CN116953748A - 多路径环境中的直接及反射导航卫星信号参数的检测及估计 - Google Patents

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CN116953748A CN202310315489.0A CN202310315489A CN116953748A CN 116953748 A CN116953748 A CN 116953748A CN 202310315489 A CN202310315489 A CN 202310315489A CN 116953748 A CN116953748 A CN 116953748A
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Abstract

本公开涉及多路径环境中的直接及反射导航卫星信号参数的检测及估计。在各种实施例中，安置在用户装置上的半导体封装的逻辑同时接收来自(若干)卫星的多个信号，每一信号在多路径环境中沿着每一(些)卫星与所述用户装置之间的不同路径行进。所述逻辑基于对所述所接收信号的分析来识别落在跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，且基于对来自至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定每一信号峰值的峰值参数估计。所述逻辑将对每一信号峰值的所述所确定峰值参数估计提供到所述用户装置的位置引擎“PE”以计算所述用户装置的导航解决方案(例如，位置、速度及/或时间等)。

Description

多路径环境中的直接及反射导航卫星信号参数的检测及估计
版权声明
本专利文件的公开内容的一部分含有受版权保护的材料。版权所有人不反对任何人拓制出现在专利商标局专利文件或记录中的专利文件或专利公开，但在其它方面保留所有版权权利。
技术领域
本公开大体上涉及用于使用导航卫星实施地理位置确定的方法、系统及设备，且更具体来说，涉及用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，全球导航卫星系统(“GNSS”)等)信号参数的检测及估计的方法、系统及设备。
背景技术
多路径(“MP”)信号是GNSS接收器的关键误差源。在城市环境中，GNSS接收器可观测来自卫星的直接视线(“LOS”)信号，及/或反射邻近物体(例如，建筑物)的一或多个非视线(“NLOS”)信号。GNSS导航接收器中的测量引擎(“ME”)负责向位置引擎(“PE”)提供无偏LOS伪距、多普勒及载波相位测量。在多路径环境中，归因于MP信号，ME可能产生有偏测量(其随后发送到PE)，从而导致导航解决方案的较差准确性。在常规GNSS接收器中，每一跟踪通道仅提供单组测量的事实使情况变得更复杂。
因此，需要用于使用导航卫星实施地理位置确定的更稳健及可扩展的解决方案，且更具体来说，需要用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的方法、系统及设备。
发明内容
本公开的技术大体上涉及用于使用导航卫星实施地理位置确定的工具及技术，且更具体来说，涉及用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的方法、系统及设备。
在一个方面中，提供一种安置在用户装置内的半导体封装。所述半导体封装包括逻辑，所述逻辑经配置以：基于对从第一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所述多个信号中的每一者在多路径(“MP”)环境内沿着所述第一卫星与所述用户装置之间的不同路径行进，所述所识别的两个或更多个信号峰值对应于所述多个信号当中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在所述跟踪孔径的所述第一组码延迟值及所述第一组频率偏移值内；基于对来自所述所识别的两个或更多个信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定所述至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计；及将对所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述用户装置的位置引擎(“PE”)，所述位置引擎经配置以至少部分基于所述所确定的一或多个峰值参数估计来计算所述用户装置的导航解决方案。
在一些实施例中，所述逻辑经进一步配置以：将所述多个卫星信号当中的每一卫星信号频移到基带频率；将每一频移卫星信号与相关联于所述第一卫星的伪随机数(“PRN”)码序列进行卷积以产生时序化同相及正交(“I/Q”)流，其中所述时序化基带I/Q流包括多个I/Q样本流，其中每一I/Q样本流从中心或对准(prompt)相位码相移达抽头间隔的倍数，其中所述抽头间隔对应于基于所述PRN码序列的码延迟，其中所述抽头间隔的所述倍数共同对应于由多个PRN码偏移定义的多个码抽头，其中每一I/Q样本流对应于在预定积分(“PDI”)时间内的码相移I/Q信号；及将每一频移信号的所述所产生的时序化基带I/Q流作为I/Q样本的二维(“2D”)阵列存储在所述卫星导航装置的后相关缓冲器(“PCB”)中，所述I/Q样本通过沿着所述2D阵列的第一维度的码抽头及沿着所述2D阵列的第二维度的后相关样本索引来存储。
根据一些实施例，所述逻辑经进一步配置以：通过实施包括最外循环、中级循环及最内循环的三级迭代循环来产生网格能量值的2D阵列，所述网格能量值在由所述MTC产生的所有码抽头的可编程持续时间、多个频率格及可编程格间隔内相干地及非相干地积分，其中实施所述三级迭代循环包括针对所述多个码抽头中的每一者的所述多个频率格中的每一者重复以下操作：使用所述最外循环在存储在所述PCB中的所述多个码抽头当中选择一个码抽头以输入到所述GP中；使用所述中级循环选择要应用于所述选定码抽头的格频率；及使用所述最内循环通过所述GP处理对应于所述选定码抽头的I/Q样本流以产生所述选定码抽头及所述选定频率格的当前标量网格能量值；及将所述多个码抽头中的每一者的所述多个频率格中的每一者的所述当前标量网格能量值存储或存储且累加在所述卫星导航装置的能量网格缓冲器(“EGB”)中，所述当前标量网格能量值通过沿着所述2D阵列的第一维度的码抽头及沿着所述2D阵列的第二维度的频率格来存储。
在一些实施例中，所述逻辑经进一步配置以：识别所述EGB内出现能量峰值的至少一个位置，其中每一能量峰值对应于超过预定能量阈值的当前标量网格能量值，其中所述EGB内的所述至少一个位置当中的每一所识别位置对应于与每一能量峰值相关联的码抽头及频率格；确定对应于每一能量峰值的至少一个信号参数估计，所述至少一个信号参数估计包括峰值粗频率估计、使用峰值拟合的经细化峰值码相位估计或经细化峰值信号强度(“CNo”)估计中的至少一者；及将所识别的能量峰值的列表及对应所确定的至少一个信号参数估计存储在多峰值报告(“MPR”)缓冲器中。
根据一些实施例，所述逻辑经进一步配置以：基于存储在所述MPR缓冲器中的所识别的能量峰值的所述列表及对应所确定的至少一个信号参数估计来识别所述PCB中对应于每一所识别的能量峰值的最近码抽头；将至少一个算法应用于对应于所述所识别的最近码抽头的所述I/Q样本以细化频率估计、相位估计或导航数据位估计中的至少一者，其中所述至少一个算法包括锁相环(“PLL”)算法、锁频环(“FLL”)算法或开环lag-N复叉积算法中的至少一者；及将所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者存储在所述MPR缓冲器中，其中所述MPR缓冲器中的所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者对应于所述一或多个峰值参数估计。在一些情况下，将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述PE包括将所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者发送到所述PE。
在一些实施例中，基于确定出现两个或更多个能量峰值，所述两个或更多个能量峰值中的一者被确定为直接视线(“LOS”)信号，且所述两个或更多个能量峰值中的其它能量峰值被确定为一或多个反射非视线(“NLOS”)信号，所述逻辑经进一步配置以：分析对应于每一反射NLOS信号的能量峰值的所述所确定的至少一个信号参数估计以确定每一反射NLOS信号相对于所述直接LOS信号的相对MP偏差；响应于后续确定所述直接LOS信号已经丢失，通过基于每一反射NLOS信号的所述所确定的相对MP偏差进行偏差校正来调整所述一或多个反射NLOS信号中的至少一者以用作对应至少一个伪LOS信号；及响应于随后确定所述直接LOS信号已经再次被检测到及重新获取，用所述重新获取的直接LOS信号替换所述至少一个伪LOS信号。
根据一些实施例，基于确定出现两个或更多个能量峰值，所述两个或更多个能量峰值中的一者被确定为直接视线(“LOS”)信号，且所述两个或更多个能量峰值中的其它能量峰值被确定为一或多个反射非视线(“NLOS”)信号，所述逻辑经进一步配置以：响应于确定所述直接LOS信号已经丢失，基于所述EGB内对应于丢失之前的所述直接LOS信号的所述所识别的至少一个位置的外推，确定对应于所述所丢失的直接LOS信号的预测码抽头及预测频率格，且基于所述所确定的预测码抽头及所述所确定的预测频率格产生伪LOS信号；及响应于随后确定所述直接LOS信号已被再次检测到及重新获取，用所述重新获取的直接LOS信号替换所述伪LOS信号。
在一些实施例中，所述多个信号包括全球导航卫星系统(“GNSS”)信号，其中来自所述所接收的多个信号的所述信号参数包括信号功率、码延迟、载波相位、载波频率或数据位及/或类似者中的至少一者。
根据一些实施例，所述逻辑经进一步配置以：确定所述两个或更多个信号中的一者是否是直接视线(“LOS”)信号，而不是从所述第一卫星接收的一或多个反射非视线(“NLOS”)信号；及至少部分基于与所述直接LOS信号相关联的所述经测量信号参数来计算所述用户装置与所述第一卫星之间的LOS伪距、来自所述第一卫星的所述所识别的直接LOS信号的多普勒频移、或来自所述第一卫星的所述直接LOS信号的载波信号的相位中的至少一者。在一些情况下，所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计包括所述LOS伪距、所述所识别的直接LOS信号的所述多普勒频移、或所述直接LOS信号的所述载波信号的所述相位及/或类似者中的所述所计算的至少一者。
在一些实施例中，所述逻辑经进一步配置以：确定所述两个或更多个卫星信号中的一者是否是最早检测到的信号或所述最早检测到的信号之后的最强检测到的信号中的至少一者，其中最早检测到的信号或所述最早检测到的信号之后的最强检测到的信号中的所述至少一者对应于所述至少一个信号峰值。
根据一些实施例，所述用户装置与两个或更多个卫星通信地耦合，且识别落在所述跟踪孔径内的所述两个或更多个信号峰值包括基于对从所述两个或更多个卫星中的每一者接收的多个卫星信号的分析来识别落在跨越沿着所述第一维度的所述第一组码延迟值及沿着所述第二维度的所述第一组频率偏移值的所述跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所述多个卫星信号中的每一者在所述MP环境内沿着所述两个或更多卫星当中的每一卫星与所述用户装置之间的不同路径行进，所述所识别的两个或更多个信号峰值针对每一卫星对应于所述多个信号当中的两个或更多个信号，所述所识别的两个或更多个信号峰值针对所述两个或更多个卫星当中的其它卫星与所述多个信号当中的两个或更多个信号相关。
在一些实施例中，所述逻辑经进一步配置以：从自所述第一卫星接收的所述多个卫星信号收集来自高码片率频带及低码片率频带两者的测量；分析所述高码片率频带的所述所收集的测量以识别及放大所述低码片率频带的任何不确定性；及响应于识别及放大至少一个低码片率频带的不确定性，基于所述至少一个低码片率频带的所述所识别及放大的不确定性，依据多路径测量偏差的水平标记所述至少一个低码片率频带。
根据一些实施例，从所述第一卫星连续接收所述多个信号，且其中识别所述两个或更多个信号峰值，确定所述一或多个峰值参数及将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述PE随着时间的推移连续执行。
在另一方面中，一种方法包括：使用用户装置的计算系统基于对从第一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所述多个信号中的每一者在多路径(“MP”)环境内沿着所述第一卫星与所述用户装置之间的不同路径行进，所述所识别的两个或更多个信号峰值对应于所述多个信号当中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在所述跟踪孔径的所述第一组码延迟值及所述第一组频率偏移值内；使用所述计算系统基于对来自所述所识别的两个或更多信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定所述至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计；及使用所述计算系统将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述用户装置的位置引擎(“PE”)，所述位置引擎经配置以至少部分基于所述所确定的一或多个峰值参数估计来计算所述用户装置的导航解决方案。
在一些实施例中，所述计算系统包括多抽头相关器(“MTC”)、网格处理器(“GP”)、信号峰值检测器(“PD”)、峰值参数估计器(“PPE”)、测量引擎(“ME”)、数字信号处理器(“DSP”)或其它处理器及/或类似者中的至少一者。
根据一些实施例，所述方法进一步包括：使用所述计算系统将所述多个信号当中的每一信号频移到基带频率；使用所述计算系统将每一频移信号与相关联于所述第一卫星的伪随机数(“PRN”)码序列进行卷积以产生时序化基带同相及正交(“I/Q”)流，其中所述时序化基带I/Q流包括多个I/Q样本流，其中每一I/Q样本流从中心或对准相位码相移达抽头间隔的倍数，其中所述抽头间隔对应于基于所述PRN码序列的码延迟，其中所述抽头间隔的所述倍数共同对应于由多个PRN码偏移定义的多个码抽头，其中每一I/Q样本流对应于在预定积分(“PDI”)时间内的码相移I/Q信号；及使用所述计算系统将针对每一频移信号产生的所述时序化基带I/Q流作为I/Q样本的二维(“2D”)阵列存储在所述用户装置的后相关缓冲器(“PCB”)中，所述I/Q样本通过沿着所述2D阵列的第一维度的码抽头及沿着所述2D阵列的第二维度的后相关样本索引来存储。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：使用所述计算系统通过实施包括最外循环、中级循环及最内循环的三级迭代循环来产生网格能量值的2D阵列，所述网格能量值在由所述计算系统产生的所有码抽头的可编程持续时间、多个频率格及可编程格间隔内相干地及非相干地积分，其中实施所述三级迭代循环包括针对所述多个码抽头中的每一者的所述多个频率格中的每一者重复以下操作：使用所述最外循环在存储在所述PCB中的所述多个码抽头当中选择一个码抽头；使用所述中级循环选择要应用于所述选定码抽头的格频率；及使用所述最内循环处理对应于所述选定码抽头的I/Q样本流以产生所述选定码抽头及所述选定频率格的当前标量网格能量值；及使用所述计算系统将所述多个码抽头中的每一者的所述多个频率格中的每一者的所述当前标量网格能量值存储或存储且累加在所述用户装置的能量网格缓冲器(“EGB”)中，所述当前标量网格能量值通过沿着所述2D阵列的第一维度的码抽头及沿着所述2D阵列的第二维度的频率格来存储。
根据一些实施例，所述方法进一步包括：使用所述计算系统识别所述EGB内出现能量峰值的至少一个位置，其中每一能量峰值对应于超过预定能量阈值的当前标量网格能量值，其中所述EGB内的所述至少一个位置当中的每一所识别位置对应于与每一能量峰值相关联的码抽头及频率格，其中所述能量峰值对应于所述至少一个信号峰值中的每一者，其中与每一能量峰值相关联的所述码抽头及所述频率格分别对应于所述两个或更多个信号当中的信号的所述相对码延迟及所述相对频率偏移，所述信号对应于所述至少一个信号峰值中的每一者；使用所述计算系统确定对应于每一能量峰值的至少一个信号参数估计，所述至少一个信号参数估计包括峰值粗频率估计、使用峰值拟合的经细化峰值码相位估计或经细化峰值信号强度(“C/No”)估计中的至少一者；及使用所述计算系统将所识别的能量峰值的列表及对应所确定的至少一个信号参数估计存储在多峰值报告(“MPR”)缓冲器中。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：使用所述计算系统基于存储在所述MPR缓冲器中的所识别的能量峰值的所述列表及对应所确定的至少一个信号参数估计来识别所述PCB中对应于每一所识别的能量峰值的最近码抽头；使用所述计算系统将至少一个算法应用于对应于所述所识别的最近码抽头的所述I/Q样本以细化频率估计、相位估计或导航数据位估计中的至少一者，其中所述至少一个算法包括锁相环(“PLL”)算法、锁频环(“FLL”)算法或开环lag-N复叉积算法中的至少一者；及使用所述计算系统将所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者存储在所述MPR缓冲器中，其中所述MPR缓冲器中的所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者对应于所述一或多个峰值参数估计。在一些例项中，将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述PE包括使用所述计算系统将所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者发送到所述PE。
在又一方面中，提供一种卫星导航装置。所述卫星导航装置包括：计算系统，其包括：至少一个第一处理器；及第一非暂时性计算机可读媒体，其通信地耦合到所述至少一个第一处理器，所述第一非暂时性计算机可读媒体具有存储在其上的计算机软件，所述计算机软件包括第一组指令，所述第一组指令当由所述至少一个第一处理器执行时使所述计算系统：基于对从第一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所述多个信号中的每一者在多路径(“MP”)环境内沿着所述第一卫星与所述卫星导航装置之间的不同路径行进，所述所识别的两个或更多个信号峰值对应于所述多个信号当中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在所述跟踪孔径的所述第一组码延迟值及所述第一组频率偏移值内；基于对来自所述所识别的两个或更多信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定所述至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计；及将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述卫星导航装置的位置引擎(“PE”)，所述位置引擎经配置以至少部分基于所述所确定的一或多个峰值参数估计来计算所述卫星导航装置的导航解决方案。
在不脱离本发明的范围的情况下，可对所讨论的实施例进行各种修改及添加。例如，虽然上文描述的实施例涉及特定特征，但本发明的范围还包含具有不同特征组合的实施例及不包含所有上文描述的特征的实施例。
在附图及下文描述中阐述本公开的一或多个方面的细节。将从描述及图式，且从权利要求书明白本公开中描述的其它特征、目标及优点。
附图说明
可通过参考说明书及附图的其余部分来实现对特定实施例的性质及优点的进一步理解，其中相同参考数字用于指代相似组件。在一些例项中，子标签与参考数字相关联以表示多个相似组件中的一者。当参考参考数字而不指明现有子标签时，其意在指代所有这样的多个相似组件。
图1是说明根据各种实施例的用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，全球导航卫星系统(“GNSS”)等)信号参数的检测及估计的系统的示意图。
图2是说明根据各种实施例的可用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的卫星导航装置的组件之间的交互的非限制性实例的示意性流程框图。
图3A到3G是说明根据各种实施例的在多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的实施期间图2的组件之间的交互的各种非限制性实例的示意图。
图4A到4J是说明根据各种实施例的用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的方法的流程图。
图5是说明根据各种实施例的计算机或系统硬件架构的实例的框图。
具体实施方式
概述
各种实施例提供用于使用导航卫星实施地理位置确定的工具及技术，且更具体来说，提供用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的方法、系统及设备。
在各种实施例中，用户装置(例如，卫星导航装置或具有卫星导航功能性的用户装置或类似者)的计算系统同时从第一卫星接收多个信号，多个信号中的每一者在多路径(“MP”)环境内沿着第一卫星与用户装置之间的不同路径行进。计算系统分析所接收的多个信号以识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所识别的两个或更多个信号峰值对应于多个信号当中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在跟踪孔径的第一组码延迟值及第一组频率偏移值内。计算系统同时测量来自所识别的两个或更多个信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数以确定至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计；且将至少一个信号峰值中的每一者的所确定的一或多个峰值参数估计提供到用户装置的位置引擎(“PE”)以计算用户装置的导航解决方案。
在本文描述的各个方面中，提供用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的系统及方法。多路径信号是卫星导航(例如，GNSS等)接收器的关键误差源，且各种实施例使能够稳健地检测及估计视线(“LOS”)信号及非视线(“NLOS”)信号的信号参数。例如，每一NLOS信号在功率、码延迟、载波相位及频率等方面不同于LOS信号。NLOS信号通常(尽管不总是)比LOS信号更弱，这是归因于反射表面吸收或分散RF功率(例如，NLOS信号可能被阻挡(即，导致无信号)或衰减(即，较弱；例如归因于传输经过树冠或类似者))。归因于NLOS信号所行进的过量路径，NLOS信号在码相位上相对于LOS信号延迟。归因于用户或车辆相对于MP反射表面的相对运动(例如，MP多普勒效应或类似者)，NLOS信号频率不同于LOS信号。在静止用户动态中，其中存在IGNSS装置的缓慢移动到没有移动，多路径峰值的多普勒频率差异大大减小，因此将网格分析限制为仅码相位维度(即，沿着码相位轴的一维向量或类似者)。同样在这种情况下，多路径相关向量可能被近入多路径效应扭曲及/或含有多个不同相关峰值。与直接LOS信号路径相比，不同峰值可见性取决于信号码片率(例如，相关响应基宽)及每一MP信号所行进的过量路径长度。在存在用户动态的情况下，多路径相关峰值也可在频域中区分自己。每一多路径信号可以不同多普勒偏移为中心，这是由用户相对于MP反射表面的相对运动所引起。随着用户动态增加，频率差异也增加。GNSS接收器或其它卫星导航接收器中的测量引擎(“ME”)负责向位置引擎(“PE”)提供无偏LOS伪距、多普勒及载波相位测量。在多路径环境中，ME可将有偏测量(例如，归因于近入MP效应(例如，扭曲相关向量)等而跟踪有偏NLOS MP信号而不是LOS信号，或报告有偏LOS测量)产生到PE，从而导致较差导航解决方案(其包含位置、速度及时间(“PVT”)解决方案)。各种实施例用于通过提供跟踪测量的网格来使测量引擎同时意识到多个信号(与每一跟踪通道仅提供单组测量的常规方法相比)。
多个测量使ME能够辨识多路径的存在并采取校正动作，包含但不限于：(i)从多个较晚到达的多路径信号(例如，NLOS)中选择最早到达的信号(例如，LOS或最低残差测量)；(ii)标记或放大被怀疑具有MP效应的高码片率测量的不确定性，借此允许导航解决方案根据它们的质量及MP效应适当地加权测量；(iii)标记或放大低码片率测量的不确定性(其中较高码片率频带可更好地区分多路径峰值，且通过从同一卫星传输收集来自高及低码片率频带两者的测量，可使用多个峰值的高码片率观测来帮助标记及放大低码片率测量的不确定性，且基于至少一个低码片率频带的所识别及放大的不确定性依据多路径测量偏差的水平来标记至少一个低码片率频带)；及/或类似者。在本文，“高码片率”可指代～10MHz的码片率(例如具有L5频带信号或类似者)，而“低码片率”可指代～1MHz的码片率(例如具有L1频带信号或类似者)。利用高码片率测量，与低码片率测量的分辨率(例如，约300m)相比，可获得更高分辨率(例如，就基宽或分离多路径偏差的几何距离而言，低到约30m或类似者)。
多个测量还使ME能够提供稳健信号获取及重新获取(例如，在隧道、城市树冠等中的信号遮挡之后)。虽然PE(例如，在使用如传感器的可选增强的情况下)可将GNSS接收器或其它卫星导航接收器的网格跟踪器或网格孔径维持在LOS信号的最可能位置(本文被称为“PE辅助”)，但这种PE辅助基于几个未建模因素及挑战性或遮挡环境中的导航信号匮乏而随时间降级。一旦接收器离开遮挡情形，网格将获得由PE提供的网格对准点周围所有检测到的峰值的视图。接着，ME将评估可用峰值并选择最可能LOS信号，且用选定网格峰值信号参数对跟踪循环进行播种。如下文展示及描述，各种实施例提供优于单独PE辅助的稳健信号获取及重新获取(但可结合PE辅助使用)。
参考附图更详细描述用于多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的系统及方法的这些及其它方面。
以下详细描述更详细说明几个实施例以使所属领域的技术人员能够实践这样的实施例。所描述实施例是为了说明目的而提供，且并不意在限制本发明的范围。
在以下描述中，出于解释目的，阐述许多细节，以便提供对所描述实施例的透彻理解。然而，对于所属领域的技术人员来说将显而易见的是，可在没有这些细节中的一些的情况下实践本发明的其它实施例。在其它例项中，一些结构及装置以框图形式展示。本文描述几个实施例，且虽然各种特征归于不同实施例，但应了解，关于一个实施例描述的特征也可与其它实施例合并。然而，出于同样原因，任何所描述实施例的单个特征或若干特征都不应被视为本发明的每一实施例所必需的，因为本发明的其它实施例可省略这些特征。
除非另有说明，否则本文用于表达所使用的数量、尺寸等的所有数字应被理解为在所有例项中由术语“约”修饰。在本申请案中，单数的使用包含复数，除非另有特别说明，且术语“及”及“或”的使用意指“及/或”，除非另有说明。此外，术语“包含(including)”以及其它形式(例如“包含(includes)”及“被包含”的使用应被视为非排它性的。此外，例如“元件”或“组件”的术语涵盖包括一个单元的元件及组件以及包括多于一个单元的元件及组件，除非另有特别说明。
本文描述的各种实施例在体现(在一些情况下)软件产品、计算机执行方法及/或计算机系统的同时，代表对现有技术领域的有形、具体改进，包含但不限于卫星导航技术、GNSS技术、测量引擎(“ME”)技术、基于多路径(“MP”)环境的LOS信号检测技术及/或类似者。在其它方面中，一些实施例可改进用户设备或系统本身(例如，卫星导航系统、GNSS系统、测量引擎(“ME”)系统、基于多路径(“MP”)环境的LOS信号检测系统等)的功能，例如，通过使用用户装置的计算系统基于对从第一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，多个信号中的每一者在多路径(“MP”)环境内沿着第一卫星与用户装置之间的不同路径行进，所识别的两个或更多个信号峰值对应于多个信号中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在跟踪孔径的第一组码延迟值及所述第一组频率偏移值内；使用计算系统基于对来自所识别的两个或更多信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计；及使用计算系统将至少一个信号峰值中的每一者的所确定的一或多个峰值参数估计提供到用户装置的位置引擎(“PE”)，所述位置引擎经配置以至少部分基于所确定的一或多个峰值参数估计来计算用户装置的导航解决方案；及/或类似者。
特别来说，在各种实施例中存在任何抽象概念的程度上，所述概念可如本文所描述般通过涉及新颖功能性的装置、软件、系统及方法(例如，步骤或操作)来实施，例如，通过提供跟踪测量的网格来使测量引擎(“ME”)同时意识到多个信号(与每一跟踪通道仅提供单组测量的常规方法相比)，因此使ME能够识别多路径的存在并采取校正动作，以及使ME能够提供稳健信号获取及重新获取(例如，在隧道、城市树冠等中的信号遮挡之后)，及/或类似者，仅举几个实例，其扩展到仅仅常规计算机处理操作之外。这些功能性可在实施计算机系统之外产生有形结果，包含(仅通过实例)对MP环境中的LOS信号及NLOS信号的信号参数的优化及稳健检测及估计，这导致用户装置(或卫星导航装置)的更准确导航解决方案，其中至少一些可由用户、卫星导航服务提供商及/或用户装置(或卫星导航装置)制造商观测或测量。
一些实施例
我们现在转向通过附图说明的实施例。图1到5说明如上文提及的用于使用导航卫星实施地理位置确定的方法、系统及设备，且更具体来说，用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，全球导航卫星系统(“GNSS”)等)信号参数的检测及估计的方法、系统及设备的一些特征。通过图1到5说明的方法、系统及设备指代包含各种组件及步骤的不同实施例的实例，这些组件及步骤可在各种实施例中被视为替代方案或可彼此结合使用。图1到5中展示的所说明方法、系统及设备的描述是为了说明目的而提供，且不应被视为限制不同实施例的范围。
参考附图，图1是说明根据各种实施例的用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的系统100的示意图。
在图1的非限制性实施例中，系统100包括用户装置105，所述用户装置105包含智能电话(例如，智能电话105b或类似者)、移动电话、智能手表、可穿戴装置、平板计算机、膝上型计算机、专用便携式卫星导航装置、基于车辆的卫星导航装置(例如，基于车辆的卫星导航装置105a或类似者)或其它卫星导航装置及/或类似者中的一者。在一些实施例中，用户装置105包含但不限于计算系统110、天线120、数据存储装置125、显示屏幕130(例如，一或多个触摸屏幕显示装置及/或一或多个非触摸屏幕显示装置或类似者)及音频播放装置135(例如，一或多个扬声器或类似者)及/或类似者。在一些实施例中，计算系统110包含但不限于多抽头相关器(“MTC”)、网格处理器(“GP”)、信号峰值检测器(“PD”)、峰值参数估计器(“PPE”)、测量引擎(“ME”)或其它处理器(包含但不限于图形处理器单元(“GPU”)、中央处理单元(“CPU”)、数字信号处理器(“DSP”)及/或类似者)及/或类似者中的至少一者。在一些例项中，计算系统110包括信号处理器115a(例如，MTC、GP、PD、DSP等)、ME 115b、位置引擎(“PE”)115c及/或其它处理器。在一些情况下，MTC、GP、PD、PPE、ME及PE可各自体现为处理器硬件或一或多个基于硬件的电路组件。替代地，MTC、GP、PD、PPE、ME及PE可各自体现为在GPU、CPU及/或DSP或类似者中的一或多者上执行的软件。在一些例项中，GPU、CPU及DSP可各自体现为处理器硬件。在一些实施例中，测量引擎将信息(包含但不限于无偏LOS伪距、多普勒及载波相位测量或峰值参数估计等)提供到位置引擎(也称为“定位引擎”)，所述位置引擎使用从测量引擎提供的信息来计算用户装置的导航解决方案。在一些例项中，导航解决方案可包含但不限于所确定的位置、所确定的速度及/或所确定的时间或类似者中的至少一者。根据一些实施例，安置在用户装置105内的半导体封装包含逻辑，所述逻辑体现MTC、GP、PD、PPE、ME、PE、GPU、CPU及/或DSP或类似者中的至少一者，或执行MTC、GP、PD、PPE、ME、PE、GPU、CPU及/或DSP或类似者中的至少一者的功能。
尽管未展示，但在一些实施例中，用户装置105进一步包含用于执行非卫星导航系统任务的其它组件(例如，其它处理器(包含但不限于用于执行其它用户装置任务或计算或类似者的GPU、CPU、DSP及/或类似者)、通信系统组件(例如用于使用协议进行通信的通信系统组件，这些协议包含但不限于BluetoothTM通信协议、WiFi通信协议或其它802.11通信协议组、ZigBee通信协议、Z-wave通信协议或其它802.15.4通信协议组、蜂窝通信协议(例如3G、4G、4G LTE、5G等)或其它合适通信协议及/或类似者)、相机、其它用户输入装置或接口(例如，键盘、小键盘、数字键盘、麦克风、鼠标等)及/或类似者中的一或多者)。
系统100进一步包括车辆140，其中安置基于车辆的卫星导航装置105a及/或正在使用用户装置(例如，智能电话105b或类似者)的用户或个人145，两者都定位于多路径(“MP”)环境150(例如，城市中心、其它城市区域、其它近郊区域或具有反射信号(例如来自卫星(例如，卫星155或类似者)的信号)的反射物体或结构的任何位置等)内。在图1的非限制性实例中，MP环境150包含多个建筑物或结构160a到160c定位于其中的城市区域。系统100进一步包括卫星155。
尽管图1描绘一个或少量特定装置、系统、组件或事物(例如，两个用户装置105a及105b、一个车辆140、一个人145、一个卫星155及三个建筑物或结构160a到160c等)，但这仅仅是为了说明的简单性，且各种实施例能够执行任何合适多路径环境(例如，MP环境150或类似者)中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计，其中多个这些及其它装置、系统、组件或事物被涉及、使用及/或交互或类似者。
在操作中，根据一些实施例，计算系统110及/或用户装置105a、105b或105(统称为“计算系统”)分别执行实施多路径环境150中的直接视线(“LOS”)信号及反射非视线(“NLOS”)信号的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的方法，如下文关于图2到4展示及描述。例如，如图1中展示，LOS信号包含从卫星155到安置在车辆140中的基于车辆的卫星导航装置105a的LOS信号165a(在图1中描绘为黑色实线)及从卫星155到由用户145使用、持有或以其它方式在用户145身上的智能电话105b的LOS信号165b(在图1中描绘为灰色实线)或类似者。图1中还展示NLOS信号，其包含从卫星155到基于车辆的卫星导航装置105a的NLOS信号170a(在图1中描绘为黑色虚线)及NLOS信号175a(在图1中描绘为黑色长虚线)以及从卫星155到智能电话105b的NLOS信号170b(在图1中描绘为灰色虚线)及NLOS信号175b(在图1中描绘为灰色长虚线)。各种实施例还检测用于识别跟踪孔径内的峰值的其它信号(其可为或可非LOS信号及/或NLOS信号)。在本文，“跟踪孔径”(也被称为“网格域的孔径”或“能量网格”或类似者)可指代二维窗(例如在例如图3F中展示的能量网格240”或类似者)，其中依据频率格(沿着窗的一个维度)及码抽头(沿着窗的另一个维度)跟踪信号数据。通过限制频率格的一组值及码抽头的一组值，可“收窄”窗以聚焦于所关注的可能信号(例如，潜在LOS信号或类似者)。在一些情况下，GNSS接收器或其它卫星导航接收器的网格跟踪器可控制跟踪孔径的两个维度以监测或跟踪来自卫星的信号。在一些例项中，网格跟踪器可由多抽头相关器(例如，图3A或3E的MTC 220或220’或类似者)、跟踪器控制(例如，图3A或3E的跟踪器控制310或类似者)、网格孔径控制(例如，图3或3E的网格孔径控制330或330’或类似者)或网格处理器(例如，图3B的GP 230或类似者)中的至少一者来体现。
下文参考图2到4更详细描述系统100(及其组件)的这些及其它功能。
图2是说明根据各种实施例的可用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的卫星导航装置的组件之间的交互的非限制性实例200的示意性流程框图。
参考图2的非限制性实施例200，信号(例如，GNSS信号等)及其延迟多路径反射到达接收器天线205，且在前端(“FE”)块210中被滤波、降频转换到中频(“IF”)且进行调节。FE块210的数字输出(例如，同相及正交(“I/Q”)流或类似者)被存储到样本缓冲器(“SB”)215中。样本缓冲器215经配置以在服务多路存取的同时，比单例项及/或多例项多抽头相关器(“MTC”)220的实时要求更快地从FE块210收集实时IF I/Q样本。MTC的信号处理服务各自通过频移(例如，通过移除与给定卫星相关联的IF及卫星多普勒频移等)到基带且与相关联于卫星(例如，图1的卫星155或类似者)的伪随机码序列的本地副本进行卷积来跟踪卫星或航天器(“SV”)信号。MTC 220的输出是用于可编程数量延迟抽头及围绕指定对准抽头及频率的抽头间隔的时序化基带I/Q流。对准抽头(也被称为“中心或对准相位”或类似者)及对准频率可由峰值参数估计器(“PPE”)235估计，或由通过位置引擎解决方案(“PE”)255导出的码及频率估计来估计。通常在对准信号及反射信号归因于信号遮挡而不存在，或PE内部算法已经决定覆盖当前跟踪的对准位置时，使用PE估计。在一些实施例中，MTC 220可使用来自PPE 235的估计网格对准参数及/或来自PE 255的辅助网格对准参数中的至少一者作为额外输入，在一些情况下，以切换方式(例如已展示，但不限于具有PPE 235或PE 255与MTC220之间的切换输入的箭头)。
循环后相关缓冲器(“PCB”)225是由MTC 220产生的多抽头时序化基带I/Q样本的储存库。循环PCB 225经配置以继续从传入信号处理块(例如，FE 210、SB 215及MTC 220等)收集I/Q样本，同时服务由后信号处理块(例如，网格处理器(“GP”)230及PPE 235等)采用的多个算法。后信号处理块采用最适合于在多种信号条件下提取所检测到的多路径信号的信号参数的多个算法。GP 230产生二维(“2D”)能量网格(或能量值网格或阵列)，所述能量网格在由MTC 220产生的所有抽头(或伪随机数(“PRN”)码偏移)的可编程持续时间、若干频率格及可编程格间隔内相干及非相干地积分。在本文，“可编程持续时间”可指代预定(或设置为默认持续时间)但随后可由用户或ME调整以细化或优化2D能量网格的持续时间。在一些实施例中，ME预先确定可基于信号环境及装置动态条件动态切换及选择的几个可编程设置。例如，为了改进弱信号环境中的信号灵敏度，可编程持续时间可经设置为更长积分设置。相比之下，对于强信号环境中的较高动态环境，可编程持续时间可经设置为较短积分设置。GP 230可为硬件协处理器与通用CPU的组合以提供复杂及加速的网格分析能力。能量网格缓冲器(“EGB”)240是由GP 230产生的2D能量网格的储存库，且还由GP 230重新读取以在更长持续时间内执行非相干能量网格累加(如图2中由从EGB 240到GP 230的箭头展示)。此外，由GP 230监测累加以通过阈值化来标记信号检测且定位这些检测的位置，借此最小化通用嵌入式CPU的参与。
峰值检测及识别块或峰值检测器(“PD”)245负责识别及定位不同多路径信号及其相关联的超前-滞后抽头样本。PD 245针对EGB 240中的每一所检测到的峰值产生以下信号参数估计：(1)经细化码相位估计的峰值拟合；(2)峰值信号强度(例如，CNo或C/No)估计；及(3)经由格中心或同步拟合(例如，通过对开环及/或闭环频率及相位估计算法等进行播种)的峰值粗频率估计。PD 245的输出是具有提供到PPE 235的上述参数估计的所检测到的峰值列表。PPE 235使用所检测到的峰值列表及其相关联的拟合估计来识别PCB 225中的最近码抽头I/Q流(例如，行)，且应用GNSS开环及闭环算法来细化频率、相位及导航数据位估计。一些实例算法包含但不限于锁相环(“PLL”)(用于细化频率、相位及数据位)、锁频环(“FLL”)(用于细化频率及数据位)及/或开环lag-1复叉积(用于细化平均频率)及/或类似者。在测量间隔(“MI”)结束时，收集多峰值估计且将其传输到PE 255以供导航解决方案及其相关联的获取及多路径缓解逻辑消耗。
以下是最适合于网格使用的一些非限制性相关联应用领域：(A)检测最早峰值；(B)估计MP偏差；及/或(C)在信号中断期间进行跟踪；及/或类似者。
关于(A)，网格的一个有益领域是检测最早峰值(即，具有最短信号路径的信号)。这通常将是所要LOS信号，且在不是的情况下，其将是具有最小测量偏差的测量。这也有助于ME，其可发现自己跟踪非LOS信号。这种LOS检测将允许ME在较早信号出现时立即将其循环重新引导回到最早信号上。
关于(A)的扩展(B)，网格的另一个有益领域是估计当LOS信号存在时由每一非LOS峰值引入的MP偏差(即，过量路径长度)。这可被视为MP偏差估计的校准及/或MP建模阶段。例如，如果在短时间之后，LOS信号被遮挡，且非LOS信号仍然存在，那么PE可通过使用在较早校准及/或MP建模阶段中估计的MP偏差校正来从非LOS伪距估计LOS等效伪距。这有效地允许PE用纯非LOS信号进行导航，就好像它们等效于LOS信号一样。在本文，“伪距”可指代卫星与卫星导航装置之间的近似距离(或伪距离)。“LOS等效伪距”或“LOS伪距”可指代基于LOS信号的近似距离测量，而“非LOS伪距”可指代基于NLOS信号的近似距离测量或类似者。
关于(C)，网格是在信号中断(例如在隧道中行驶)期间使用的自然技术。跟踪器(在一些情况下，借助于PE辅助及可选传感器等)可将网格对准维持在LOS信号的最可能码及频率位置(即，网格对准)。只要跟踪循环不确定性保持在网格域的孔径内，在离开信号遮挡事件之后，信号可被快速检测及拉入以解决信号中断期间累加的跟踪误差。
本文参考图1、3及4更详细描述实例200(及其组件)的这些及其它功能。
图3A到3G(统称为“图3”)是说明根据各种实施例的在多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的实施期间图2的组件之间的交互的各种非限制性实例300及/或300’的示意图。
如图3A的非限制性实例300中展示，多抽头相关器(“MTC”)220从样本缓冲器(“SB”)215读出样本以移除混频器305中的IF及卫星多普勒频移，且产生输入信号与特定卫星(例如，图1的卫星155或类似者)的M个PRN码副本320的卷积。由本地码产生器315(其可为网格孔径控制器330的部分)产生的每一副本320具有相对于由跟踪器控制块310计算的中心(或对准)相位的预定码相移。因此，由MTC 220产生M个样本流，其中每一流对应于特定PRN码延迟。接着，这些样本流分别到达积分及转储(“I&D”)块325，其中信号被相干地累加直到预定积分(“PDI”)时间作为IQ相干和(“IQCS”)，且接着被转储到循环后相关IQ缓冲器(“PCB”)225。因此，PCB 225含有特定卫星的同相及正交(“I/Q”)样本的二维阵列，其中第一维度是PRN码偏移(本文被称为“抽头”或“码抽头”)，且第二维度是后相关样本索引(或时间)。MTC 220可为每一卫星多次从SB 215读出相同样本。SB 215的大小经选择、经设计及/或经配置以足以避免在处理所有所需卫星之前的循环重写。类似地，网格处理器(“GP”)块230可多次从PCB 225读出相同样本以产生网格能量。PCB 225的大小同样经选择、经设计及/或经配置以足以避免在产生网格能量之前的循环重写。
如图3B的非限制性实例300中展示，跟随PCB 225的下一个块是GP 230。PCB 225含有来自特定卫星(例如，图1的卫星155或类似者)的多抽头I/Q样本。一旦PCB 225已经收集N个连续I/Q样本(其中N小于或等于PCB 225可存储的I/Q样本的总数量P)，GP块230就被启动。GP 230具有由网格孔径控制块(“GAC”)330管理的三级迭代循环。最外循环选择I/Q流抽头偏移以通过GP 230推送。下一级循环选择要应用于选定I/Q流的格频率。最内循环枚举选定抽头偏移的所有I/Q样本。最内循环的结束时的输出是对应码抽头及频率格处的当前标量栅极能量。
网格能量由以下信号处理序列形成。使用复数混频器(“CM”)335a将来自PCB 225的I/Q样本频移到选定格频率。接着，CM 335a的输出由相干累加器(“COH”)335b相干地累加达可编程、可选择或预定相干持续时间，所述相干持续时间由被称为相干和(“CS”)的参数设置。由样本功率块(“PWR”)335c确定所累加I/Q向量的振幅平方。此样本功率进一步由非相干累加器(“NCOH”)335d累加达可编程、可选择或预定非相干持续时间，所述非相干持续时间由被称为非相干和(“NCS”)的参数设置。NCOH 335d的输出是基于PCB I/Q缓冲器样本的当前网格样本。如果被称为非相干网格和(“NCGS”)的参数被设置为值“0”，那么网格累加器335e用从NCOH 335d输出的当前网格样本重写EGB 240。如果NCGS是非零(正)值，那么网格累加器335e将EGB 240中的对应迭代能量网格功率值与从NCOH 335d输出的当前网格样本相加，且将所得(标量)值存储在EGB 240中以替换被相加的所述对应迭代能量网格功率值。NCGS还用作用于指示执行这种操作的次数(即，计数要添加的当前网格样本的数量)的计数器。在每一GP运行结束时，检测及定位块(“DL”)340将含有识别EGB 240中网格能量已经超过指定能量阈值的位置的位掩码。由后续分析块使用此掩码来定位需要进一步分析的区域，且减少通用CPU上的工作负载。在本文，“相干和”指代独立地对I及Q值求和，而“非相干和”指代对标量功率值求和(例如，I2+Q2)。在本文，每一GP运行也可被定义为跨越例如PCB225内的i1与iK之间的所有值的当前网格块，随后网格块跨越iK+1与i2K之间，等等。
在图3C的非限制性实例300中展示多峰值检测、识别及参数估计引擎的高级软件流程图。此流程图的输入是由先前处理块(即，MTC 220及GP 230)产生的来自PCB 225及EGB240的传入数据。图3C中的流程图是软件算法及框架的一种可能配置，且其可根据需要或环境要求进行不同配置。无论软件配置如何，框架都必须在每一测量间隔(“MI”)结束时产生多峰值测量报告。可将MI划分成适应先前讨论的硬件流水线缓冲器设计的约束的更小不同块间隔。最终，MI报告周期可短至一个块，或可为多个块的集合。MI周期的可变性允许更大灵活性，从而允许不同位置、速度及时间(“PVT”)要求、信号环境及信号处理性能目标。
返回参考图3C，当PCB 225已经填充有N个I/Q样本的块时，MTC 220启动GP 230。GP230可经配置以硬件累加网格块直到规定的测量报告间隔(例如，MI)(过程345到349)，此时发送多峰值报告(“MPR”)250(过程355)。在每一块间隔中，由GP 230的硬件针对已经超过可编程阈值水平的能量监测中间结果(过程350、351、349)。另外，GP 230可经由检测掩码字段传送所有阈值检测的网格位置(例如，行、列等)。每一MI或任选地每一块将检测结果推送到峰值检测块或峰值检测器(“PD”)245(过程352)。PD 245使用网格阈值检测及定位结果来识别网格峰值及其相关联的超前-滞后相关样本。接着，每一唯一峰值被呈现给峰值参数估计器(“PPE”)235，这包括两个阶段，也如图3D中展示。
图3D描绘由PPE 235使用的两个阶段的非限制性可视化。PPE 235的第一阶段使用基于能量网格的算法(过程353)。这些算法使用EGB 240来估计峰值的粗频率(例如，格频率或同步拟合)(过程353a)、码相位(例如，峰值拟合、峰值细化码拟合或延迟锁定环(“DLL”))(过程353b)及信号强度(例如，经由峰值功率及本底噪声的估计的CNo或C/No)(过程353c)或类似者。此第一阶段的峰值检测及参数估计被存储到MPR缓冲器250中(如图3C及3D中展示)。可选的PPE 235的下一阶段使用基于I/Q流的算法(过程354)来进一步细化在MPR 250中找到的峰值参数估计。此第二阶段迭代MPR 250中的每一峰值，且在PCB 225中定位与峰值的对准码相位最接近匹配的码抽头行。接着，将所识别的I/Q样本推送经过多个细化算法，这些细化算法可提取峰值的频率及相位的经改进估计(例如，经由估计报告360e或类似者)(过程354a及354b)及导航数据位(例如，经由位解码器360d或类似者)(过程354c)。接着，将第二阶段的经细化估计与来自第一阶段的估计一起或代替来自第一阶段的估计存储到MPR 250中。另外，对于每一峰值，MPR 250还可保存所采用的算法的最新列表、它们的设置及最后已知状态，从而允许此信息被用于播种在针对同一峰值的下一个块的算法中。细化算法可为类似于图3D中描绘的开环或闭环信号处理块。对于闭环信号处理，复数混频器(“CM”)360a可用于基于从FLL频率鉴别器、PLL相位鉴别器及/或lag-1开环叉积鉴别器(即，对于lag-1开环，不需要反馈循环)块360c(统称为“FLL/PLL/OL频率及相位估计器360c”或“FLL/PLL/OL频率及相位估计器块360c”或类似者)输出的频率(来自FLL)或相位(来自PLL)对从PCB 225输出的所识别I/Q样本进行频移。在一些情况下，对于FLL/PLL/OL频率及相位估计器360c，循环灵敏度(例如，经由相干累加器(“COH”)或相干和(“CS”)360b或类似者)及循环带宽可经可编程地调整以适应不同或演变信号条件以及用户及时钟动态。
如图3E中描绘的经修改多抽头相关器(“MTCv2”)220’可用作关于图3A展示及描述的MTC 220的替代方案。如图3E的非限制性实施例300’中展示，能量网格值现在可由MTCv2220’直接产生，与图3A的MTC 220相比，其不需要中间I/Q存储或I/Q后处理。此外，网格格频率以更高样本缓冲器(“SB”)速率(例如，1ms或更大)混合，从而归因于更慢1ms同步响应衰减而允许更宽网格频率范围及频率范围边缘处的经改进信号灵敏度。另外，现在由MTCv2220’的网格孔径控制块330’定序并产生网格格频率。类似于上文关于图3A描述的过程，由MTCv2 220’(对应于特定PRN码延迟)产生的M个样本流接着分别到达积分及转储(“I&D”)块325，其中信号被相干地累加直到预定积分(“PDI”)时间作为(在这种情况下)总相干和(“TCS”)(其中TCS(图3E)＝MTC IQCS(图3A)+GP CS(图3B))，且在这种情况下，接着被转储到样本功率块(“PWR”)365，所述样本功率块365确定所累加的I/Q向量的振幅平方。接着，M个样本流的此样本功率分别到达I&D块370作为非相干和(“NCS”)(类似于GP NCS(图3B)，其中信号被非相干地累加直到另一PDI时间，且在这种情况下，接着作为非相干网格和(“NCGS”)(类似于GP NCGS(图3B)，其将现有能量网格与当前MTC能量结果进行积分)被转储到加法器块375。此外，能量网格结果仍然存储在相同输出或类似EGB缓冲器(例如，图3E的EGB 240’或类似者)中。来自EGB 240’的输出现在将馈送到多峰检测、识别及参数估计引擎的经修改高级软件流程图中。由于I/Q流不存在，将仅使用第一阶段的基于网格能量的算法。第二阶段的基于I/Q流的算法细化将被跳过。尽管需要增加MTC周期来产生能量网格输出，且仅可采用基于能量网格的算法(例如，码、CNo及粗频率或类似者)(没有经细化频率、载波相位或位解码估计)，但MTCv2 220’使能够显著节省硬件存储器(例如，没有I/Q缓冲存储器)，简化I/Q后处理硬件，且用单个跟踪器同时跟踪及估计多个峰值，及/或类似者。对于简化I/Q后处理硬件，尽管使用DL 340(图3B)，但EGB结果被推送经过GP的后端过程，使得DL340将含有识别EGB 240中网格能量已经超过指定能量阈值的位置的位掩码。由后续分析块使用此掩码来定位需要进一步分析的区域，且减少通用CPU上的工作负载。在一些情况下，使用更高取样率IQ流来产生网格频率格允许更宽网格频率范围及频率范围边缘处的经改进信号灵敏度(例如，对于信号重新获取性能来说是理想的)。
参考图1及3F，图3F中的EGB 240”的可视化说明真实世界多路径信号如何映射到EGB 240”上以及它们可如何与LOS(例如，LOS 160a或类似者)信号及网格跟踪点(例如，网格跟踪对准380a或类似者)相关的概念化。在本文，EGB 240”对应于图3B的EGB 240及/或图3E的EGB 240”或类似者中的一者或两者。如图3F中描绘，最早峰值通常是LOS信号或具有最小多路径偏差的信号。当LOS(例如，LOS 160a或类似者)信号及MP(例如，NLOS 165a及170a或类似者)信号两者都存在于导航卫星解决方案(例如，GNSS解决方案)中时，系统可测量、学习及预测非LOS峰值的相对MP偏差，使得如果在短时间之后LOS被遮挡，那么非LOS信号可经偏差校正以表现得像伪LOS信号。另外，EGB 240”还捕获归因于相对于SV及MP反射表面的相对用户运动的MP信号上的多普勒偏移。EGB 240”的输出被用作峰值检测及识别块(“PD”)245的输入。在此非限制性实例中，图3F的LOS 160a、NLOS#1 165a及NLOS#2 170a对应于图1的LOS 160a、NLOS#1 165a及NLOS#2 170a。如图3F中进一步展示，网格跟踪点或对准380a对应于LOS 160a。
参考图1及3G，信号SNR对码片(相对于对准)及频率(相对于对准)的三维(“3D”)等值线图及SNR对码片(相对于对准)的2D标绘图描绘将导航卫星硬件用于行人行走场景的真实世界集合。如图3G中描绘，归因于低用户移动速度，频率维度在这种场景下不太有意义，因此2D EGB 240”’可通过沿着零频率格处的所有抽头取得切片来简化为一维(“1D”)超宽相关向量。现在可清楚地看到不同多路径峰值及相关联的超前-滞后样本(在SNR对码片的1D标绘图中，超前样本由“+”符号表示且滞后样本由“×”符号表示)，且它们在EGB 240”’结构中的相对峰值位置(在SNR对码片的1D标绘图中，对准由“⊕”符号表示)突出显示。在本文，EGB 240”’对应于图3B的EGB 240及/或图3E的EGB 240”或类似者中的一者或两者。EGB240”’的输出被用作峰值检测及识别块(“PD”)245的输入。在此非限制性实例中，图3G的LOS160b、NLOS#1 165b及NLOS#2170b对应于图1的LOS 160b、NLOS#1 165b及NLOS#2 170b。如图3G中进一步展示，网格跟踪点或对准380b对应于LOS 160b。
本文参考图1、2及4更详细描述实例300及300’(及其组件)的这些及其它功能。
图4A到4J(统称为“图4”)是说明根据各种实施例的用于实施多路径环境中的直接及反射导航卫星(例如，GNSS等)信号参数的检测及估计的方法400的流程图。图4A、4B、4E、4F、4G、4H、4I及/或4J中的一或多者的方法400各自在表示为“A”的圆形标记之后继续到图4C。图4A及/或4J中的一或多者的方法400各自在表示为“B”的圆形标记之后继续到图4I。图4I的方法400在表示为“C”的圆形标记之后返回到图4A或图4J。图4C的方法400在表示为“D”的圆形标记之后继续到图4D。图4D或图4H的方法400在表示为“E”的圆形标记之后返回到图4A或图4J。图4D的方法400在表示为“F”的圆形标记之后继续到图4E，在表示为“G”的圆形标记之后继续到图4F，或在表示为“H”的圆形标记之后继续到图4G。图4A及/或4J中的一或多者的方法400各自在表示为“I”的圆形标记之后继续到图4H。
虽然出于说明目的以特定顺序描绘及/或描述技术及程序，但应了解，可在各种实施例的范围内重新排序及/或省略某些程序。此外，虽然由图4说明的方法400可分别由图1、2、3A到3D、3E及3F到3G的系统、实例或实施例100、200、300、300’及300或300’(或其组件)来实施或与它们一起实施(且在一些情况下，在下文关于它们来描述)，但这些方法也可使用任何合适硬件(或软件)实施方案来实施。类似地，虽然分别图1、2、3A到3D、3E及3F到3G的系统、实例或实施例100、200、300、300’及300或300’中的每一者(或其组件)可根据由图4说明的方法400操作(例如，通过执行体现在计算机可读媒体上的指令)，但图1、2、3A到3D、3E及3F到3G的系统、实例或实施例100、200、300、300’及300或300’也可各自根据其它操作模式操作及/或执行其它合适程序。
在图4A的非限制性实施例中，在框402，方法400包括使用用户装置的计算系统从第一卫星接收多个信号，多个信号中的每一者在多路径(“MP”)环境中沿着第一卫星与用户装置之间的不同路径行进。在一些情况下，从第一卫星接收多个信号可同时、依序、连续及/或随时间执行。在一些例项中，接收多个信号可包括(i)直接从第一卫星接收多个信号，或(ii)从样本缓冲器接收多个信号(例如下文关于图4B或类似者描述)。
在一些实施例中，计算系统包含但不限于多抽头相关器(“MTC”)、网格处理器(“GP”)、信号峰值检测器(“PD”)、峰值参数估计器(“PPE”)、测量引擎(“ME”)、数字信号处理器(“DSP”)或其它处理器及/或类似者中的至少一者(如上文关于图1到3或类似者描述)。在一些例项中，用户装置包含但不限于智能电话、移动电话、智能手表、可穿戴装置、平板计算机、膝上型计算机、专用便携式卫星导航装置、基于车辆的卫星导航装置或其它卫星导航装置及/或类似者中的一者(如上文关于图1或类似者描述)。尽管图4被描绘为执行方法400的各种过程的用户装置的计算系统，但各种实施例不限于此，且方法400的这些不同过程可通过与用户装置一起安置的半导体封装的逻辑来执行，其中(如上文关于图1描述)逻辑可体现MTC、GP、PD、PPE、ME、PE、GPU、CPU及/或DSP或类似者中的至少一者，或可执行MTC、GP、PD、PPE、ME、PE、GPU、CPU及/或DSP或类似者中的至少一者的功能。
方法400继续到框404的过程、图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程或图4I中的框452(在表示为“B”的圆形标记之后)的过程中的一者。
在框404，方法400包括使用计算系统基于对从第一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值。所识别的两个或更多个信号峰值对应于多个信号当中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在跟踪孔径的第一组码延迟值及第一组频率偏移值内。在一些情况下，多个信号包含但不限于全球导航卫星系统(“GNSS”)信号，其中来自所接收的多个信号的信号参数包含但不限于信号功率、码延迟、载波相位、载波频率或数据位及/或类似者中的至少一者。
方法400进一步包括，在框406，使用计算系统基于对来自所识别的两个或更多个信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计。方法400继续到框408的过程，或继续到图4H中的框450(在表示为“I”的圆形标记之后)的过程。
在图4H中的框450(在表示为“I”的圆形标记之后)，方法400包括使用计算系统确定两个或更多个信号中的一者是否是最早检测到的信号或最早检测到的信号之后的最强检测到的信号中的至少一者，其中最早检测到的信号或最早检测到的信号之后的最强检测到的信号中的至少一者对应于至少一个信号峰值。方法400返回到图4A中的框408的过程或图4J中的框408’(在表示为“E”的圆形标记之后)的过程。
在框408，方法400包括使用计算系统将至少一个信号峰值中的每一者的所确定的一或多个峰值参数估计提供到用户装置的位置引擎(“PE”)，所述位置引擎经配置以至少部分基于所确定的一或多个峰值参数估计来计算用户装置的导航解决方案。方法400进一步包括使用用户装置的PE基于至少一个信号峰值中的每一者的所确定的一或多个峰值参数估计来计算用户装置的导航解决方案(框410)。在一些实施例中，导航解决方案包含但不限于用户装置的位置解决方案、速度解决方案或时间解决方案及/或类似者中的至少一者。方法400循环回到框402的过程。
替代地，参考图4J的非限制性实施例，在用户装置与两个或更多个卫星通信地耦合的情况下，在框402’，方法400包括使用计算系统从两个或更多个卫星中的每一者接收多个信号，多个信号中的每一者在MP环境内沿着两个或更多个卫星当中的每一卫星与用户装置之间的不同路径行进。方法400继续到框404’的过程、图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程或图4I中的框452(在表示为“B”的圆形标记之后)的过程中的一者。
在框404’，方法400包括使用计算系统基于对从每一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所识别的两个或更多个信号峰值针对每一卫星对应于多个信号当中的两个或更多个信号，所述所识别的两个或更多个信号峰值针对两个或更多个卫星当中的其它卫星与多个信号当中的两个或更多个信号相关。
方法400进一步包括，在框406’，使用计算系统同时测量来自所识别的两个或更多个信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数以使用计算系统基于对来自所识别的两个或更多个信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计。方法400继续到框408的过程，或继续到图4H中的框450(在表示为“I”的圆形标记之后)的过程。
在框408’，方法400包括使用计算系统将至少一个信号峰值中的每一者的所确定的一或多个峰值参数估计提供到用户装置的PE，所述PE经配置以计算用户装置的导航解决方案。方法400进一步包括使用用户装置的PE基于与所识别的直接LOS信号相关联的数据来计算用户装置的当前地理位置(框410’)。方法400循环回到框402’的过程。
在一些实施例中，参考图4B的非限制性实施例，同时接收多个信号(在框402)包括：经由用户装置的天线从第一卫星接收多个信号(框402a)；使用用户装置的前端(“FE”)块对多个信号进行滤波、降频转换到中频(“IF”)且进行调节(统称为“信号处理”)(框402b)；将从FE块输出的多个信号存储在样本缓冲器中(框402c)；及从样本缓冲器中检索多个信号(框402d)。方法400继续到图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程。
在图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)，方法400包括使用用户装置的多抽头相关器(“MTC”)将多个信号当中的每一信号频移到基带频率。在框414，方法400包括使用MTC将每一频移信号与相关联于第一卫星的伪随机数(“PRN”)码序列进行卷积以产生时序化同相及正交(“I/Q”)流。在一些情况下，时序化基带I/Q流包含但不限于多个I/Q样本流，其中每一I/Q样本流从中心或对准相位(也被称为“对准抽头”或类似者)码相移达抽头间隔的倍数。在一些例项中，抽头间隔对应于基于PRN码序列的码延迟。在一些情况下，抽头间隔的倍数共同对应于由多个PRN码偏移定义的多个码抽头。在一些例项中，每一I/Q样本流对应于在预定积分(“PDI”)时间(也被称为“后相关样本索引”或类似者)内的码相移I/Q信号。方法400进一步包括使用MTC将针对每一频移信号产生的时序化基带I/Q流作为I/Q样本(也被称为“复数基带后相关样本”或类似者)的二维(“2D”)阵列存储在用户装置的后相关缓冲器(“PCB”)中，所述I/Q样本通过沿着2D阵列的第一维度的码抽头及沿着2D阵列的第二维度的后相关样本索引来存储(框416)。方法400继续到图4D中的框418(在表示为“D”的圆形标记之后)的过程。
在图4D中的框418(在表示为“D”的圆形标记之后)，方法400包括使用用户装置的网格处理器(“GP”)产生网格能量值的2D阵列，所述网格能量值在由MTC产生的所有码抽头的可编程持续时间、多个频率格及可编程格间隔内相干地及非相干地积分，在一些情况下，通过实施包括最外循环、中级循环及最内循环的三级迭代循环。在一些实施例中，实施三级迭代循环包括针对多个码抽头中的每一者的多个频率格中的每一者重复以下操作：使用最外循环在存储在PCB中的多个码抽头当中选择一个码抽头以输入到GP中；使用中级循环来选择要应用于选定码抽头的格频率；及使用最内循环来通过GP处理对应于选定码抽头的I/Q样本流以产生选定码抽头及选定频率格的当前标量网格能量值。方法400进一步包括，在框420，使用GP将多个码抽头中的每一者的多个频率格中的每一者的当前标量网格能量值存储(或存储且累加)在用户装置的能量网格缓冲器(“EGB”)中，所述当前标量网格能量值通过沿着2D阵列的第一维度的码抽头及沿着2D阵列的第二维度的频率格来存储。
根据一些实施例，方法400进一步包括使用用户装置的信号峰值检测器(“PD”)识别EGB内出现能量峰值的至少一个位置(框422)。在一些例项中，每一能量峰值对应于超过预定能量阈值(例如但不限于大于10％的信噪比(“SNR”)值或类似者)的当前标量网格能量值。在一些情况下，EGB内的至少一个位置当中的每一所识别位置对应于与每一能量峰值相关联的码抽头及频率格。在框424，方法400包括使用用户装置的峰值参数估计器(“PPE”)确定对应于每一能量峰值的至少一个信号参数估计。在一些例项中，至少一个信号参数估计包括峰值粗频率估计、使用峰值拟合的经细化峰值码相位估计或经细化峰值信号强度(“C/No”)估计及/或类似者中的至少一者。方法400进一步包括使用PPE将所识别的能量峰值的列表及对应所确定的至少一个信号参数估计存储在多峰值报告(“MPR”)缓冲器中(框426)。方法400继续到框428的过程或框434的过程。
在框428，方法400包括使用PPE基于存储在MPR缓冲器中的所识别的能量峰值的列表及对应所确定的至少一个信号参数估计来识别PCB中对应于每一所识别的能量峰值的最近码抽头。在框430，方法400包括使用PPE将至少一个算法应用于对应于所识别的最近码抽头的I/Q样本以细化频率估计、相位估计或导航数据位估计及/或类似者中的至少一者。在一些例项中，至少一个算法包含但不限于锁相环(“PLL”)算法、锁频环(“FLL”)算法或开环lag-N复叉积算法及/或类似者中的至少一者。方法400进一步包括使用PPE将频率估计、相位估计或导航数据位估计及/或类似者中的经细化至少一者存储在MPR缓冲器中(框432)。在这种情况下，将至少一个信号峰值中的每一者的所确定的一或多个峰值参数估计提供到PE(在图4A中的框408)包括使用PPE将频率估计、相位估计或导航数据位估计及/或类似者中的经细化至少一者发送到PE。方法400返回到图4A中的框408的过程或图4J中的框408’(在表示为“E”的圆形标记之后)的过程。
替代地或另外，在框434，方法400包括确定是否出现两个或更多个能量峰值，其中两个或更多个能量峰值中的一者被确定为直接视线(“LOS”)信号，且其中两个或更多个能量峰值当中的其它能量峰值被确定为一或多个反射非视线(“NLOS”)信号。如果是这样，那么方法400继续到图4E中的框436(在表示为“F”的圆形标记之后)的过程、图4F中的框442或框446(在表示为“G”的圆形标记之后)的过程或图4G中的框448(在表示为“H”的圆形标记之后)的过程中的一者。
在图4E中的框436(在表示为“F”的圆形标记之后)，方法400包括使用计算系统分析对应于每一反射NLOS信号的能量峰值的所确定的至少一个信号参数估计以确定每一反射NLOS信号相对于直接LOS信号的相对MP偏差。方法400继续到框438的过程或框440的过程。
在框438，方法400包括响应于后续确定直接LOS信号已经丢失，使用计算系统通过基于每一反射NLOS信号的所确定的相对MP偏差进行偏差校正来调整一或多个反射NLOS信号中的至少一者以用作对应至少一个伪LOS信号。方法400返回到图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程。
替代地，在框440，方法400包括响应于随后确定直接LOS信号已经再次被检测到及重新获取，使用计算系统用重新获取的直接LOS信号替换至少一个伪LOS信号。方法400返回到图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程。
在图4F中的框442(在表示为“G”的圆形标记之后)，方法400包括响应于确定直接LOS信号已经丢失，使用计算系统基于EGB内对应于丢失之前的直接LOS信号的所识别的至少一个位置的外推来确定对应于所丢失的直接LOS信号的预测码抽头及预测频率格，且使用计算系统基于所确定的预测码抽头及所确定的预测频率格产生伪LOS信号(框444)。方法400返回到图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程。
替代地，在图4F中的框446(在表示为“G”的圆形标记之后)，方法400包括响应于随后确定直接LOS信号已经再次被检测到及重新获取，使用计算系统用重新获取的直接LOS信号替换伪LOS信号。方法400返回到图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程。
在图4G中的框448(在表示为“H”的圆形标记之后)，方法400包括使用计算系统至少部分基于与直接LOS信号相关联的经测量信号参数来计算用户装置与第一卫星之间的LOS伪距、来自第一卫星的所识别的直接LOS信号的多普勒频移、或来自第一卫星的直接LOS信号的载波信号的相位中的至少一者。在一些情况下，至少一个信号峰值中的每一者的所确定的一或多个峰值参数估计包含但不限于LOS伪距、所识别的直接LOS信号的多普勒频移、或直接LOS信号的载波信号的相位及/或类似者中的所计算的至少一者。方法400返回到图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程。
在图4I中的框452(在表示为“B”的圆形标记之后)，方法400包括使用计算系统从自第一卫星接收的多个信号收集来自高码片率频带及低码片率频带两者的测量。方法400进一步包括，在框454，使用计算系统分析高码片率频带的所收集的测量以识别及放大低码片率频带的任何不确定性。方法400进一步包括响应于识别及放大至少一个低码片率频带的不确定性，使用计算系统基于至少一个低码片率频带的所识别及放大的不确定性依据多路径测量偏差的水平标记至少一个低码片率频带(框456)。方法400返回到图4C中的框412(在表示为“A”的圆形标记之后)的过程或图4A中的框404的过程或图4J中的框404’(在表示为“C”的圆形标记之后)的过程。
系统及硬件实施方案的实例
图5是说明根据各种实施例的计算机或系统硬件架构的实例的框图。图5提供服务提供商系统硬件的计算机系统500的一个实施例的示意图，其可执行如本文描述的由各种其它实施例提供的方法，及/或可执行如上文描述的计算机或硬件系统(即，用户装置105、计算系统110、显示屏幕130、音频播放装置135等)的功能。应注意，图5仅意在提供各种组件的概括说明，其中各者之一或多者(或没有)可适当地使用。因此，图5广泛地说明如何以相对分离或相对更集成的方式实施个别系统元件。
可表示上文关于图1到4描述的计算机或硬件系统(即，用户装置105、计算系统110、显示屏幕130、音频播放装置135等)的实施例的计算机或硬件系统500被展示为包括可经由总线505电耦合(或可在适当的情况下以其它方式进行通信)的硬件元件。硬件元件可包含一或多个处理器510，包含但不限于一或多个通用处理器及/或一或多个专用处理器(例如微处理器、数字信号处理芯片、图形加速处理器及/或类似者)；一或多个输入装置515，其可包含但不限于鼠标、键盘及/或类似者；及一或多个输出装置520，其可包含但不限于显示装置、打印机及/或类似者。
计算机或硬件系统500可进一步包含一或多个存储装置525(及/或与其通信)，所述存储装置可包括但不限于本地及/或网络可存取存储器，及/或可包含但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储装置、例如随机存取存储器(“RAM”)及/或只读存储器(“ROM”)的固态存储装置，其可为可编程的、可快闪更新的及/或类似者。这种存储装置可经配置以实施任何适当的数据存储，包含但不限于各种文件系统、数据库结构及/或类似者。
计算机或硬件系统500还可包含通信子系统530，所述通信子系统530可包含但不限于调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信装置、无线通信装置及/或芯片组(例如BluetoothTM装置、802.11装置、WiFi装置、WiMax装置、WWAN装置、蜂窝通信设施等)及/或类似者。通信子系统530可允许与网络(例如下文描述的网络，举一个实例)、与其它计算机或硬件系统及/或与本文描述的任何其它装置交换数据。在许多实施例中，计算机或硬件系统500将进一步包括工作存储器535，所述工作存储器535可包含RAM或ROM装置，如上文描述。
计算机或硬件系统500还可包括被展示为当前定位于工作存储器535内的软件元件，包含操作系统540、装置驱动程序、可执行库及/或其它代码，例如一或多个应用程序545，其可包括由各种实施例提供的计算机程序(包含但不限于管理程序、VM及类似者)，及/或可经设计以实施由其它实施例提供的方法及/或配置由其它实施例提供的系统，如本文描述。仅通过实例，关于上文讨论的方法描述的一或多个程序可被实施为可由计算机(及/或计算机内的处理器)执行的代码及/或指令；接着，在一个方面中，这样的代码及/或指令可用于配置及/或调适通用计算机(或其它装置)以根据所描述的方法执行一或多个操作。
一组这些指令及/或代码可经编码及/或存储在非暂时性计算机可读存储媒体上，例如上文描述的存储装置525。在一些情况下，存储媒体可被并入计算机系统内，例如系统500。在其它实施例中，存储媒体可与计算机系统(即，可卸除媒体，例如光盘等)分离，及/或提供在安装包中，使得存储媒体可用于编程、配置及/或调适具有存储在其上的指令/代码的通用计算机。这些指令可采取可由计算机或硬件系统500执行的可执行代码的形式及/或可采取源代码及/或可安装代码的形式，所述源代码及/或可安装代码在编译及/或安装在计算机或硬件系统500上之后(例如，使用各种通常可用的编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等中的任一者)接着采取可执行代码的形式。
对于所属领域的技术人员来说显而易见的是，可根据特定要求进行实质性的变化。例如，也可使用定制的硬件(例如可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、专用集成电路及/或类似者)，及/或特定元件可在硬件、软件(包含便携式软件，例如小程序等)或两者中实施。此外，可采用到例如网络输入/输出装置的其它计算装置的连接。
如上文提及，在一个方面中，一些实施例可采用计算机或硬件系统(例如计算机或硬件系统500)来执行根据本发明的各种实施例的方法。根据一组实施例，响应于处理器510执行含于工作存储器535中的一或多个指令(其可被并入到操作系统540及/或其它代码中，例如应用程序545)的一或多个序列，由计算机或硬件系统500执行这种方法的一些或所有程序。这样的指令可从另一个计算机可读媒体(例如一或多个存储装置525)读取到工作存储器535中。仅通过实例，含于工作存储器535中的指令序列的执行可能使处理器510执行本文描述的方法的一或多个程序。
本文使用的术语“机器可读媒体”及“计算机可读媒体”指代参与提供使机器以某种方式操作的数据的任何媒体。在使用计算机或硬件系统500实施的实施例中，各种计算机可读媒体可参与将指令/代码提供到处理器510以供执行及/或可用于存储及/或携载这样的指令/代码(例如，作为信号)。在许多实施方案中，计算机可读媒体是非暂时性的、物理的及/或有形的存储媒体。在一些实施例中，计算机可读媒体可采取许多形式，包含但不限于非易失性媒体、易失性媒体或类似者。非易失性媒体包含例如光盘及/或磁盘，例如存储装置525。易失性媒体包含但不限于动态存储器，例如工作存储器535。在一些替代实施例中，计算机可读媒体可采取传输媒体的形式，其包含但不限于同轴电缆、铜线及光纤(包含包括总线505的电线)以及通信子系统530的各种组件(及/或通信子系统530通过其提供与其它装置的通信的媒体)。在一组替代实施例中，传输媒体还可采取波的形式(包含但不限于无线电波、声波及/或光波，例如在无线电波及红外数据通信期间产生的波)。
物理及/或有形计算机可读媒体的常见形式包含例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、任何其它光学媒体、打孔卡、纸带、具有孔图案的任何其它物理媒体、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或盒式存储器、下文描述的载波、或计算机可从中读取指令及/或代码的任何其它媒体。
各种形式的计算机可读媒体可参与将一或多个指令的一或多个序列携载到处理器510以供执行。仅通过实例，指令最初可被携载在远程计算机的磁盘及/或光盘上。远程计算机可将指令加载到其动态存储器中，并通过传输媒体将指令作为信号发送以由计算机或硬件系统500接收及/或执行。根据本发明的各种实施例，可呈电磁信号、声信号、光学信号及/或类似者的形式的这些信号都是可在其上编码指令的载波的实例。
通信子系统530(及/或其组件)通常将接收信号，且总线505接着可将信号(及/或由信号携载的数据、指令等)携载到工作存储器535，处理器505从所述工作存储器535检索并执行指令。由工作存储器535接收的指令可任选地在由处理器510执行之前或之后存储在存储装置525上。
虽然已经关于一些实施例描述特定特征及方面，但所属领域的技术人员将认识到，许多修改是可能的。例如，本文描述的方法及过程可使用硬件组件、软件组件及/或其任何组合来实施。此外，虽然为了便于描述，可关于特定结构及/或功能组件来描述本文描述的各种方法及过程，但由各种实施例提供的方法不限于任何特定结构及/或功能架构，而是可在任何合适硬件、固件及/或软件配置上实施。类似地，虽然特定功能性被归于特定系统组件，但除非上下文另有规定，否则此功能性不需要限于此，且可根据几个实施例分布遍及各种其它系统组件。
此外，虽然为了便于描述，本文描述的方法及过程的程序以特定顺序描述，但除非上下文另有规定，否则可根据各种实施例重新排序、添加及/或省略各种程序。此外，关于一种方法或过程描述的程序可被并入其它所描述的方法或过程内；同样地，根据特定结构架构及/或关于一个系统描述的系统组件可被组织在替代结构架构中及/或被并入其它所描述的系统内。因此，虽然为了便于描述及说明那些实施例的一些方面，描述具有或不具有特定特征的各种实施例，但本文关于特定实施例描述的各种组件及/或特征可从其它所描述的实施例当中替换、添加及/或减除，除非上下文另有规定。因此，尽管上文描述几个实施例，但将了解，本发明意在覆盖以下权利要求书的范围内的所有修改及等效物。

Claims (20)

1.一种安置在用户装置内的半导体封装，所述半导体封装包括逻辑，所述逻辑经配置以：
基于对从第一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所述多个信号中的每一者在多路径“MP”环境内沿着所述第一卫星与所述用户装置之间的不同路径行进，所述所识别的两个或更多个信号峰值对应于所述多个信号当中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在所述跟踪孔径的所述第一组码延迟值及所述第一组频率偏移值内；
基于对来自所述所识别的两个或更多个信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定所述至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估；及
将对所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述用户装置的位置引擎“PE”，所述位置引擎经配置以至少部分基于所述所确定的一或多个峰值参数估计来计算所述用户装置的导航解决方案。
2.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述逻辑经进一步配置以：
将所述多个卫星信号当中的每一卫星信号频移到基带频率；
将每一频移卫星信号与相关联于所述第一卫星的伪随机数“PRN”码序列进行卷积以产生时序化同相及正交“I/Q”流，其中所述时序化基带I/Q流包括多个I/Q样本流，其中每一I/Q样本流从中心或对准相位码相移达抽头间隔的倍数，其中所述抽头间隔对应于基于所述PRN码序列的码延迟，其中所述抽头间隔的所述倍数共同对应于由多个PRN码偏移定义的多个码抽头，其中每一I/Q样本流对应于在预定积分“PDI”时间内的码相移I/Q信号；及
将每一频移信号的所述所产生的时序化基带I/Q流作为I/Q样本的二维“2D”阵列存储在所述卫星导航装置的后相关缓冲器“PCB”中，所述I/Q样本通过沿着所述2D阵列的第一维度的码抽头及沿着所述2D阵列的第二维度的后相关样本索引来存储。
3.根据权利要求2所述的半导体封装，其中所述逻辑经进一步配置以：
通过实施包括最外循环、中级循环及最内循环的三级迭代循环来产生网格能量值的2D阵列，所述网格能量值在由所述MTC产生的所有码抽头的可编程持续时间、多个频率格及可编程格间隔内相干地及非相干地积分，其中实施所述三级迭代循环包括针对所述多个码抽头中的每一者的所述多个频率格中的每一者重复以下操作：
使用所述最外循环在存储在所述PCB中的所述多个码抽头当中选择一个码抽头以输入到所述GP中；
使用所述中级循环选择要应用于所述选定码抽头的格频率；及
使用所述最内循环通过所述GP处理对应于所述选定码抽头的I/Q样本流以产生所述选定码抽头及所述选定频率格的当前标量网格能量值；及
将所述多个码抽头中的每一者的所述多个频率格中的每一者的所述当前标量网格能量值存储或存储且累加在所述卫星导航装置的能量网格缓冲器“EGB”中，所述当前标量网格能量值通过沿着所述2D阵列的第一维度的码抽头及沿着所述2D阵列的第二维度的频率格来存储。
4.根据权利要求3所述的半导体封装，其中所述逻辑经进一步配置以：
识别所述EGB内出现能量峰值的至少一个位置，其中每一能量峰值对应于超过预定能量阈值的当前标量网格能量值，其中所述EGB内的所述至少一个位置当中的每一所识别位置对应于与每一能量峰值相关联的码抽头及频率格；
确定对应于每一能量峰值的至少一个信号参数估计，所述至少一个信号参数估计包括峰值粗频率估计、使用峰值拟合的经细化峰值码相位估计或经细化峰值信号强度“CNo”估计中的至少一者；及
将所识别的能量峰值的列表及对应所确定的至少一个信号参数估计存储在多峰值报告“MPR”缓冲器中。
5.根据权利要求4所述的半导体封装，其中所述逻辑经进一步配置以：
基于存储在所述MPR缓冲器中的所识别的能量峰值的所述列表及对应所确定的至少一个信号参数估计来识别所述PCB中对应于每一所识别的能量峰值的最近码抽头；
将至少一个算法应用于对应于所述所识别的最近码抽头的所述I/Q样本以细化频率估计、相位估计或导航数据位估计中的至少一者，其中所述至少一个算法包括锁相环“PLL”算法、锁频环“FLL”算法或开环lag-N复叉积算法中的至少一者；及
将所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者存储在所述MPR缓冲器中，其中所述MPR缓冲器中的所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者对应于所述一或多个峰值参数估计；
其中将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述PE包括将所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者发送到所述PE。
6.根据权利要求5所述的半导体封装，其中基于确定出现两个或更多个能量峰值，所述两个或更多个能量峰值中的一者被确定为直接视线“LOS”信号，且所述两个或更多个能量峰值中的其它能量峰值被确定为一或多个反射非视线“NLOS”信号，所述逻辑经进一步配置以：
分析对应于每一反射NLOS信号的能量峰值的所述所确定的至少一个信号参数估计以确定每一反射NLOS信号相对于所述直接LOS信号的相对MP偏差；
响应于后续确定所述直接LOS信号已经丢失，通过基于每一反射NLOS信号的所述所确定的相对MP偏差进行偏差校正来调整所述一或多个反射NLOS信号中的至少一者以用作对应至少一个伪LOS信号；及
响应于随后确定所述直接LOS信号已经再次被检测到及重新获取，用所述重新获取的直接LOS信号替换所述至少一个伪LOS信号。
7.根据权利要求6所述的半导体封装，基于确定出现两个或更多个能量峰值，所述两个或更多个能量峰值中的一者被确定为直接视线“LOS”信号，且所述两个或更多个能量峰值中的其它能量峰值被确定为一或多个反射非视线“NLOS”信号，所述逻辑经进一步配置以：
响应于确定所述直接LOS信号已经丢失，基于所述EGB内对应于丢失之前的所述直接LOS信号的所述所识别的至少一个位置的外推，确定对应于所述所丢失的直接LOS信号的预测码抽头及预测频率格，且基于所述所确定的预测码抽头及所述所确定的预测频率格产生伪LOS信号；及
响应于随后确定所述直接LOS信号已被再次检测到及重新获取，用所述重新获取的直接LOS信号替换所述伪LOS信号。
8.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述多个信号包括全球导航卫星系统“GNSS”信号，其中来自所述所接收的多个信号的所述信号参数包括信号功率、码延迟、载波相位、载波频率或数据位中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述逻辑经进一步配置以：
确定所述两个或更多个信号中的一者是否是直接视线“LOS”信号，而不是从所述第一卫星接收的一或多个反射非视线“NLOS”信号；及
至少部分基于与所述直接LOS信号相关联的所述经测量信号参数来计算所述用户装置与所述第一卫星之间的LOS伪距、来自所述第一卫星的所述所识别的直接LOS信号的多普勒频移、或来自所述第一卫星的所述直接LOS信号的载波信号的相位中的至少一者；
其中所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计包括所述LOS伪距、所述所识别的直接LOS信号的所述多普勒频移、或所述直接LOS信号的所述载波信号的所述相位中的所述所计算的至少一者。
10.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述逻辑经进一步配置以：
确定所述两个或更多个卫星信号中的一者是否是最早检测到的信号或所述最早检测到的信号之后的最强检测到的信号中的至少一者，其中最早检测到的信号或所述最早检测到的信号之后的最强检测到的信号中的所述至少一者对应于所述至少一个信号峰值。
11.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述用户装置与两个或更多个卫星通信地耦合，其中识别落在所述跟踪孔径内的所述两个或更多个信号峰值包括基于对从所述两个或更多个卫星中的每一者接收的多个卫星信号的分析来识别落在跨越沿着所述第一维度的所述第一组码延迟值及沿着所述第二维度的所述第一组频率偏移值的所述跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所述多个卫星信号中的每一者在所述MP环境内沿着所述两个或更多卫星当中的每一卫星与所述用户装置之间的不同路径行进，所述所识别的两个或更多个信号峰值针对每一卫星对应于所述多个信号当中的两个或更多个信号，所述所识别的两个或更多个信号峰值针对所述两个或更多个卫星当中的其它卫星与所述多个信号当中的两个或更多个信号相关。
12.根据权利要求1所述的半导体封装，其中所述逻辑经进一步配置以：
从自所述第一卫星接收的所述多个卫星信号收集来自高码片率频带及低码片率频带两者的测量；
分析所述高码片率频带的所述所收集的测量以识别及放大所述低码片率频带的任何不确定性；及
响应于识别及放大至少一个低码片率频带的不确定性，基于所述至少一个低码片率频带的所述所识别及放大的不确定性，依据多路径测量偏差的水平标记所述至少一个低码片率频带。
13.根据权利要求1所述的半导体封装，其中从所述第一卫星连续接收所述多个信号，且其中识别所述两个或更多个信号峰值，确定所述一或多个峰值参数及将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述PE随着时间的推移连续执行。
14.一种方法，其包括：
使用用户装置的计算系统基于对从第一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所述多个信号中的每一者在多路径“MP”环境内沿着所述第一卫星与所述用户装置之间的不同路径行进，所述所识别的两个或更多个信号峰值对应于所述多个信号当中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在所述跟踪孔径的所述第一组码延迟值及所述第一组频率偏移值内；
使用所述计算系统基于对来自所述所识别的两个或更多信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定所述至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计；及
使用所述计算系统将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述用户装置的位置引擎“PE”，所述位置引擎经配置以至少部分基于所述所确定的一或多个峰值参数估计来计算所述用户装置的导航解决方案。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述计算系统包括多抽头相关器“MTC”、网格处理器“GP”、信号峰值检测器“PD”、峰值参数估计器“PPE”、测量引擎“ME”、数字信号处理器“DSP”或其它处理器中的至少一者。
16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括：
使用所述计算系统将所述多个信号当中的每一信号频移到基带频率；
使用所述计算系统将每一频移信号与相关联于所述第一卫星的伪随机数“PRN”码序列进行卷积以产生时序化基带同相及正交“I/Q”流，其中所述时序化基带I/Q流包括多个I/Q样本流，其中每一I/Q样本流从中心或对准相位码相移达抽头间隔的倍数，其中所述抽头间隔对应于基于所述PRN码序列的码延迟，其中所述抽头间隔的所述倍数共同对应于由多个PRN码偏移定义的多个码抽头，其中每一I/Q样本流对应于在预定积分“PDI”时间内的码相移I/Q信号；及
使用所述计算系统将针对每一频移信号产生的所述时序化基带I/Q流作为I/Q样本的二维“2D”阵列存储在所述用户装置的后相关缓冲器“PCB”中，所述I/Q样本通过沿着所述2D阵列的第一维度的码抽头及沿着所述2D阵列的第二维度的后相关样本索引来存储。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：
使用所述计算系统通过实施包括最外循环、中级循环及最内循环的三级迭代循环来产生网格能量值的2D阵列，所述网格能量值在由所述计算系统产生的所有码抽头的可编程持续时间、多个频率格及可编程格间隔内相干地及非相干地积分，其中实施所述三级迭代循环包括针对所述多个码抽头中的每一者的所述多个频率格中的每一者重复以下操作：
使用所述最外循环在存储在所述PCB中的所述多个码抽头当中选择一个码抽头；
使用所述中级循环选择要应用于所述选定码抽头的格频率；及
使用所述最内循环处理对应于所述选定码抽头的I/Q样本流以产生所述选定码抽头及所述选定频率格的当前标量网格能量值；及
使用所述计算系统将所述多个码抽头中的每一者的所述多个频率格中的每一者的所述当前标量网格能量值存储或存储且累加在所述用户装置的能量网格缓冲器“EGB”中，所述当前标量网格能量值通过沿着所述2D阵列的第一维度的码抽头及沿着所述2D阵列的第二维度的频率格来存储。
18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：
使用所述计算系统识别所述EGB内出现能量峰值的至少一个位置，其中每一能量峰值对应于超过预定能量阈值的当前标量网格能量值，其中所述EGB内的所述至少一个位置当中的每一所识别位置对应于与每一能量峰值相关联的码抽头及频率格，其中所述能量峰值对应于所述至少一个信号峰值中的每一者，其中与每一能量峰值相关联的所述码抽头及所述频率格分别对应于所述两个或更多个信号当中的信号的所述相对码延迟及所述相对频率偏移，所述信号对应于所述至少一个信号峰值中的每一者；
使用所述计算系统确定对应于每一能量峰值的至少一个信号参数估计，所述至少一个信号参数估计包括峰值粗频率估计、使用峰值拟合的经细化峰值码相位估计或经细化峰值信号强度“C/No”估计中的至少一者；及
使用所述计算系统将所识别的能量峰值的列表及对应所确定的至少一个信号参数估计存储在多峰值报告“MPR”缓冲器中。
19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：
使用所述计算系统基于存储在所述MPR缓冲器中的所识别的能量峰值的所述列表及对应所确定的至少一个信号参数估计来识别所述PCB中对应于每一所识别的能量峰值的最近码抽头；
使用所述计算系统将至少一个算法应用于对应于所述所识别的最近码抽头的所述I/Q样本以细化频率估计、相位估计或导航数据位估计中的至少一者，其中所述至少一个算法包括锁相环“PLL”算法、锁频环“FLL”算法或开环lag-N复叉积算法中的至少一者；及
使用所述计算系统将所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者存储在所述MPR缓冲器中，其中所述MPR缓冲器中的所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者对应于所述一或多个峰值参数估计；
其中将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述PE包括使用所述计算系统将所述频率估计、所述相位估计或所述导航数据位估计中的所述经细化至少一者发送到所述PE。
20.一种卫星导航装置，其包括：
计算系统，其包括：
至少一个第一处理器；及
第一非暂时性计算机可读媒体，其通信地耦合到所述至少一个第一处理器，所述第一非暂时性计算机可读媒体具有存储在其上的计算机软件，所述计算机软件包括第一组指令，所述第一组指令当由所述至少一个第一处理器执行时使所述计算系统：
基于对从第一卫星接收的多个信号的分析来识别落在跨越沿着第一维度的第一组码延迟值及沿着第二维度的第一组频率偏移值的跟踪孔径内的两个或更多个信号峰值，所述多个信号中的每一者在多路径“MP”环境内沿着所述第一卫星与所述卫星导航装置之间的不同路径行进，所述所识别的两个或更多个信号峰值对应于所述多个信号当中的两个或更多个信号，其相对码延迟及相对频率偏移落在所述跟踪孔径的所述第一组码延迟值及所述第一组频率偏移值内；
基于对来自所述所识别的两个或更多信号峰值当中的至少一个信号峰值的信号参数的测量来确定所述至少一个信号峰值中的每一者的一或多个峰值参数估计；及
将所述至少一个信号峰值中的每一者的所述所确定的一或多个峰值参数估计提供到所述卫星导航装置的位置引擎“PE”，所述位置引擎经配置以至少部分基于所述所确定的一或多个峰值参数估计来计算所述卫星导航装置的导航解决方案。
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