CN117607924B - 卫星定位系统接收电路、芯片和接收机 - Google Patents

卫星定位系统接收电路、芯片和接收机 Download PDF

Info

Publication number
CN117607924B
CN117607924B CN202311670213.0A CN202311670213A CN117607924B CN 117607924 B CN117607924 B CN 117607924B CN 202311670213 A CN202311670213 A CN 202311670213A CN 117607924 B CN117607924 B CN 117607924B
Authority
CN
China
Prior art keywords
satellite
amplitude
gain
path
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311670213.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117607924A (zh
Inventor
请求不公布姓名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Kaixin Micro Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Kaixin Micro Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Kaixin Micro Technology Co ltd filed Critical Beijing Kaixin Micro Technology Co ltd
Priority to CN202311670213.0A priority Critical patent/CN117607924B/zh
Publication of CN117607924A publication Critical patent/CN117607924A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117607924B publication Critical patent/CN117607924B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/37—Hardware or software details of the signal processing chain
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明提供了卫星定位系统接收电路、芯片和接收机，其中，从存储的匹配关系中根据当前档位确定对应的当前放大器增益参数和当前去直流参数，根据当前放大器增益参数输出放大器控制信号和直流控制信号；放大器控制信号控制放大器以对应放大增益对卫星射频信号进行放大；对放大后的卫星射频信号进行混频得到卫星中频信号；直流控制信号控制直流消除电路对卫星中频信号进行去直流处理；对经过去直流处理的卫星中频信号进行模数转换得到卫星数字信号；统计卫星数字信号的幅度，当卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，减小增益调节器的当前档位，当卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，增加增益调节器的当前档位。

Description

卫星定位系统接收电路、芯片和接收机
技术领域
本发明涉及卫星定位技术，具体涉及卫星定位系统接收电路、芯片和接收机。
背景技术
目前，在全球导航卫星系统（GNSS）接收机中，射频模块的自动增益控制系统由模拟电路实现是常见的方式，模拟电路受环境影响较大，电路实现面积较大，成本和功耗较高。
现有技术也存在一些数字电路参与控制射频模块的自动增益的方式，但是这些数字电路参与控制的方式比较复杂。
发明内容
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供卫星定位系统接收电路、芯片和接收机，以相对简单的方式实现放大器的放大增益的自动调节以及自适应性地消除卫星中频信号的直流分量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种卫星定位系统接收电路，包括接收通道，所述接收通道包括放大器、混频器和模数转换器，还包括直流消除电路、自动增益控制器和增益调节器；所述增益调节器内存储有匹配关系，所述匹配关系表示多个档位与各自放大器增益参数和去直流参数的匹配，其中，档位数越大对应的放大器增益参数和去直流参数越大；所述增益调节器从存储的匹配关系中根据当前档位确定对应的当前放大器增益参数和当前去直流参数，根据所述当前放大器增益参数输出放大器控制信号，并根据当前去直流参数输出直流控制信号；所述放大器控制信号控制所述放大器以对应放大增益对卫星射频信号进行放大；所述混频器对放大后的卫星射频信号进行混频，得到卫星中频信号；所述直流控制信号控制所述直流消除电路对所述卫星中频信号进行去直流处理；所述模数转换器对经过去直流处理的卫星中频信号进行模数转换，得到卫星数字信号；所述自动增益控制器统计所述卫星数字信号的幅度，当所述卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，所述自动增益控制器控制减小所述增益调节器的当前档位，当所述卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，所述自动增益控制器控制增加所述增益调节器的当前档位。
优选地，所述自动增益控制器统计所述卫星数字信号的幅度，当所述卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，所述自动增益控制器控制减小所述增益调节器的当前档位，当所述卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，所述自动增益控制器控制增加所述增益调节器的当前档位具体包括：所述自动增益控制器周期性统计所述卫星数字信号的幅度，在所述卫星数字信号的幅度与参考幅度之差的绝对值小于幅度门限的情况下，维持所述增益调节器的档位不变，并将连续高次数和连续低次数均置零，在所述绝对值大于所述幅度门限的情况下：若所述卫星数字信号的幅度大于所述参考幅度，所述自动增益控制器增加所述连续高次数，将连续低次数置零，并判断所述连续高次数是否超出次数阈值，若是，所述自动增益控制器控制减小所述增益调节器的当前档位，并将连续高次数和连续低次数均置零；若所述卫星数字信号的幅度小于所述参考幅度，所述自动增益控制器增加所述连续低次数，将连续高次数置零，并判断所述连续低次数是否超出次数阈值，若是，所述自动增益控制器控制增加所述增益调节器的当前档位，并将连续高次数和连续低次数均置零。
优选地，所述的卫星定位系统接收电路还包括中央处理器，所述中央处理器控制所述自动增益控制器的增益控制功能打开时，所述自动增益控制器可以控制所述增益调节器的当前档位，所述中央处理器控制所述自动增益控制器的增益控制功能关闭时，所述自动增益控制器停止控制所述增益调节器的当前档位。
优选地，所述去直流参数包括I路去直流参数和Q路去直流参数，所述直流消除电路包括I路直流消除电路和Q路直流消除电路；所述模数转换器包括I路模数转换器和Q路模数转换器；所述增益调节器根据当前档位的I路去直流参数和Q路去直流参数分别输出I路直流控制信号和Q路直流控制信号；所述I路直流控制信号控制所述I路直流消除电路对I路卫星中频信号进行去直流处理，所述Q路直流控制信号控制所述Q路直流消除电路对Q路卫星中频信号进行去直流处理；所述I路模数转换器和Q路模数转换器分别对经过去直流处理的I路卫星中频信号和Q路卫星中频信号进行模数转换，得到I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号；所述自动增益控制器将I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号的模，作为所述卫星数字信号的幅度。
优选地，所述的卫星定位系统接收电路包括多个所述接收通道，其中，每个接收通道的增益调节器之间相互独立，每个接收通道的增益调节器在对应的自动增益控制器的控制下，减小或增加当前档位。
优选地，所述增益调节器内存储的匹配关系中的最大档位K满足如下式子：A0*（K-1）≥S；其中，A0表示相邻两个档位卫星数字信号的幅度增益，S表示所述卫星定位系统接收电路的输入信号增益可变范围。
本发明还提供了一种卫星定位系统接收方法，包括如下步骤：从存储的匹配关系中根据当前档位确定对应的当前放大器增益参数和当前去直流参数，根据所述当前放大器增益参数输出放大器控制信号，并根据当前去直流参数输出直流控制信号；所述放大器控制信号控制放大器以对应放大增益对卫星射频信号进行放大；其中，存储有匹配关系，所述匹配关系表示多个档位与各自放大器增益参数和去直流参数的匹配，档位数越大对应的放大器增益参数和去直流参数越大；对放大后的卫星射频信号进行混频，得到卫星中频信号；直流控制信号控制直流消除电路对所述卫星中频信号进行去直流处理；对经过去直流处理的卫星中频信号进行模数转换，得到卫星数字信号；统计所述卫星数字信号的幅度，当所述卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，控制减小当前档位，当所述卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，控制增加当前档位。
优选地，统计所述卫星数字信号的幅度，当所述卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，控制减小当前档位，当所述卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，控制增加当前档位具体包括：周期性统计所述卫星数字信号的幅度，在所述卫星数字信号的幅度与参考幅度之差的绝对值小于幅度门限的情况下，维持当前档位不变，并将连续高次数和连续低次数均置零，在所述绝对值大于所述幅度门限的情况下：若所述卫星数字信号的幅度大于所述参考幅度，增加所述连续高次数，并判断所述连续高次数是否超出次数阈值，若是，控制减小当前档位，并将连续高次数和连续低次数均置零；若所述卫星数字信号的幅度小于所述参考幅度，增加所述连续低次数，并判断所述连续低次数是否超出次数阈值，若是，控制增加当前档位，并将连续高次数和连续低次数均置零。
优选地，控制增益控制功能打开时，可以控制所述当前档位；控制增益控制功能关闭时，停止控制所述当前档位。
优选地，所述去直流参数包括I路去直流参数和Q路去直流参数；根据当前档位的I路去直流参数和Q路去直流参数分别输出I路直流控制信号和Q路直流控制信号；所述I路直流控制信号控制所述I路直流消除电路对I路卫星中频信号进行去直流处理，所述Q路直流控制信号控制所述Q路直流消除电路对Q路卫星中频信号进行去直流处理；分别对经过去直流处理的I路卫星中频信号和Q路卫星中频信号进行模数转换，得到I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号；将I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号的模，作为所述卫星数字信号的幅度。
优选地，所述增益调节器内存储的匹配关系中的最大档位K满足如下式子：A0*（K-1）≥S；其中，A0表示相邻两个档位卫星数字信号的幅度增益，S表示所述卫星定位系统接收电路的输入信号增益可变范围。
本发明还提供了一种卫星定位系统接收芯片，包括任一所述的卫星定位系统接收电路。
优选地，所述的卫星定位系统接收芯片还包括基带信号处理器和中央处理器。
本发明还提供了一种卫星定位系统接收机，包括所述的卫星定位系统接收芯片。
在上述方案中，自动增益控制器统计卫星数字信号的幅度，根据该幅度控制增益调节器的当前档位，增益调节器从存储的匹配关系中根据当前档位确定对应的放大器增益参数和去直流参数，增益调节器根据当前放大器增益参数输出放大器控制信号，根据当前去直流参数输出直流控制信号；放大器控制信号控制放大器以更合适的放大增益对卫星中频信号进行放大，直流控制信号自适应性地控制调整去直流处理的幅度，这样，本卫星定位系统接收电路以简单、确定的方式实现了对放大器增益的自适应调节，并且自适应地调整去直流幅度而提高抗干扰能力。
另外，由于自动增益控制器采用数字电路，实现简单，信号具有确定性，而不是采用模拟电路实现自动增益调整，从而降低了模拟电路的复杂度和面积。
本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。图中：
图1为本发明的一种优选实施方式的卫星定位系统接收机的示意图；
图2为本发明的一种优选实施方式的自动增益控制器执行当前档位控制流程的示意图；
图3为本发明的另一种优选实施方式的卫星定位系统接收机的示意图；
图4为本发明的另一种优选实施方式的卫星定位系统接收机的示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，是本发明一种实施例的卫星定位系统接收机的示意图，该卫星定位系统接收机包括天线、射频前端和卫星定位系统接收电路，卫星定位系统接收电路包括接收通道、基带信号处理器和中央处理器，接收通道包括放大器、混频器、直流消除电路、模数转换器（ADC）、自动增益控制器和增益调节器。
卫星发射的卫星射频信号经过天线接收后进入射频前端，射频前端对卫星射频信号进行前端处理，例如，射频前端对卫星射频信号进行放大，以使放大后的卫星射频信号的幅度符合卫星定位系统接收电路的幅度接收范围；射频前端还可以对接收到的信号进行滤波，以抑制卫星射频信号带外噪声和非线性引入的谐波等干扰信号；射频前端还可以对卫星射频信号进行分支操作，比如射频前端中可以包括功分器或者双工器以对卫星射频信号进行支路拓展，为后续多频带信号接收处理作准备。射频前端的输入信号和输出信号均为实数射频模拟信号。
增益调节器内存储有匹配关系，匹配关系表示多个档位与各自参数：放大器增益参数和去直流参数之间的匹配；其中，档位数越大对应的放大器增益参数和去直流参数越大。在工作过程中，可以选择增益调节器中某一个档位的参数作为当前参数。在一个实施例中，增益调节器内存储了一个如表1所示的档位-参数匹配关系。
表1
增益调节器从存储的匹配关系中，根据当前档位（即当前被选择的档位）确定对应的当前放大器增益参数和当前去直流参数（例如，假如当前档位为2，则确定得到的当前放大器增益参数和当前去直流参数为：放大器增益参数2和去直流参数2）。然后，增益调节器根据当前放大器增益参数输出放大器控制信号（例如控制工作电压等参数的控制信号），并根据当前去直流参数输出直流控制信号（例如控制工作电压等参数的控制信号）。
放大器控制信号控制放大器以对应放大增益对输入至放大器的卫星射频信号进行放大。放大器的输入信号和输出信号均为实数射频模拟信号。
混频器对放大后的卫星射频信号进行混频，得到卫星中频信号，该卫星中频信号可以是零中频信号或低中频信号。直流控制信号控制直流消除电路对卫星中频信号进行去直流处理，使得在一个周期内经过去直流处理的卫星中频信号的积分为0或接近0，即经过去直流处理的卫星中频信号的直流分量仍然为0或接近0，从而消除混频器等器件的非线性引入的直流分量，增加有效信号的幅度表示范围，进而有效提高抗干扰性能；模数转换器对经过去直流处理的卫星中频信号进行模数转换，得到卫星数字信号。
基带信号处理器对卫星数字信号进行基带处理，例如，捕获和跟踪GNSS信号，定期将扩频码和载波观测量以及解调的GNSS信号电文上报给中央处理器。中央处理器可以负责卫星定位系统接收电路的整体控制和调度，控制各个模块的工作模式，以及对接收机位置和速度进行估计（例如，基于最小二乘算法或者卡尔曼滤波算法）等等。
自动增益控制器统计卫星数字信号的幅度，当卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，即，当卫星数字信号的幅度偏高时，自动增益控制器控制减小增益调节器的当前档位，由于增益调节器的当前档位减小，增益调节器根据减小后的当前档位查找到的放大器增益参数减小，从而对应的放大器控制信号控制放大器放大的增益减小，另外，增益调节器根据减小后的当前档位查找到的去直流参数减小，从而对应的直流控制信号适应性地控制减小了去直流处理的幅度，以适应放大器增益的减小，使得在一个周期内经过去直流处理的卫星中频信号的积分仍然为0或接近0，即经过去直流处理的卫星中频信号的直流分量仍然为0或接近0。当卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，即，当卫星数字信号的幅度偏低时，自动增益控制器控制增加增益调节器的当前档位，由于增益调节器的当前档位增加，增益调节器根据增加后的当前档位查找到的放大器增益参数增加，从而对应的放大器控制信号控制放大器放大的增益增加，另外，增益调节器根据增加后的当前档位查找到的去直流参数增加，从而对应的直流控制信号适应性地控制增加了去直流处理的幅度，以适应放大器增益的增加，从而使得在一个周期内经过去直流处理的卫星中频信号的积分仍然为0或接近0，即经过去直流处理的卫星中频信号的直流分量仍然为0或接近0。
本实施例中，自动增益控制器统计卫星数字信号的幅度，根据该幅度控制增益调节器的当前档位，增益调节器从存储的匹配关系中根据当前档位确定对应的放大器增益参数和去直流参数，增益调节器根据当前放大器增益参数输出放大器控制信号，根据当前去直流参数输出直流控制信号；放大器控制信号控制放大器以更合适的放大增益对卫星中频信号进行放大，直流控制信号适应性地控制调整去直流处理的幅度，这样，本卫星定位系统接收电路以简单、确定的方式实现了对放大器增益的自适应调节，并且自适应地调整去直流幅度而提高抗干扰能力。另外，由于自动增益控制器采用数字电路，实现简单，信号具有确定性，而不是采用模拟电路实现自动增益调整，从而降低了模拟电路的复杂度和面积（本实施例中接收通道的模拟电路主要包括上述放大器、混频器和直流消除电路）。
在一些实施例中，直流消除电路包括I路直流消除电路和Q路直流消除电路；模数转换器包括I路模数转换器和Q路模数转换器；去直流参数包括I路去直流参数和Q路去直流参数，如表2所示，每个档位匹配I路去直流参数和Q路去直流参数。增益调节器根据当前档位确定当前I路去直流参数和当前Q路去直流参数，根据当前I路去直流参数输出I路直流控制信号，根据当前Q路去直流参数输出Q路直流控制信号；I路直流控制信号控制I路直流消除电路对I路卫星中频信号进行去直流处理，Q路直流控制信号控制Q路直流消除电路对Q路卫星中频信号进行去直流处理；I路模数转换器和Q路模数转换器分别对经过去直流处理的I路卫星中频信号和Q路卫星中频信号进行模数转换，得到I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号；自动增益控制器将I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号的模（即，（I2+ Q2）的平方根，其中，I2表示I路卫星数字信号幅度的平方，Q2表示Q路卫星数字信号幅度的平方）作为卫星数字信号的幅度，自动增益控制器统计该卫星数字信号的幅度以控制增益调节器的当前档位。
表2
在一些实施例中，自动增益控制器执行当前档位控制流程，以控制增益调节器的当前档位。具体而言，自动增益控制器周期性（例如在某一周期的时钟控制下）统计卫星数字信号的幅度，在卫星数字信号的幅度A与参考幅度Aref之差的绝对值|A-Aref|小于幅度门限D的情况下，维持增益调节器的当前档位k不变，并将连续高次数H_Cnt和连续低次数L_Cnt均置零，在绝对值大于幅度门限的情况下（此时有两种可能：卫星数字信号的幅度A大于参考幅度Aref，或小于参考幅度Aref）：
若卫星数字信号的幅度A大于参考幅度Aref，自动增益控制器增加连续高次数H_Cnt（例如增加1），将连续低次数L_Cnt置零，并判断连续高次数H_Cnt是否超出次数阈值TH_Cnt，若是（此时，卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件），自动增益控制器控制减小增益调节器的当前档位k，并将连续高次数H_Cnt和连续低次数L_Cnt均置零，以便进入下一个循环；
若卫星数字信号的幅度A小于参考幅度Aref，自动增益控制器增加连续低次数L_Cnt（例如增加1），将连续高次数H_Cnt置零，并判断连续低次数L_Cnt是否超出次数阈值TH_Cnt，若是（此时，卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件），自动增益控制器控制增加增益调节器的当前档位k，并将连续高次数H_Cnt和连续低次数L_Cnt均置零，以便进入下一个循环。
如图2所示，是一种实施例中自动增益控制器执行当前档位控制流程的示意图，图中有关符号的含义在前面已经介绍，在此不再赘述。
本实施例中，卫星数字信号的幅度A的数值范围取决于模数转换器的位宽W，0≤A≤2W-1，例如，当模数转换器的位宽W为10时，幅度A数值范围0~1023。
在一些实施例中，增益调节器内存储的匹配关系中的最大档位K满足如下式子：A0*（K-1）≥S；其中，A0表示相邻两个档位卫星数字信号的幅度增益，S表示卫星定位系统接收电路的输入信号增益可变范围。例如，相邻两个档位卫星数字信号的功率变化一般取6dB，对应模数转换器输出信号的幅度值变化2倍，该幅度值位宽相差1比特，即：6dB=20log10(2)。在该例子中，自动增益最大调节值AGV=6（K-1）dB=30dB。
本实施例中，在连续高次数H_Cnt或连续低次数L_Cnt超出次数阈值TH_Cnt之前，一旦绝对值|A-Aref|小于幅度门限D，连续高次数H_Cnt和连续低次数L_Cnt将被清零，只有在自动增益控制器连续统计的次数阈值TH_Cnt期间，绝对值|A-Aref|始终大于幅度门限D且卫星数字信号的幅度A始终大于参考幅度Aref，或者绝对值|A-Aref|始终大于幅度门限D且卫星数字信号的幅度A始终小于参考幅度Aref，自动增益控制器才控制增加或减小当前档位，从而可以避免由于噪声引起卫星数字信号幅度波动，而导致当前档位频繁调节。
在一些实施例中，中央处理器控制自动增益控制器的增益控制功能打开时，自动增益控制器可以控制增益调节器的当前档位，中央处理器控制自动增益控制器的增益控制功能关闭时，自动增益控制器停止控制增益调节器的当前档位，以便卫星定位系统接收电路可以执行基于标准档位-参数匹配关系进行的校正，得到校正档位-参数匹配关系以写入增益调节器。例如，自动增益控制器具有使能端，中央处理器通过控制使能端的使能有效和使能无效，实现对增益调节器的增益控制功能的打开和关闭。
在一些实施例中，卫星定位系统接收电路包括多个接收通道，其中，每个接收通道具有各自的放大器、混频器、直流消除电路、模数转换器、自动增益控制器和增益调节器，每个接收通道的增益调节器之间相互独立，每个接收通道的增益调节器在对应的自动增益控制器的控制下，减小或增加当前档位。
如图3所示，本发明还提供了一种卫星定位系统接收芯片，包括卫星定位系统接收电路，而该卫星定位系统接收电路包括接收通道、基带信号处理器和中央处理器，因而，卫星定位系统接收芯片是射频基带一体芯片。这样，可以使得包含该芯片的接收机尺寸更小，成本和功耗更低，提高了产品竞争力，能够满足不同复杂信号环境下的应用需求，同时具备较强的抗干扰性能。
增益调节器内存储的匹配关系，可以是设计的标准档位-参数匹配关系，该标准档位-参数匹配关系可以是基于理论计算得到的，以适用于本卫星定位系统接收电路的所有实体。每个实体中增益调节器内存储的匹配关系也可以是在本卫星定位系统接收电路的每个实体（或实体样本）生产后，在每个实体（或实体样本中），基于标准档位-参数匹配关系进行校正后得到的校正档位-参数匹配关系。在一些实施例中，校正后的档位-放大器增益参数匹配关系存储至增益调节器内的匹配关系中后则不再轻易改动（例如卫星定位系统接收电路出厂后则不再改动），而对于档位-去直流参数匹配关系，则可以在卫星定位系统接收电路每次上电的初始化过程中，中央处理器重新确定每个档位的去直流参数，从而确定新的档位-去直流参数匹配关系，并将该新的档位-去直流参数匹配关系重新更新至该增益调节器内的匹配关系中。可以理解，该卫星定位系统接收电路出厂时，可以仅仅将匹配关系中的档位-放大器增益参数匹配关系存储至增益调节器内，而不存储匹配关系中的档位-去直流参数匹配关系，在卫星定位系统接收电路首次或每次上电的初始化过程中，中央处理器确定每个档位的去直流参数，从而确定档位-去直流参数匹配关系，并将该档位-去直流参数匹配关系存储至该增益调节器内的匹配关系中。
为了实现基于标准档位-参数匹配关系的校正，本卫星定位系统接收电路还需要包括存储器（例如FLASH），在一个实施例中，该存储器存储有标准档位-参数匹配关系，如下表3所示。此外，如图4所示，校正还需要信号生成器。
表3
以下详细描述基于标准档位-参数匹配关系进行校正的过程。
中央处理器控制自动增益控制器的增益控制功能关闭。例如，中央处理器向自动增益控制器的使能端发送使能有效无效信号，从而使增益控制功能关闭。
中央处理器控制信号生成器生成设定频率和功率的单音射频信号，该单音射频信号被输入至射频前端的输入端。该单音射频信号的频率在接收通道的工作频率范围内。
射频前端对单音射频信号进行前端处理，例如，射频前端对单音射频信号进行放大，以使放大后的单音射频信号的幅度符合卫星定位系统接收电路的幅度接收范围；射频前端还可以对接收到的信号进行滤波，以抑制单音射频信号带外噪声和非线性引入的谐波等干扰信号。射频前端的输入信号和输出信号均为实数射频模拟信号。
中央处理器从存储器内的标准档位-参数匹配关系（例如，如表3所示）中，选择标准第1档对应的放大器增益参数1和去直流参数1写入增益调节器，并使放大器增益参数1作为增益调节器的当前放大器增益参数、去直流参数1作为增益调节器的当前去直流参数。
增益调节器根据当前放大器增益参数（放大器增益参数1）输出放大器控制信号（例如控制工作电压等参数的控制信号），并根据当前去直流参数输出直流控制信号（例如控制工作电压等参数的控制信号）。
放大器控制信号控制放大器以对应放大增益对输入至放大器的单音射频信号进行放大。放大器的输入信号和输出信号均为实数射频模拟信号。
混频器对放大后的单音射频信号进行混频，得到单音中频信号，该单音中频信号可以是零中频信号或低中频信号。直流控制信号控制直流消除电路对单音中频信号进行去直流处理，从而使得在一个周期内经过去直流处理的单音中频信号的积分为0或接近0，即经过去直流处理的单音中频信号的直流分量仍然为0或接近0，从而消除混频器等器件的非线性引入的直流分量，增加有效信号的幅度表示范围，进而有效提高抗干扰性能；模数转换器对经过去直流处理的单音中频信号进行模数转换，得到单音数字信号。
中央处理器统计单音数字信号的幅度A1，从而得到测试的档位1-放大器增益参数1-信号幅度A1的对应关系。在一些实施例中，中央处理器可以根据数字信号的幅度A1，微调去直流参数1，直至在一个周期内经过去直流处理的单音中频信号的积分为0或接近0，此时去直流参数为微调去直流参数1。
接着，中央处理器从存储器内的标准档位-参数匹配关系（例如，如表3所示）中，选择标准第2档对应的放大器增益参数2写入增益调节器，并使放大器增益参数2作为增益调节器的当前放大器增益参数。
之后，增益调节器、放大器、混频器和中央处理器继续进行与放大器增益参数1时相同的处理动作，直至得到测试的档位2-放大器增益参数2-信号幅度A2的对应关系。
以此类推，直至得到所有测试的档位-放大器增益参数-信号幅度对应关系，包括：档位1-放大器增益参数1-信号幅度A1、档位2-放大器增益参数2-信号幅度A2…档位N-放大器增益参数N-信号幅度AN。
中央处理器按照信号幅度从小到大的顺序，依次对每组测试的对应关系进行排序，从中选择K组测试的对应关系，其中任一组的信号幅度是上一组的信号幅度的2倍以上、4倍以下。例如，N=4和K=3，按照信号幅度从小到大的顺序为：信号幅度A1、信号幅度A2、信号幅度A3和信号幅度A4，但是，信号幅度A3与信号幅度A2的比值为1.5，而信号幅度A4与信号幅度A2的比值为3，则最终选择的K组测试的对应关系为：档位1-放大器增益参数1-信号幅度A1、档位2-放大器增益参数2-信号幅度A2、档位4-放大器增益参数4-信号幅度A4。
中央处理器将该K个放大器增益参数（放大器增益参数1、放大器增益参数2、放大器增益参数4）和K个去直流参数（或微调直流参数）依次作为前K个档位的放大器增益参数和前K个去直流参数，写入增益调节器作为其中的匹配关系，如表4所示。
表4
当卫星定位系统接收电路包括多个接收通道时，在校正获得一个接收通道后的增益调节器的匹配关系后，继续校正获得下一个接收通道的增益调节器的匹配关系，直至得到所有接收通道的增益调节器的匹配关系。
本发明还提供了一种卫星定位系统接收方法，包括如下步骤：从存储的匹配关系中根据当前档位确定对应的当前放大器增益参数和当前去直流参数，根据当前放大器增益参数输出放大器控制信号，并根据当前去直流参数输出直流控制信号；放大器控制信号控制放大器以对应放大增益对卫星射频信号进行放大；其中，存储有匹配关系，匹配关系表示多个档位与各自放大器增益参数和去直流参数的匹配，其中，档位数越大对应的放大器增益参数和去直流参数越大；对放大后的卫星射频信号进行混频，得到卫星中频信号；直流控制信号控制直流消除电路对卫星中频信号进行去直流处理；对经过去直流处理的卫星中频信号进行模数转换，得到卫星数字信号；统计卫星数字信号的幅度，当卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，控制减小当前档位，当卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，控制增加当前档位。
如图1至4所示，本发明还提供了一种卫星定位系统接收机，包括的卫星定位系统接收电路、天线和射频前端。
本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (14)

1.一种卫星定位系统接收电路，包括接收通道，所述接收通道包括放大器、混频器和模数转换器，其特征在于，还包括直流消除电路、自动增益控制器和增益调节器；
所述增益调节器内存储有匹配关系，所述匹配关系表示多个档位与各自放大器增益参数和去直流参数的匹配，其中，档位数越大对应的放大器增益参数和去直流参数越大；
所述增益调节器从存储的匹配关系中根据当前档位确定对应的当前放大器增益参数和当前去直流参数，根据所述当前放大器增益参数输出放大器控制信号，并根据当前去直流参数输出直流控制信号；所述放大器控制信号控制所述放大器以对应放大增益对卫星射频信号进行放大；
所述混频器对放大后的卫星射频信号进行混频，得到卫星中频信号；所述直流控制信号控制所述直流消除电路对所述卫星中频信号进行去直流处理；所述模数转换器对经过去直流处理的卫星中频信号进行模数转换，得到卫星数字信号；
所述自动增益控制器统计所述卫星数字信号的幅度，当所述卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，所述自动增益控制器控制减小所述增益调节器的当前档位，当所述卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，所述自动增益控制器控制增加所述增益调节器的当前档位。
2.根据权利要求1所述的卫星定位系统接收电路，其特征在于，
所述自动增益控制器统计所述卫星数字信号的幅度，当所述卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，所述自动增益控制器控制减小所述增益调节器的当前档位，当所述卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，所述自动增益控制器控制增加所述增益调节器的当前档位具体包括：
所述自动增益控制器周期性统计所述卫星数字信号的幅度，在所述卫星数字信号的幅度与参考幅度之差的绝对值小于幅度门限的情况下，维持所述增益调节器的档位不变，并将连续高次数和连续低次数均置零，在所述绝对值大于所述幅度门限的情况下：
若所述卫星数字信号的幅度大于所述参考幅度，所述自动增益控制器增加所述连续高次数，将连续低次数置零，并判断所述连续高次数是否超出次数阈值，若是，所述自动增益控制器控制减小所述增益调节器的当前档位，并将连续高次数和连续低次数均置零；
若所述卫星数字信号的幅度小于所述参考幅度，所述自动增益控制器增加所述连续低次数，将连续高次数置零，并判断所述连续低次数是否超出次数阈值，若是，所述自动增益控制器控制增加所述增益调节器的当前档位，并将连续高次数和连续低次数均置零。
3.根据权利要求1所述的卫星定位系统接收电路，其特征在于，
还包括中央处理器，所述中央处理器控制所述自动增益控制器的增益控制功能打开时，所述自动增益控制器可以控制所述增益调节器的当前档位，所述中央处理器控制所述自动增益控制器的增益控制功能关闭时，所述自动增益控制器停止控制所述增益调节器的当前档位。
4.根据权利要求1所述的卫星定位系统接收电路，其特征在于，
所述去直流参数包括I路去直流参数和Q路去直流参数，所述直流消除电路包括I路直流消除电路和Q路直流消除电路；所述模数转换器包括I路模数转换器和Q路模数转换器；
所述增益调节器根据当前档位的I路去直流参数和Q路去直流参数分别输出I路直流控制信号和Q路直流控制信号；
所述I路直流控制信号控制所述I路直流消除电路对I路卫星中频信号进行去直流处理，所述Q路直流控制信号控制所述Q路直流消除电路对Q路卫星中频信号进行去直流处理；
所述I路模数转换器和Q路模数转换器分别对经过去直流处理的I路卫星中频信号和Q路卫星中频信号进行模数转换，得到I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号；
所述自动增益控制器将I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号的模，作为所述卫星数字信号的幅度。
5.根据权利要求1所述的卫星定位系统接收电路，其特征在于，
包括多个所述接收通道，其中，每个接收通道的增益调节器之间相互独立，每个接收通道的增益调节器在对应的自动增益控制器的控制下，减小或增加当前档位。
6.根据权利要求1所述的卫星定位系统接收电路，其特征在于，
所述增益调节器内存储的匹配关系中的最大档位K满足如下式子：
A0*（K-1）≥S；
其中，A0表示相邻两个档位卫星数字信号的幅度增益，S表示所述卫星定位系统接收电路的输入信号增益可变范围。
7.一种卫星定位系统接收方法，其特征在于，包括如下步骤：
从存储的匹配关系中根据当前档位确定对应的当前放大器增益参数和当前去直流参数，根据所述当前放大器增益参数输出放大器控制信号，并根据当前去直流参数输出直流控制信号；所述放大器控制信号控制放大器以对应放大增益对卫星射频信号进行放大；其中，存储有匹配关系，所述匹配关系表示多个档位与各自放大器增益参数和去直流参数的匹配，档位数越大对应的放大器增益参数和去直流参数越大；
对放大后的卫星射频信号进行混频，得到卫星中频信号；直流控制信号控制直流消除电路对所述卫星中频信号进行去直流处理；对经过去直流处理的卫星中频信号进行模数转换，得到卫星数字信号；
统计所述卫星数字信号的幅度，当所述卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，控制减小当前档位，当所述卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，控制增加当前档位。
8.根据权利要求7所述的卫星定位系统接收方法，其特征在于，
统计所述卫星数字信号的幅度，当所述卫星数字信号的幅度大于参考幅度的程度满足第一条件，控制减小当前档位，当所述卫星数字信号的幅度小于参考幅度的程度满足第二条件，控制增加当前档位具体包括：
周期性统计所述卫星数字信号的幅度，在所述卫星数字信号的幅度与参考幅度之差的绝对值小于幅度门限的情况下，维持当前档位不变，并将连续高次数和连续低次数均置零，在所述绝对值大于所述幅度门限的情况下：
若所述卫星数字信号的幅度大于所述参考幅度，增加所述连续高次数，并判断所述连续高次数是否超出次数阈值，若是，控制减小当前档位，并将连续高次数和连续低次数均置零；
若所述卫星数字信号的幅度小于所述参考幅度，增加所述连续低次数，并判断所述连续低次数是否超出次数阈值，若是，控制增加当前档位，并将连续高次数和连续低次数均置零。
9.根据权利要求7所述的卫星定位系统接收方法，其特征在于，
控制增益控制功能打开时，可以控制所述当前档位；控制增益控制功能关闭时，停止控制所述当前档位。
10.根据权利要求7所述的卫星定位系统接收方法，其特征在于，
所述去直流参数包括I路去直流参数和Q路去直流参数；
根据当前档位的I路去直流参数和Q路去直流参数分别输出I路直流控制信号和Q路直流控制信号；
所述I路直流控制信号控制I路直流消除电路对I路卫星中频信号进行去直流处理，所述Q路直流控制信号控制Q路直流消除电路对Q路卫星中频信号进行去直流处理；
分别对经过去直流处理的I路卫星中频信号和Q路卫星中频信号进行模数转换，得到I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号；
将I路卫星数字信号和Q路卫星数字信号的模，作为所述卫星数字信号的幅度。
11.根据权利要求7所述的卫星定位系统接收方法，其特征在于，
增益调节器内存储的匹配关系中的最大档位K满足如下式子：
A0*（K-1）≥S；
其中，A0表示相邻两个档位卫星数字信号的幅度增益，S表示所述卫星定位系统接收电路的输入信号增益可变范围。
12.一种卫星定位系统接收芯片，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的卫星定位系统接收电路。
13.根据权利要求12所述的卫星定位系统接收芯片，其特征在于，还包括基带信号处理器和中央处理器。
14.一种卫星定位系统接收机，其特征在于，包括如权利要求12或13所述的卫星定位系统接收芯片。
CN202311670213.0A 2023-12-07 2023-12-07 卫星定位系统接收电路、芯片和接收机 Active CN117607924B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311670213.0A CN117607924B (zh) 2023-12-07 2023-12-07 卫星定位系统接收电路、芯片和接收机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311670213.0A CN117607924B (zh) 2023-12-07 2023-12-07 卫星定位系统接收电路、芯片和接收机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117607924A CN117607924A (zh) 2024-02-27
CN117607924B true CN117607924B (zh) 2024-04-02

Family

ID=89953392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311670213.0A Active CN117607924B (zh) 2023-12-07 2023-12-07 卫星定位系统接收电路、芯片和接收机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117607924B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5223843A (en) * 1988-01-05 1993-06-29 Rockwell International Corporation High performance global positioning system receiver means and method
KR19980027730A (ko) * 1996-10-17 1998-07-15 김광호 디지탈 위성방송 수신기의 수신상태 감시회로
CN104811404A (zh) * 2015-04-14 2015-07-29 华南理工大学 直流偏移校正方法和装置
CN108521292A (zh) * 2018-06-15 2018-09-11 常熟达顺威尔通信技术有限公司 基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法及接收机
CN108872925A (zh) * 2018-07-24 2018-11-23 广州比逊电子科技有限公司 四通道多频段卫星导航信号接收机
CN113037307A (zh) * 2019-12-09 2021-06-25 北京合众思壮科技股份有限公司 卫星接收机芯片和卫星接收机系统
CN115395908A (zh) * 2022-08-29 2022-11-25 哲库科技(上海)有限公司 增益控制方法、接收无线信号的方法、芯片及无线接收机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6356736B2 (en) * 1997-02-28 2002-03-12 Maxim Integrated Products, Inc. Direct-conversion tuner integrated circuit for direct broadcast satellite television

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5223843A (en) * 1988-01-05 1993-06-29 Rockwell International Corporation High performance global positioning system receiver means and method
KR19980027730A (ko) * 1996-10-17 1998-07-15 김광호 디지탈 위성방송 수신기의 수신상태 감시회로
CN104811404A (zh) * 2015-04-14 2015-07-29 华南理工大学 直流偏移校正方法和装置
CN108521292A (zh) * 2018-06-15 2018-09-11 常熟达顺威尔通信技术有限公司 基于软件无线电的超宽带数字卫星信标接收方法及接收机
CN108872925A (zh) * 2018-07-24 2018-11-23 广州比逊电子科技有限公司 四通道多频段卫星导航信号接收机
CN113037307A (zh) * 2019-12-09 2021-06-25 北京合众思壮科技股份有限公司 卫星接收机芯片和卫星接收机系统
CN115395908A (zh) * 2022-08-29 2022-11-25 哲库科技(上海)有限公司 增益控制方法、接收无线信号的方法、芯片及无线接收机

Also Published As

Publication number Publication date
CN117607924A (zh) 2024-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6993291B2 (en) Method and apparatus for continuously controlling the dynamic range from an analog-to-digital converter
US6985711B2 (en) Direct current offset cancellation for mobile station modems using direct conversion
KR100567709B1 (ko) 수신장치
US7668523B2 (en) Adaptive AGC in a wireless network receiver
JP5809522B2 (ja) 半導体装置
JP4289667B2 (ja) 可変利得制御回路および受信装置
US20050070325A1 (en) System and method for digital radio receiver
US20080165899A1 (en) Radio frequency receiver having dynamic bandwidth control and method of operation
US20070086547A1 (en) AGC for narrowband receivers
JP2007158545A (ja) 無線受信機
US7319852B2 (en) Apparatus and method for DC offset compensation in a direct conversion receiver
WO2008015648A2 (en) Improvements in or relating to automatic gain control of radio devices
US20060227910A1 (en) Receiver DC offset correction
US7856216B2 (en) Diversity receiver and gain adjusting method therefor
US20090280764A1 (en) Method And System For On-Demand Linearity In A Receiver
KR100956667B1 (ko) 트랜스시버 디바이스에 대한 디지털 자동 이득 제어
JP2008193476A (ja) 受信装置とこれを用いた受信システム
US20050089123A1 (en) Circuit method and system for automatic gain control
WO2006109296A2 (en) A method for tuning an rf base-band circuit of a receiver
US20090154612A1 (en) Method and system for dynamic filtering and data conversion resolution adjustments in a receiver
CN117607924B (zh) 卫星定位系统接收电路、芯片和接收机
CN117784180B (zh) 卫星定位系统接收电路的校正方法、芯片和接收机
CN102035578B (zh) 一种用于分集接收的自动增益控制方法及装置
CN117784180A (zh) 卫星定位系统接收电路的校正方法、芯片和接收机
US20090156147A1 (en) Method and system for on-demand receiver supply voltage and current

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant