利要求3所述的方法，其中第二代码误差函数选择存在第二码片间隔的超前BOC相关性和滞后BOC相关性的BOC对，以用于第二代码误差，其中第一码片间隔与第二码片间隔不同。
6.根据权利要求5所述的方法，其中第二码片间隔在0.125个码片到0.25个码片的范围中。
7.根据权利要求1所述的方法，其中第一代码误差具有0.25个码片的第一码片间隔并包括第一超前减去滞后误差函数，并且其中第二代码误差具有0.125个码片的第二码片间隔并包括第二超前减去滞后误差函数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中处理所选择的即时BOC相关性或QBOC相关性的步骤进一步包括使用QBOC相关性以用于：
根据频率误差函数来确定第二载波频率误差；以及
如果在采样周期中主幅度小于次级幅度，则根据相位误差函数来确定第二载波相位误差。
9.根据权利要求8所述的方法，其中第二相位误差函数包括具有0.4个码片的码片间隔的QBOC超前减去滞后函数。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在拉入模式期间，执行上述选择、检测和确定步骤；
在拉入或采集所接收的复合信号的代码和相位之后，识别接收器的稳态模式；以及
除非周跳出现，否则仅选择BOC相关性用于稳态模式并且在稳态模式期间仅在信号出现时间内使用BOC误差函数。
11.根据权利要求1所述的方法，其中：
所接收的复合信号的每个被接收的信道或载波都具有至少一个相关器，并且
在采样周期中对主幅度或次级幅度的选择基于分别对BOC和QBOC信号分量使用线性近似的以下方程：
其中
μ是所选择的比例或恒定缩放因子，
TAP表示相应相关器的分接头或输出，
Wx是相关器的窗口尺寸，
I_Y是同相xBOC分量，
Q_Y是正交相位xBOC分量，并且
xBOC表示所接收的复合信号的BOC或QBOC信号分量。
12.根据权利要求1所述的方法，其中主幅度包括BOC同相分量和BOC正交相位分量的组合信号功率；并且其中，次级幅度包括QBOC同相分量和QBOC正交相位分量的组合信号功率。
13.根据权利要求1所述的方法，其中
用于BOC幅度函数的零交点相对于用于QBOC幅度函数的零交点偏离其中NBOC等于BOC(m、n)的m/n，其中BOC(m、n)表示BOC信号，m是fm/fc并且n是fn/fc，fm是第一副载波频率，fn是实际码片频率，并且fc是参考码片速率。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
针对载波相位回路的每个相继的采样周期，具有较大幅度的xBOC相关性形成载波相位误差估算值，其中使用同相和正交相位分量的叉积解决来自BOC未对准的正弦或余弦的模糊性。
15.根据权利要求1所述的方法，其中：
在采样周期中根据BOC相关性函数选择即时BOC相关性，并且如果在当前采样周期中主幅度超过或等于次级幅度，则与用于之前采样周期的即时BOC相关性结合以形成BOC叉积载波频率估算值，或者
在采样周期中根据QBOC相关性函数选择即时QBOC相关性，并且如果次级幅度超过主幅度，则与用于之前采样周期的即时QBOC相关性结合以形成QBOC叉积载波频率估算值。
16.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所接收的信号的代码采集之后，并且在稳态模式期间，仅使用所述一组BOC相关性来驱动代码和载波跟踪，在稳态模式中，在满足或超过阈值持续时间的一个或多个采样周期中，本地代码副本和本地载波副本与所接收的信号的相位或相应的代码和载波同步。
17.一种用于接收被接收的复合信号的系统，所述系统包括：
接收器前端，所述接收器前端用于接收包括二进制偏移载波(BOC)调制信号的复合信号；
第一信号发生器，所述第一信号发生器用于生成用于任何采样周期的码片副本；
第二信号发生器，所述第二信号发生器用于生成用于任何采样周期的本地BOC副本或正交BOC副本；
数据处理器，所述数据处理器适于通过与本地BOC副本结合来获取BOC分量并且通过与本地QBOC副本结合来得到正交BOC(QBOC)分量，BOC分量包括同相BOC分量和正交相位BOC分量，QBOC分量包括同相QBOC分量和正交相位QBOC分量；
第一检测器，所述第一检测器用于检测BOC分量的主幅度；
第二检测器，所述第二检测器用于检测QBOC分量的次级幅度；
数据处理器包括估算器，所述估算器用于确定在采样周期中BOC分量的主幅度是否超过QBOC分量的次级幅度；
数据处理器还包括选择器，所述选择器用于在BOC分量的主幅度在采样周期中超过或等于QBOC分量的次级幅度时，在采样周期中根据BOC相关性函数选择即时BOC相关性；
选择器适于在QBOC分量的次级幅度在采样周期中超过BOC分量的主幅度时，根据QBOC相关性函数选择即时QBOC相关性，其中所选择的具有较大幅度的xBOC相关性支持所接收的信号的无模糊代码采集；其中xBOC表示BOC或QBOC；
数据处理器还包括跟踪模块，所述跟踪模块用于处理所选择的相关性以跟踪所接收的复合信号的载波；
数据处理器进一步被配置成用于使用具有第一码片间隔的一组BOC相关性形成第一代码误差，所述数据处理器适于使用具有与第一码片间隔不同的第二码片间隔的另一组BOC相关性形成第二代码误差，并且数据处理器适于组合第一代码误差和第二代码误差以驱动代码跟踪；
数据处理器进一步被配置成用于估算接收器天线和发送所接收的复合信号的卫星发射器之间的距离。
18.根据权利要求17所述的系统，其中跟踪模块适于使用BOC相关性以：
根据频率误差函数来确定第一载波频率误差；以及
如果在采样周期中主幅度超过次级幅度，则根据相位误差函数来确定第一载波相位误差。
19.根据权利要求17所述的系统，其中第一代码误差具有0.25个码片的第一码片间隔并包括第一超前减去滞后误差函数，并且其中第二代码误差具有0.125个码片的第二码片间隔并包括第二超前减去滞后误差函数。
20.根据权利要求17所述的系统，其中跟踪模块适于选择即时BOC相关性或QBOC相关性并且进一步包括使用QBOC相关性以：
根据频率误差函数来确定第二载波频率误差；以及
如果在采样周期中主幅度小于次级幅度，则根据相位误差函数来确定第二载波相位误差。
21.根据权利要求17所述的系统，其中第二相位误差函数包括具有0.4个码片的码片间隔的QBOC超前减去滞后函数。
22.根据权利要求17所述的系统，其中数据处理器适于：
在拉入模式期间，执行上述选择、检测和确定步骤；
在拉入或采集所接收的复合信号的代码和相位之后，识别接收器的稳态模式；以及
除非周跳出现，否则仅选择BOC相关性用于稳态模式并且在稳态模式期间仅在信号出现时间内使用BOC误差函数。
23.根据权利要求17所述的系统，其中：
所接收的复合信号的每个被接收的信道或载波都具有至少一个相关器，并且
选择器或数据处理器适于基于分别对BOC和QBOC信号分量使用线性近似的以下方程，在采样周期中选择主幅度或次级幅度：
其中
μ是所选择的比例或恒定缩放因子，
TAP表示相应相关器的分接头或输出，
Wx是相关器的窗口尺寸，
I_Y是同相xBOC分量，
Q_Y是正交相位xBOC分量，并且
xBOC表示所接收的复合信号的BOC或QBOC信号分量。
24.根据权利要求17所述的系统，其中主幅度包括BOC同相分量和BOC正交相位分量的组合信号功率；并且其中，次级幅度包括QBOC同相分量和QBOC正交相位分量的组合信号功率。
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