CN117897635A - 用于快速搜索gnss信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于在GNSS接收器上执行的快速搜索GNSS信号的方法和装置包括接收具有已知的伪随机噪声码的信号的步骤。当生成伪随机噪声码时，对码生成器的状态信息进行存储。使用包括多普勒NCO的多个NCO同时搜索GNSS信号中的多个假定的多普勒。对与接收到的信号相关联的搜索窗进行第一次检查，以识别接收到的信号的源。在确定是否可以识别出接收到的信号的源之后，在对所述搜索窗进行第二次检查之前，将所述状态信息加载到码生成器中，等等。搜索窗移位了全长PRN码。状态信息的加载允许对搜索窗进行顺序的检查，而无需重新调整快速搜索模块，这加速了对接收到的信号进行分析的过程。

Description

用于快速搜索GNSS信号的方法和装置

技术领域

本公开涉及导航接收器和对信号处理的方法，并且具体地，涉及快速搜索不同系统(例如全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GLONASS)、GALILEO卫星系统等)的全球导航卫星信号(GNSS)并且进一步处理信号。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)使用卫星来广播无线电信号，所述无线电信号由接收器获取。接收器使用获取的信号，以确定接收器的位置。经常使用码延迟和多普勒偏移来搜索GNSS信号。将搜索窗S限定为由搜索单元查看的同时考虑的延迟的数目，搜索多个通道的最简单方法使用包括码生成器、多个数控振荡器(NCO)(包括码NCO(CRNCO)和中频NCO(IFNCO))和相关器的部件。通道被配置成搜索一个信号的多普勒偏移，并且在通道初始化时，需要为不同的通道设置不同的码延迟。为了搜索特定的多普勒偏移，应该重新启动/重置通道。该方法需要大量通道，在大量通道中每个通道都与其自己的相关器、码生成器、CRNCO和IFNCO相关联。

发明内容

本公开总体上涉及全球导航卫星系统(GNSS)，并且更特别地，涉及用于GNSS系统的接收器。在一个实施方式中，用于快速搜索具有已知的伪随机噪声(PRN)码的无线电导航信号的装置包括：天线，该天线用于接收具有已知的PRN码的信号。射频路径被配置成接收来自天线的无线电信号并且将这些信号移动至中频信号。数控振荡器被配置成输出具有PRN元素的周期的脉冲，以及模数转换器(ADC)被配置成对中频信号进行采样。数字混频器被配置成接收来自ADC的信号并且输出零频率处的经采样的信号。抽取器被配置成接收来自数字混频器的零频率处的经采样的信号。相关器被配置成对经由一对量化单元从抽取器接收的输入的移位阵列与PRN码元素的非移位阵列的卷积进行计算，并且存储器单元被配置成对从相关器输出的值的结果进行存储。码生成器被配置成根据从数控振荡器输出的脉冲来对新的元素进行计算。中频数控振荡器被配置成输出用于中频信号的中频。快速搜索数控振荡器(FSNCO)输出预设周期的脉冲。响应于FSNCO的输出脉冲：抽取器还被配置成生成新的输出样本，相关器还被配置成对输入样本的移位阵列进行移位，以包括新的输出样本，相关器还被配置成对PRN码元素的移位阵列进行移位，以包括PRN码生成器的输出的当前状态。相关器还被配置成在数控振荡器的S个脉冲期间将PRN码元素的移位阵列复制一次到PRN码元素的非移位阵列，相关器还被配置成对新的卷积值和新的卷积值的度量进行计算，校正器被配置：对新的卷积值的度量与所存储的结果进行比较，以及，如果新的卷积值比所存储的结果大，则代替所存储的结果，对新的卷积值进行存储，以及快速搜索模块被配置成：对于一次的每S*k个脉冲，针对所存储的结果的至少一个值，对接收到的无线电信号中具有已知的PRN码的信号及该信号的参数的可用性进行确定。

在一个实施方式中，多普勒数控振荡器(DopNCO)被配置成一次输出FSNCO的S个脉冲中的多普勒相位。在该实施方式中，至少D-1个数字移相器(其中，D-1为偶数)将新的卷积值旋转成与DopNCO输出处的相位成比例的相位。存储器单元还被配置成对D*S个值进行存储。在该实施方式中，针对FSNCO的每个脉冲，执行以下操作：在D-1个移相器中的每个移相器中，将从相关器输出的值旋转成与DopNCO输出的相位成比例的相位，以生成D-1个经旋转的相位卷积结果，将所得到的D-1个经旋转的卷积结果与被配置成对D*S个值进行存储的存储器单元中的先前值相加以及将未经旋转的卷积结果与被配置成对D*S个值进行存储的存储器单元中的先前值相加，并且将所得到的D个相加结果存储在存储器中同一地址处，根据经旋转的卷积结果/未经旋转的卷积结果与被配置成对D*S个值进行存储的存储器单元中的先前值相加的结果，来对新的卷积值的度量进行计算。

在该装置的一个实施方式中，在S个脉冲的第K个周期处，基于所获得的D-1个经旋转的卷积结果所获得的D-1个度量被输入至存储器单元，所述存储器单元被配置成对D*S个值进行存储。同样在S个脉冲的第K个周期处，基于未经旋转的结果所获得的度量被输入至被配置成对D*S个值进行存储的存储器单元，以对该结果进行存储，并且对于一次的每S*k个脉冲，对接收到的无线电信号中具有已知的PRN码的信号及该信号的参数的可用性进行确定。

在该装置的一个实施方式中，在S+1个脉冲中，重载生成器对码生成器的状态进行存储，以及在非相干周期结束时的S*k+1个脉冲处，重载生成器将所存储的码生成器的状态加载到码生成器中。

在一个实施方式中，该装置还包括相干计数器和非相干计数器，其中，相干计数器对每S个的卷积值求和，并且如果需要则将非相干计数器用于S并且将所获得的值存储在被配置成对D*S个值进行存储的存储器单元中。

在一个实施方式中，该装置还包括控制累加器，该控制累加器包括N个循环移位寄存器，所述N个循环移位寄存器以FSNCO的速率向前移动，控制累加器的输入基于配置被设置为0。

在该装置的一个实施方式中，数据排序期间估计的相加包括周期S*k期间的多普勒度量的结果，并且针对每个偏移的多普勒度量被单独排序。

在一个实施方式中，快速搜索无线电导航信号的方法包括以下步骤：在天线处接收无线电信号，该无线电信号具有已知的PRN码。将来自天线的无线电信号传送至射频路径，然后射频路径使用中频传送信号。在ADC处对中频信号进行采样。数字混频器基于从ADC接收到的信号生成零频率处的经采样的信号。响应于抽取器接收到零频率处的经采样的信号，从抽取器传送输入的移位阵列。对经由一对量化单元从抽取器接收到的输入的移位阵列与PRN码元素的非移位阵列的卷积进行计算。将从相关器输出的值的结果存储在第一存储器单元中。码生成器根据从数控振荡器输出的脉冲，对新的元素进行计算。从快速搜索数控振荡器输出预设周期的脉冲。抽取器基于预设周期的脉冲，生成新的输出样本。相关器对输入样本的移位阵列进行移位，以包括新的输出样本。相关器还对PRN码元素的移位阵列进行移位，以包括PRN码生成器的输出的当前状态。相关器还在数控振荡器的S个脉冲期间将PRN码元素的移位阵列一次复制到PRN码元素的非移位阵列。相关器还对新的卷积值和新的卷积值的度量进行计算。校正器对新的卷积值的度量与所存储的结果进行比较，以及，如果新的卷积值比所存储的结果大，则代替所存储的结果，对新的卷积值进行存储。快速搜索模块对于一次的每S*k个脉冲，针对所存储的结果的至少一个值，对接收到的无线电信号中具有已知的PRN码的信号及该信号的参数的可用性进行确定。

在一个实施方式中，在GNSS接收器上执行的快速搜索GNSS信号的方法包括以下步骤：接收具有已知的伪随机噪声码的信号。当生成伪随机噪声时，对码生成器的状态信息进行存储。伪随机噪声与伪随机噪声码相关联。对与接收到的信号相关联的搜索窗进行第一次检查，以识别接收到的信号的源。在确定是否可以识别出接收到的信号的源之后，在对搜索窗进行第二次检查之前，将状态信息加载到码生成器中。状态信息的加载允许顺序查看搜索窗，而无需重新对快速搜索模块进行调整，这加速了对接收到的信号进行分析的过程。在一个实施方式中，搜索窗移动了全长PRN码。

在一个实施方式中，由控制累加器使用处于快速搜索数控振荡器频率的多个多路复用信号来对接收到的信号进行处理。可以将多个多路复用信号中的一个多路复用信号置零。该置零使得在多个信号的分析中忽略已置零的信号。在一个实施方式中，在确定是否可以识别出信号的源之前，将接收到的信号乘以中频。在一个实施方式中，将旋转角度与接收到的信号相加。旋转角度可以是基于多普勒数控振荡器的。可以将在对搜索窗进行检查时所生成的结果以相干模式或非相干模式进行存储。非相干模式允许搜索具有叠加数据的信号。

在一个实施方式中，在非相干周期结束时并且当相干计数器对S个脉冲的K个周期进行计数时，将所有非相干度量相加，并且由CPU读取结果。

在一个实施方式中，在非相干周期结束时并且当相干计数器对S个脉冲的K个周期进行计数时，在D*S个非相干度量中，对接收到的无线电信号中具有已知的PRN码的信号及该信号参数的可用性进行确定，并且由CPU读取结果。

附图说明

图1示出了导航接收器的框图；

图2示出了图1中所示的快速搜索模块的详细图；

图3示出了图2中所示的数字混频器和抽取器的详细图；

图4A示出了图2中所示的控制计数器的详细图；

图4B示出了对图4A和图2中所示的控制计数器的调整的示例；

图4C示出了对图4A和图2中所示的控制计数器的调整的附加示例；

图4D示出了对图4A和图2中所示的控制计数器的调整的附加示例；

图5示出了图2中所示的部分并行相关器的详细图；

图6示出了图2中所示的搜索器的详细图；

图7A示出了图2中所示的控制累加单元的详细图；

图7B示出了图7A中所示的控制累加单元的标准操作；

图7C示出了图7A中所示的控制累加单元的操作的非累加模式；

图8示出了图2中所示的校正器的详细图；

图9示出了图6中所示的MAX的详细图；

图10示出了图9中所示的排序单元的操作的流程图；

图11示出了图2中所示的打包器的详细图；

图12示出了由图2中所示的多普勒NCO生成的信号；以及

图13是示出用于图1中所示的导航接收器的操作的方法的流程图。

具体实施方式

用于快速搜索卫星信号的方法和装置包括接收器，该接收器接收从全球导航卫星系统卫星发射的信号并对其进行处理。

图1示出了用于接收卫星信号并对其进行处理的接收器110。在一个实施方式中，包括伪随机噪声(“PRN”)的卫星信号由天线100接收。接收到的信号通过RF路径101(1)到达模数转换器(ADC)102(1)。经转换的信号从ADC 102(1)传送至卫星通道103(1)和快速搜索模块(FSM)104(1)。卫星通道103(1)和FSM 104(1)接收被转移(trsnafer)至中频的数字化信号。FSM 104(1)基于中频和参考码延迟来实现信号搜索。卫星通道103(1)对来自ADC 102(1)的数字化信号进行处理。应当注意的是，可以利用多组RF路径101(1)至101(R)、ADC 102(1)至102(R)、卫星通道103(1)至103(C)以及FSM 104(1)至104(F)。应当注意的是，在图中示出多个相似路径的情况下，可以仅描述一个通道，并且其他相似路径应该被理解成与所描述的路径类似地配置和操作。

定时模块105使FSM 104(1)和卫星通道103的控制同步。定时模块105对时钟脉冲的预设数目进行计数并且在中央处理单元(CPU)106中产生中断。CPU 106对定时模块105、FSM 104和卫星通道103进行控制。CPU 106对来自FSM 104和通道103的信息进行处理并且经由通信模块107将数据传送至用户108。

图2示出了图1中所示的FSM 104(1)的详细图。虽然本文仅描述了FSM 104(1)的配置和操作，但是接收器110中所使用的附加快速搜索模块也类似地被配置和操作。在一个实施方式中，FSM 104(1)包括与各种信号交互的以下部件。FSM 104(1)包括码率数控振荡器(NCO)201(称为CRNCO)、码生成器202、中频NCO(IFNCO)204、参考码(参考伪随机噪声(PRN)序列)S203、抽取器205、快速搜索NCO(FSNCO)206、经划分的快速搜索频率S207、量化单元208、量化单元209、部分并行相关器210、分量I的“单元1”的数目S211、分量Q的“单元1”的数目S212、旋转单元213、多普勒NCO(DopNCO)214、旋转信号(D…2)S215、搜索器216、来自控制计数器的信号S217、结束延迟计数器的操作的信号(等于S403)S218、控制计数器219、打包器220、存储器单元221、换向器222、控制累加器223、重载生成器224、分频器225、校正器226、分量I的相关信号S227、分量Q的相关信号S228、结束经由初始单元的延迟计数器的操作的信号(等于S417)S229、结束非相干计数器的操作的信号S230、数字混频器231、控制搜索器232、从存储器单元读取的信号S233、写入存储器单元的信号S234、以及中频信号S235。

在一个实施方式中，CPU 106对FSM 104内的以下单元进行控制：码率NCO(CRNCO)201、码生成器202、快速搜索NCO(FSNCO)206、量化单元208、量化单元209、部分并行相关器210、多普勒NCO(DopNCO)214、搜索器216、控制计数器219、打包器220、换向器222、控制累加器223、重载生成器224、分频器225和校正器226。

在一个实施方式中，FSM 104需要在搜索由CPU 106选择的信号之前进行初始化。在一个实施方式中，在初始化期间执行以下操作。换向器222基于要分析的期望信号电连接至ADC 102(1)至102(R)中之一。根据需要，对控制累加223进行调整。如果需要的话，对CRNCO 201中的伪随机噪声生成器(PRN)的频率进行设置并对分频器225进行调整。如果需要的话，对生成器码202和重载生成器224进行调整。对振荡器/生成器IFNCO 204中的中频S235进行设置。对振荡器FSNCO 206中的快速搜索频率进行设置。对振荡器DopNCO 214中的多普勒频率进行设置。在控制计数器219中对单元402、405和408的值进行调整。对量化器208和209中的设置进行调整。并且对校正器226、打包器220和部分并行相关器210进行调整。

根据实施方式，在初始化之后，FSM 104如下进行操作。IFNCO 204、CRNCO 201和FSNCO 206基于来自定时模块105的信号进行操作。IFNCO 204生成中频信号S235，中频信号S235被馈送至数字混频器231。来自FSNCO 206的快速搜索频率输入至控制累加器223和分频器225。然后，将来自所选择的ADC 102的信号从换向器222馈送至控制累加器223。如果需要的话，在控制累加器223中，将输入信号设置为0。来自控制累加器223的输出的信号输入至数字混频器231。如果需要的话，由分频器225对快速搜索频率进行划分。然后分频器225输出经划分的快速搜索频率信号S207，经划分的快速搜索频率信号S207被输入至抽取器205、部分并行相关器210和控制计数器219。

在数字混频器231中，将来自控制累加器223和IFNCO 204的信号相乘并输入至抽取器205。抽取器205接收来自数字混频器231的信号并且将它们与经划分的快速搜索频率S207累加并进行存储。所存储的信号被输入至量化器208和209。量化器208和209输出经量化的信号，该经量化的信号被输入至部分并行相关器210。

振荡器CRNCO 201生成码频率，该码频率被输入至重载生成器224和码生成器202。码生成器202生成参考码S203，该参考码S203为PRN码。重载生成器224用于在必要时重新初始化码生成器202。参考码信号S203被输入至部分并行相关器210。在一个实施方式中，码生成器202可以生成不同的码类型，该码类型包括复用码、BOC码、MBOC码、存储器码等。在一个实施方式中，单元202包括频率码分频器和用于生成码的曲折生成器(meandergenerator)。

经划分的快速搜索频率信号S207被馈送至控制计数器219的输入。控制计数器219生成控制信号S217、S218、S229和S230。信号S217被馈送至控制搜索器232、搜索器216和打包器220。信号S218被输入至DopNCO 214，信号S229被输入至部分并行相关器210，并且信号S230被输入至CPU 106。

来自控制计数器的信号S217包括以下信息：延迟数S401、相干计数器阈值触发信号S406、查找MAX的信号S412、结束非相干计数器的操作的信号S413、用于搜索器的频率S420、起始累加处理的信号S421。

在部分并行相关器210中，来自输出208的信号、输出209的信号和信号S203用于与经划分的快速搜索频率S207相关。从部分并行相关器210输出在时间上相关的信号S211和S212。

信号S211和S212被输入至校正器226。在校正器226中，产生取决于部分并行相关器210中的相关时间的数学运算。从校正器226输出信号S227和S228。

信号S218被输入至DopNCO 214。基于信号S218，DopNCO 214生成新的旋转信号S215(D…2)。信号S227、S228和S215被输入至旋转单元213。在旋转单元213中，信号S215用于使信号S227、S228旋转。

输入至搜索器216(D)和216(2)的信号包括信号S217、S233、S234、S227、S228(例如，从旋转单元213(D)和213(2)输出的S227、S228)。

控制搜索器232在从存储器单元221读取时生成信号S233，并且控制搜索器232在写入至存储器单元221时生成信号S234。控制搜索器232将信息从存储器单元221传送至搜索器216(1)、216(2)、…216(D)，并且经由打包器220与存储器单元221通信。控制搜索器232基于由搜索器传送的频率S420生成信号S233和S234，并且控制搜索器232经由打包器220读取存储器单元221并经由打包器220写入至存储器单元221。

搜索器216针对每个延迟数S401使用信号S227和S228(从旋转单元213输出的信号S227和S228)执行相干和非相干动作，并且将结果存储在存储器单元221中。所述计算的临时结果经由打包器220从存储器单元221读取，并且经由打包器220写入至存储器单元221。在相干存储和非相干存储的最近间隔的所有结果中，还选择并保存最大的结果。所选择的结果是度量。CPU 106从搜索器216读取所得到的度量。

图7A示出了图2中所示的控制累加单元223的详细图。图7A中所示的控制累加单元223包括寄存器700(1)、700(2)、700(3)至700(N)以及开关701。在一个实施方式中，寄存器700是循环移位寄存器。

在给定的示例中，N＝2M。在操作之前，CPU 106将值写入寄存器700中。来自FSNCO206的输出信号被馈送至单元223。使用快速搜索频率，来自700(1)的值被写入至700(2)，来自700(2)的值被写入至700(3)，来自700(N-1)的值另外被写入至700(N)，以及来自700(N)的值被写入至700(1)。寄存器700(N)的输出连接至700(1)的输入以及连接至开关701的控制输入。换向器222的输出被馈送至开关701的输入。开关701的输出连接至数字混频器231的输入。当在700(N)的输出处0为可用时，来自单元222输出的信号被馈送至701的输出。当在700(N)的输出处1为可用时，值“0”被馈送至输出701。

图7B示出了标准操作模式。处理器106向所有寄存器700写入0。来自换向器222的信号被输入至控制累加单元223。在标准操作模式中，从输入到输出的信号没有任何改变地传送。在此模式中，分频器225使频率FSNCO 206通过而不对频率FSNCO 206进行划分。

图7C示出了在非累加模式下操作的过程。在该实施方式中，寄存器700的数目等于4，被标识为寄存器700(1)、700(2)、700(3)和700(4)。处理器(CPU)106将以下值写入寄存器700：700(1)＝0、700(2)＝1、700(3)＝0、700(4)＝1。作为示例，描述了一个FSNCO 206的芯片不存在的操作模式。来自换向器222的信号被输入至控制累加单元223。使用FSNCO 206的芯片将输入信号设置为零。FSNCO 206的一个芯片在输出处等于0，输出处的下一个芯片信号等于输入信号，依此类推。在此模式中，分频器225将频率FSNCO 206划分成2个。

图3示出了数字混频器231和抽取器205的详细图。数字混频器231包括余弦单元300、正弦单元301、乘法器302和乘法器303。抽取器205包括求和单元304、求和单元305、寄存器306、寄存器307、缓冲器308、缓冲器309、开关310和开关311。

数字混频器231将通过233的数字化信号转移至零频率。频率IFNCO 204被输入至数字混频器231。频率IFNCO 204被输入至数字混频器231的余弦单元300和正弦单元301。余弦单元300的输出被输入至乘法器302，在乘法器302中，余弦单元300的输出与控制累加单元223的输出相乘。正弦单元301的输出被输入至乘法器303，在乘法器303中，正弦单元301的输出与控制累加单元223的输出相乘。单元302和303的输出被输入至抽取器205。

单元302的输出被输入至求和单元304，在求和单元304中，单元302的输出与寄存器306的通过开关310的输出信号相加。单元303的输出被输入至求和单元305，在求和单元305中，单元303的输出与寄存器307的通过开关311的输出信号相加。单元304的输出被输入至寄存器306。单元305的输出被输入至寄存器307。

随着时间的推移，来自单元304和305的结果和被存储在寄存器306和307中。根据信号S207，来自寄存器306和307的值被写入缓冲器308和309中。根据信号S207，来自开关310的输出的零被输入至求和单元304。并且根据信号S207，来自开关311的输出的零被输入至求和单元305。缓冲器308的输出被馈送至量化单元208的输入。缓冲器309的输出被馈送至量化单元209的输入。如果需要的话，可以将控制累加单元223的输出设置为零，那么乘法器302和303的输出也为零。

返回至图7B，根据信号S217，寄存器306和307的值等于0。控制累加单元223的输入信号被传送至抽取器205的输出，并且该值被存储在寄存器306和307中。

返回至图7C，根据信号S217，寄存器306和307的值等于0。然后，控制累加单元223将寄存器306和307的值设置为零。因此，在寄存器306和307中，在一定时间内有零值。当对零值的设置结束时，该值再次存储在寄存器306和307中。然后该过程再次开始。

图4A示出了图2中所示的控制计数器219的详细图。在一个实施方式中，控制计数器219包括以下部件，该部件与各种信号交互，包括延迟计数器400、延迟数S401、阈值延迟计数器402、相干计数器404、阈值相干延迟单元405、相干计数器阈值触发信号S406，非相干计数器407、阈值非相干延迟408、非相干计数器阈值触发信号S409、与门410、与门411、搜索MAX/查找MAX的信号S412、识别非相干计数器的操作的结束的信号S413、识别相干计数器的操作的结束的信号S414、与门415、识别结束延迟计数器的操作的信号S417、操作的起始418、与门419、来自搜索器的频率信号S420、以及累加的起始S421。

在初始化FSM 104的过程中，CPU 106起始控制计数器219并分配阈值延迟计数器402、阈值相干延迟单元405、阈值非相干延迟单元408。

在初始化后，将延迟计数器400设置为0，将相干计数器404设置为0，并且将非相干计数器407设置为0。经划分的快速搜索频率信号S207被输入至控制计数器219。信号207也被输入至延迟计数器400、与门415和与门419。

如果S207被输入至延迟计数器400，则当前值加1。单元400的输出信号被输入至阈值延迟计数器402。单元402的输出连接至与门415的输入。如果阈值延迟计数器402的输入处的值等于由CPU 106设置的阈值，则：在S207被输入至单元415的情况下，生成结束延迟计数器的操作的信号S417。根据信号S417，延迟计数器400取值0。

结束延迟计数器的操作的信号S417被输入至延迟计数器400、初始单元416、起始单元418和部分并行相关器210。延迟数信号S401是单元400的输出。延迟数信号S401被输入至搜索器216。结束延迟计数器的操作的信号S417与S229相同。

初始单元416阻挡结束延迟计数器的操作的信号S417的第一脉冲，以在单元404和407中保持零。这样的阻挡对应于初始时间(见图4B/图4C/图4D)。结束延迟计数器的操作的信号S417通过初始416后是通过初始的延迟计数器结束信号S403。

信号S403被输入至相干计数器404、与门416和DopNCO单元214。通过初始模块的延迟计数器结束信号S403与S218相同。

如果S403被输入至相干计数器404，则当前值加1。单元404的输出被输入至阈值相干延迟405。单元405的输出连接至与门416的输入。如果阈值相干延迟405的输入处的值等于由CPU 106设置的阈值，则：在S403在单元416的输入处可用的情况下，生成结束相干计数器操作的信号S414。根据信号S414，相干计数器404取值0。

信号S414被输入至相干计数器404、非相干计数器407、与门411。从单元405输出相干计数器阈值触发信号S406。信号S406被输入至搜索器216和运算与单元410。

如果S414被输入至非相干计数器407，则当前值加1。单元407的输出信号被输入至阈值非相干延迟单元408。单元408的输出连接至与门411。如果阈值非相干延迟单元408的输入处的值等于由CPU 106设置的阈值：则，在S414被输入至单元411的情况下，生成结束非相干计数器的操作的信号S413。根据S413，单元407取值为0。

信号S413被输入至非相干计数器407、搜索器216和CPU 106。注意的是，信号S413与被馈送至CPU 106的S230相同。从单元408输出信号S409。信号S409被输入至与门410和与门411。信号S406和S409被输入至与门410。如果S406和S409被输入至单元410，则生成搜索MAX的信号S412。

信号S417被输入至起始单元418。单元418的输出被输入至与门419。单元418的输出信号被输入至与门419，与门419不允许S207通过与门419，直到S417的第一脉冲发生。也就是说，从与门419输出的信号发生在延迟计数器400已经计数到在单元402中指定的阈值之后，然后复位(在延迟计数器400的整个周期发生)。

信号S420是单元419的输出信号。信号S421被馈送至起始单元418的输出。在初始化之后，S421＝1。当信号S417的第一脉冲被输入至起始单元418时，信号S421的值为1。当信号S417的第二脉冲到达单元418时，信号S421的值为0。信号S421和S420都被输入至搜索器216。

延迟计数器400从0计数到S-1，其中，S-1是在阈值延迟计数器402中编程的最大数。

来自控制计数器的信号S217包括延迟数信号S401、相干计数器阈值触发信号S406、搜索MAX的信号S412、表示非相干计数器的操作的结束的信号S413、识别用于搜索器的频率的信号S420、以及表示累加的起始的信号S421。

图4B、图4C和图4D为针对三个配置版本的控制计数器219的操作图：

图4B示出了示例1，在示例1中：阈值延迟计数器402＝3；阈值相干延迟405＝1；以及阈值非相干延迟408＝1；

图4C示出了示例2，在示例2中：阈值延迟计数器402＝3；阈值相干延迟405＝0；以及阈值非相干延迟408＝2；

图4D示出了示例3，在示例3中：阈值延迟计数器402＝3；阈值相干延迟405＝2；以及阈值非相干延迟408＝0。

图5示出了图2中所示的部分并行相关器210的详细图，部分并行相关器210包括码移位寄存器(在方案C中)500(1)、500(2)、500(3)、500(S)、分量I移位寄存器(在方案I中)501(1)、501(2)、501(3)、501(S)、参考码移位寄存器(在方案RC中)502(1)、502(2)、502(3)、502(S)、分量Q移位寄存器(在方案Q中)503(1)、503(2)、503(3)、503(S)、乘法504(1)、504(2)、504(3)、504(S)、乘法505(1)、505(2)、505(3)、505(S)、求和单元506、求和单元507、键(key)508(S)、键509(S)。

在一个实施方式中，部分并行相关器210的初始化由键508和509起始。

在一个实施方式中，部分并行相关器210如下进行操作。参考码信号S203是具有可以为1或0的值的位数。量化器208和209输出被馈送至输入的值的符号。在单元208和209的输出处输出具有值0和1的位数。

信号S207被输入至部分并行相关器210。如果信号S207是可用的，则码移位寄存器500(1)、500(2)、500(3)和500(S)对数据进行修复(fix)。参考码信号S203被输入至码移位寄存器500(1)。然后，来自500(1)的输出信号被输入至移位寄存器500(2)。来自移位寄存器500(2)的输出信号被输入至移位寄存器500(3)。来自移位寄存器500(3)的输出信号被输入至移位寄存器500(S)。

如果S207存在，则分量I移位寄存器501(1)、501(2)、501(3)和501(S)以及分量Q移位寄存器503(1)、503(2)、503(3)和503(S)对数据进行修复。从单元208输出的信号被输入至移位寄存器501(1)。然后，移位寄存器501(1)的输出信号被馈送至移位寄存器501(2)的输入。来自移位寄存器501(2)的输出的输出信号被馈送至移位寄存器501(3)的输入。移位寄存器501(3)的输出被输入至移位寄存器501(S)。单元209的输出信号被输入至分量Q移位寄存器503(1)。然后，移位寄存器503(1)的输出信号被馈送至移位寄存器503(2)的输入。来自移位寄存器503(2)的输出的输出信号被馈送至移位寄存器503(3)的输入。移位寄存器503(3)的输出被输入至移位寄存器503(S)。

如果S229(S417)存在，则参考码移位寄存器502对数据进行修复。500(1)的输出信号被馈送至502(1)的输入。500(2)的输出信号被馈送至502(2)的输入。500(3)的输出信号被馈送至502(3)的输入。500(S)的输出信号被馈送至502(S)的输入。单元502中的值不会改变直到下一个S229(S417)信号是可用的。

在单元500、501和503中，根据信号S207，移动该值。来自501(1)和502(1)的输出信号被输入至乘法器504(1)。来自501(2)和502(2)的输出信号被输入至乘法器504(2)。类似地，来自501(3)和502(3)的输出信号被输入至乘法器504(3)。来自501(S)和502(S)的输出信号被输入至乘法器504(S)。值得注意的是，单元504的输出信号是比特。单元501和502的值在单元504中相乘。来自单元504的输出信号被输入至单元506。

单元504的部分高位通过键508。如果需要，单元504的部分输出不输入至单元506。在一个实施方式中，单元504的输出是否不输入至单元506取决于由CPU 106写入阈值计数器延迟402中的阈值。

来自503(1)和502(1)的输出信号被输入至乘法器505(1)。来自503(2)和502(2)的输出信号被输入至乘法器505(2)。来自503(3)和502(3)的输出信号被输入至乘法器505(3)。来自503(S)和502(S)的输出信号被输入至乘法器505(S)。来自505(1)、505(2)、505(3)和505(S)中的每个的输出信号各自均为比特。单元503和502的值在单元505中相乘。来自单元505的输出信号被馈送至单元507。

单元505的部分高位通过键509。如果需要，单元505的部分输出不输入至单元507。在一个实施方式中，单元505的输出是否输入至单元507取决于由CPU 106写入阈值计数器延迟402中的阈值。

在单元506的输出处输出从单元504的输出馈送的单元1的数目。在单元507的输出处输出从单元505的输出馈送的单元1的数目。从单元506的输出的和连接至针对分量I的“单元1”的数目S211。并且从单元507的输出的和连接至针对分量Q的“单元1”的数目S212。

应当注意的是，在一个实施方式中，码移位寄存器500是PRN码的元素的移位阵列。分量I移位寄存器501和分量Q移位寄存器Q是输入样本的移位阵列。参考码移位寄存器502是PRN码的元素的非移位阵列。在部分并行相关器210中，使用单元504和506对移位阵列501和非移位阵列502的卷积进行计算，该卷积的结果为信号S211。

在部分并行相关器210中，使用单元505和507对移位阵列503和非移位阵列502的卷积进行计算，该卷积的结果为信号S212。

图8示出了图2中所示的校正器226的详细图。校正器226包括X2乘法器800、X2乘法器801、求和单元802、求和单元803和常数804。在一个实施方式中，校正器226的初始化如下发生。在操作之前，CPU 106在单元804中设置一个值，并且单元804中的常数的最大值等于S。

在一个实施方式中，校正器226的操作如下发生。信号S211(单元506的输出)输入至X2乘法器800。在X2乘法器800中，输入数乘以2。来自X2乘法器800的输出信号输入至求和单元802。在求和单元802中，从来自X2乘法器800的输出的值中减去来自单元804的输出的常数。求和单元802的输出输入至搜索器216(1)和旋转单元213。求和单元802的输出为信号S227。

信号S212(单元507的输出)输入至X2乘法器801。在X2乘法器801中，输入值乘以2。X2乘法器801的输出输入至常数803。在常数803中，从单元801的输出值减去从单元804输出的常数。单元803的输出输入至搜索器216(1)和旋转单元213。单元803的输出为S228。

在输出506处表示数字“1”的信号(S211)是卷积501和502的结果，将在数学上校正的卷积数字501和502从校正器226发送至输出S227。

在输出507处表示数字“1”的信号(S212)是卷积503和502的结果，将在数学上校正的卷积数字503和502从校正器226到达输出S228。

当对FSM 104进行初始化时，以下值与所识别的分量一起使用。阈值计数器延迟402等于S-1或更小，键508和键509开启或关闭，并且常数804等于S或更小。

用于校正器226的输出的表达式如下：

S227＝求和单元(506)*2-常数(804)；以及

S228＝求和单元(507)*2-常数(804)。

以下两个示例示出了S227、S228、402、508、509与804之间的连接，并且表格示出了输出和常数的值并且包含不同场景的描述。

示例1。

假设S＝1023。

所处理的延迟的数目为S＝1023。

阈值计数器延迟402＝S-1＝1023-1＝1022。计数器延迟400从0计数到1022。

常数804＝S＝1023。

508(S)和509(S)开启。

示例2。

假设S＝1023-2＝1021。

所处理的延迟的数目减少2。

阈值计数器延迟402＝(S-1)-2＝(1023-1)-2＝1020。计数器延迟400从0计数到1020。

常数804＝S＝1021。

508(S)509(S)508(S-1)509(S-1)是禁用的。值504(S)504(S-1)未连接至输入508。值505(S)505(S-1)未连接至输入509。

图6示出了如图2中所示的搜索器216(1)、216(2)和216(D)的详细图。在一个实施方式中，搜索器216包括用于接收和输出各种信号的分量，包括分量I的输入相关信号S601、分量Q的输入相关信号S602、分量I的求和单元603、分量Q的求和单元604；读取分量I信号S605、读取分量Q信号S606、读取估计信号S607、开关608、开关609、开关610、估计计算单元611、用于估计的求和单元612、写入分量I信号S613、写入分量Q信号S614、写入估计信号S615、开关616、开关617、开关618、分量I的输出信号S619、分量Q的输出信号S620、估计的输出信号S621、MAX 622和开关623。信号S619和S620为相干度量。信号S621为非相干度量。

在一个实施方式中，搜索器216的操作如下。当搜索器216与存储器221交互时，经由打包器220实现数据的读取/写入。在搜索器216中，针对信号S401串行执行所有操作，信号S401是存储器单元221的地址：从存储器221读取S605、S606、S607；603、604单元添加分量I、分量Q的输入和读取数据；611对所获得的分量I、分量Q的和进行估计；612添加输入和读取的估计数据；分量I、分量Q和估计的S613、S614、S615被写入到存储器221；以及622选择最大估计值。

根据信号S420来执行搜索器216中的所有操作。控制搜索器232实施对搜索器216中数据处理的控制。控制搜索器232生成对从存储器221写入/读取数据的控制。根据从存储器读取的信号S233，从存储器221读取数据。根据写入至存储器的信号S234，数据写入至存储器221。

在上述操作之后，复位信号S421被设置为等于1。复位信号在延迟计数器400的第一周期和第二周期期间保持值1。

在操作延迟计数器400的第一周期期间，没有信号S420，在此时间周期内，根据信号S207，对单元500、501和503进行填充，并且该时间周期为初始时间(见图4B、图4C和图4D)。根据信号S417，来自部件500的值被重写至部件502。此外，根据信号S207，对部件500、501和503进行填充，部件502中的值不会改变，直到信号S417出现。单元501、502、503的卷积的结果通过校正器226并且作为信号S227和S228输入至搜索器216。信号S601与S227相同，并且信号S602与S228相同。

信号S601和S602的每个值对应于它们的延迟数S401。另外，延迟计数器400以循环方式进行操作，根据循环重复的延迟数S401，生成信号S601和S602。可以针对每个延迟分别对信号S601和S602的输入值进行顺序地处理。

在操作延迟计数器400的第二周期期间，信号S421为1。根据信号S420，对信号S601和S602进行顺序处理。从存储器读取针对当前延迟S401的分量I S605、分量Q S606和估计S607。信号S605被馈送至单元608，信号S606被馈送至单元609，并且信号S607被馈送至610。因为信号S421是有效的，所以零被馈送至单元608、609、610的输出。

来自单元608的输出信号被输入至部件603。来自单元609的输出信号被输入至部件604。来自单元610的输出信号被输入至部件612。

对于当前值S401，信号S601被输入至部件603。对于当前值S401，信号S602被输入至部件604。信号S601的值和608的输出在单元603中相加。信号S602的值和单元609的输出在单元604中相加。信号S619为单元603的输出。信号S620为单元604的输出。

在S421＝1处，将从存储器读取的数据置零，并且针对单元501、502和503起始新的相干卷积累加，或者如果需要的话，开始非相干卷积累加。

信号S619和S620被输入至部件611。由部件601执行以下数学运算：

输出611＝√(S619*S619+S620*S620)。

来自单元611的输出值被输入至部件623。如果S406＝0，则部件623的输出也等于0。如果S406＝1，则来自部件611的输出信号被输入至部件623。来自部件623的输出信号被输入至部件612。输出610和输出623在单元612中相加。信号S621为部件612的输出。

在S406＝1时，发生部件500、501和503的卷积结果不相干累加。信号S619进入部件616的输入。信号S620进入部件617的输入。如果S406等于“1”，则输出616和617被设置为“0”。如果S406等于0，则信号S619被馈送至部件616的输出，并且S620被馈送至部件617的输出。信号S613为部件616的输出。信号S614为部件617的输出。信号S613和S614经由打包器220写入至存储器221。如果S406＝1，则对于卷积501、502，相干累加被置零，以及(如果S406＝1，则对于卷积501 502 503，相干累加被置零)。在延迟计数器400的下一个周期，信号S605和S606都等于0，即分量I和Q等于0，并且重新起始对单元501、502和503中的卷积结果的相干累加。

信号S621被输入至部件618。如果S412＝1，则单元618的输出值等于0。如果S412＝0，则S621被馈送至部件618的输出。信号S615为部件618的输出。信号S615经由打包器220被写入至存储器221。

如果S412＝1，则对于卷积501、502和503，非相干累加被置零(如果S412＝1，则对于卷积501 502 503，非相干累加被置零)。在延迟计数器400的下一个周期，信号S607＝0，即估计单元等于0，并且重新起始对单元501、502和503中的卷积结果的非相干累加。

对于延迟数S401的当前值，将信号S613、S614和S615写入至存储器221。

对于每个延迟数S401，信号S601与来自存储器的值S605相加并且作为信号S613存储在存储器中。在相干计数器404的整个操作周期期间，对信号S601进行存储。

对于每个延迟数S401，信号S602与来自存储器的值S606相加并且作为信号S614存储在存储器中。在相干计数器404的整个操作周期期间，对信号S602进行存储。

对于单元611的输出处的每个延迟数S401，对信号S619和S620的值进行计算。对于相干计数器404的每个周期，对来自单元611的输出值与来自存储器610的值求和，在非相干计数器407的操作周期内对所述和进行存储。

对于相干计数器404的操作结束时的每个延迟数S401，根据S406将写入至存储器221的信号S613和S614设置为0。

对于非相干计数器407的操作结束时的每个延迟数S401，根据S412将写入至存储器221的信号S615设置为0。

对于每个延迟数S401，如果在非相干计数器407的操作结束时S412是可用的，则信号S619、S620、S621、相干和非相干卷积501、502和503的结果被馈送至单元MAX 622。

图9示出了图6中所示的MAX 622的详细图。由MAX 622接收以下信号：分量I的输出S619、分量Q的输出S620、估计的输出S621、延迟数S401、查找MAX S412、结束非相干计数器的操作的信号S413、搜索器频率S420。

MAX 622包括传送和接收各种信号的部件，这些部件包括：控制MAX 900、数据901(1)…901(M)、用于经排序的数据的缓冲器902(1)…902(M)、求和单元903、寄存器904、指示正在进行搜索MAX/查找MAX的信号S905、指示搜索MAX已结束的信号S906、缓冲器907、指示针对单个延迟的搜索结果的信号、对数据进行排序的信号S909(1)、S909(2)、S909(3)、…S909(M)、与门910、以及排序信号S911。

在一个实施方式中，MAX 622如下进行操作。MAX 622是排序设备，用于在部件407的操作期间对输入数据进行排序，经排序的数据在部件407的操作周期完成之后由CPU 106存储和读取。初始化时，901、902、904和907都被设置为等于零。

在一个实施方式中，以下信号被输入至MAX 622：分量I的输出S619、分量Q的输出S620、估计单元的输出S621、延迟数S401、指示查找MAX的信号S412、指示非相干计数器的操作的结束的信号S413、识别搜索器频率的信号S420。

信号S412和S420被输入至部件910。如果S412和S420等于1(信号是可用的)，则单元910的输出等于1(信号是可用的)。单元910的输出与信号S911相同。信号S911被输入至控制MAX 900。

信号S619、S620和S621与MAX 622中的每个延迟数S401一起产生，信号S619、S620和S621是在非相干计数器407操作内所得到的。针对单个延迟的搜索结果S908包括信号：S401、S619、S620和S621。

以下信号被输入至控制MAX 900：分量I的输出S619、分量Q的输出S620、估计信号的输出S621、延迟数S401、排序的信号911、以及指示非相干计数器的操作的结束的信号S413。

当输入S911被输入至控制MAX 900时，针对每个信号S401对信号S908进行排序。使用信号S621来实现排序S908。排序持续对非相干计数器407进行操作的整个周期。信号S909是经排序的值S908。来自单元900的信号S909被输入至单元901(1)、901(2)、901(3)、…、901(M)并存储在单元901(1)、901(2)、901(3)、…、901(M)中。经排序的值的数目为M。当排序S908结束时，如果需要，则对单元901中的值进行更新。

当检测到确认对非相干计数器407进行操作结束的信号S413时，控制MAX 900等待针对S401的最后值的排序结束信号S908。当排序完成时，输出信号S906。经排序的值S909写入至数据901(1)、901(2)、901(3)、…901(M)。

来自控制MAX 900的信号S906被输入至以下部件：用于经排序的数据的缓冲器902(1)、902(2)、902(3)、…、902(M)、寄存器904和缓冲器907。排序完成后，根据信号S906将来自单元901的值写入至缓冲器902(1)、902(2)、902(3)、…902(M)。根据信号S906，单元901中的值被设置为0。

对于非相干计数器407的下一个操作周期，排序继续。对数据902进行存储直到接收到下一个信号S906。CPU 106从902(1)、902(2)、902(3)、…902(М)读取值。

单元900的输出处的信号S905与信号S911相同。

信号S621被输入至加法器903。寄存器904的输出被输入至求和单元903和缓冲器907。信号S621和单元904的输出信号在单元903中相加。单元903的输出被馈送至单元904的输入。如果S905(S911)是可用的，则在非相干计数器407的操作期间，将针对每个延迟数S401的S621值的和存储在单元904中。

根据信号S906，将来自寄存器904的所存储的和S621写入至单元907，并将寄存器904中的值设置为0。当非相干计数器407的下一个操作周期起始时并且第一信号S911出现时，单元904的输入值被设置为0。如果信号S420是可用的，则在信号S412＝1的操作期间，将针对每个信号S401的非相干值的和存储在寄存器904中。来自缓冲器907的值由CPU 106读取。

图10示出了用于对控制MAX 900中的单个延迟的搜索结果进行排序的方法的流程图，其中该方法开始于起始操作1001。在生成信号排序1002处生成排序信号，并且对条件1003(1)、1003(2)、1003(3)、…1003(M)进行检查，并根据所述条件执行操作1004(1)、1004(2)、1004(3)、…1004(M)。

在一个实施方式中，对控制MAX 900中的单元进行排序的操作是根据图10的方法如下进行的。

如果检测到信号S911，则起始控制MAX 900中的数据排序。基于估计单元的输出信号S621来执行数据排序。信号S621是输入估计。针对单个延迟的搜索结果S908包括信号：S401、S619、S620和S621。估计1是来自数据901(1)的信号S621。估计2是来自数据901(2)的S621，以及估计3是来自数据901(3)的S621。因此，估计M是来自数据901(M)的信号S621。

在初始化期间，单元901被设置为0。一旦FSM 104已被初始化，将信号输入以在起始1001处开始。流程图从步骤1001进行到步骤1002。在步骤1002处，该方法对信号S911进行分析。如果S911＝0，则流程图循环到步骤1001，然后返回至单元1002。如果S911＝1，则流程图进行到1003(1)。

在步骤1003(1)处，对条件“输入估计大于估计1”进行分析。如果不满足该条件，则该方法进行到步骤1003(2)。如果满足步骤1003(1)中的条件，则执行以下操作：将数据901(M-1)写入数据901(M)；将数据901(2)写入数据901(3)；将数据901(1)写入数据901(2)；将S908写入数据901(1)；然后将该方法返回至起始1001。

在步骤1003(2)处，对条件“输入估计大于估计2”进行分析。如果不满足条件1003(2)，则该方法进行到步骤1003(3)。如果满足1003(2)，则执行以下操作：将数据901(M-1)写入数据901(M)；将数据901(2)写入数据901(3)；将S908写入数据901(2)；数据901(1)不变；并且然后将该方法返回至起始1001。

在步骤1003(3)处，对条件“输入估计大于估计3”进行分析。如果不满足条件1003(3)，则该方法进行到步骤1003(4)。如果满足条件1003(3)，则执行以下操作：将数据901(M-1)写入数据901(M)；将S908写入数据901(3)；数据901(2)不变；数据901(1)不变；并且然后将该方法返回至起始1001。

在步骤1003(M)处，对条件“输入估计大于估计M”进行分析。如果不满足条件1003(M)，则方法进行到开始1001。如果满足条件1003(M)，则执行以下操作：将S908写入数据901(M)；数据901(3)不变；数据901(2)不变；数据901(1)不变；并且然后将该方法返回至起始1001。

图11示出了图2中所示的打包器220的详细图。在一个实施方式中，打包器220包括发送和接收各种信号的分量，包括数据解包1100、地址S1101、读取数据S1102、读取S1103、写入S1104、写入数据S1105和打包数据1106。

在一个实施方式中，打包器220如下结合图11和图2所描述的进行操作。在结合DopNCO 214、旋转单元213(2)…213(D)和搜索器216(1)、216(2)、…216(D)进行信号搜索的过程中，将得到的结果经由打包器220写入存储器221并且经由打包器220从存储器221读取。使用信号S401作为地址S1101，信号S613、S614和S615通过数据打包器1106并将其以一个字写入至存储器221。写入数据S1105包括以类似方式写入存储器单元221的数据。

使用信号S401作为地址S1101，从存储器221将数据读取为(或者类似地读取信号读取数据S1102)一个字。对通过数据解包1100的信号S1102进行解包以生成信号S605、S606和S607，然后将信号S605、S606和S607传送至搜索器216。

搜索器216的操作的结果为信号S613、S614和S615，信号S613、S614和S615被写入至存储器221地址S1101处。信号S613、S614和S615中的位数可以超过字写入数据S1105中的位数。结果，可以以不同的方式对信号S613、S614和S615进行打包。

例如，在打包器220的输入处存在整数，但是在打包器220中整数被变换成浮点格式，其中浮点数是尾数和指数，所有数字具有公共指数。针对每个数字的尾数是保留的/不同的，但指数是通用的。选择指数使得所有高位数字都位于尾数内。

来自搜索器216(1)、216(2)、…216(D)的输出的信号S615(1)、S615(2)、…S615(D)通过公共指数进行组合。来自搜索器216(1)、216(2)、…216(D)的输出的信号S613和S614也通过公共指数进行组合。在数据打包时获得的信号S615、S613和S614的尾数和指数被馈送至数据打包器1106的输出。在数据打包1100中，考虑到打包器220的尾数、指数和操作模式，对从存储器读取的数据进行解包。

在一个实施方式中，当CPU 106起始打包器220的操作时，对打包器220进行初始化。在一个实施方式中，打包器220如下进行操作。

S401被输入至打包器220。信号S1101与信号S401相同。信号S1101作为地址被输入至存储单元221。信号S1102被输入至从存储器221读取的数据的数据解包1100。在存储器单元221中，S1105作为来自单元1106的写入数据而输入。

信号S233(1)被输入至打包器220。读取的信号S1103与信号S233相同。S1103作为读取被输入至存储器单元221。如果检测到信号S233，则从存储器单元221在由信号S1101识别的地址处读取数据，并且信号S1102进入单元1100的输入，在单元1100的输入处对数据进行解包。这些信号从数据解包1100输入至下述：搜索器216(1)，搜索器216(1)接收信号S605(1)、S606(1)和S607(1)；搜索器216(2)，搜索器216(2)接收信号S605(2)、S606(2)和S607(2)；以及搜索器216(D)，搜索器216(D)接收信号S605(D)、S606(D)和S607(D)。

信号S234(1)被输入至打包器220。写入的信号S1104与信号S234相同。S1104作为写入被输入至存储器221。

在数据包1106中，输入的信号被如下进行打包：从搜索器216(1)输出信号S613(1)、S614(1)和S615(1)；从搜索器216(2)输出信号S613(2)、S614(2)和S615(2)；以及从搜索器216(D)输出信号S613(D)、S614(D)和S615(D)。

如果信号S234是可用的，则将1106中打包的数据写入数据S1105写入(写入数据S1105)至存储器221在地址S1101处。

根据搜索器216模式和多普勒NCO的数目，存在用于将临时数据存储在单元221中的不同打包和解包。

此处是一些示例：

1)条件：单元405＝0，单元408＝0。

结果：在这种情况下，不需要将来自信号S613、S614、S615的数据保存在存储器221中。

2)条件：单元405大于0，单元408＝0。

结果：在这种情况下，不需要将来自信号S615的数据保存在存储器221中。在存储器221中仅保存来自信号S613和S614的数据。

3)条件：信号S613和信号S614的容量与信号S615的容量相比具有较高的优先级。

结果：为了对来自信号S613和信号S614的数据进行打包，使用低位指数和高位尾数。对于信号S615，保存高位指数和低位尾数。

4)条件：信号S615的容量与信号S613和信号S614的容量相比具有较高的优先级。

结果：为了对来自信号S615的数据进行打包，使用低位指数和高位尾数。对于信号S613和信号S614，保存高位指数和低位尾数。

5)条件：在存储器221中，存在足够的空间用于信号S615、S613和S614的值。

结果：信号S615、S613和S614被写入至存储器221。

图12示出了图2中所示的多普勒NCO 214的详细图。多普勒NCO 214生成旋转信号S215(D)、…S215(3)、S235、S215(2)…S215(D-1)。每个旋转信号S215用于生成左多普勒频率或右多普勒频率。

中频S235用作中心多普勒频率。右多普勒频率1生成S215(2)，左多普勒频率1使用信号S215(3)以镜像的方式生成。右多普勒频率D/2生成信号S215(D-1)，并且左多普勒频率D/2使用S215(D-1)以镜像的方式生成。

在FSM 104中，以Fdop的步长生成多普勒频率，这些频率包括：中心多普勒；左多普勒1；右多普勒1；左多普勒D/2；和右多普勒D/2。

考虑移位寄存器500、501、502、503的S长度和由CPU 106设置的402单元，左多普勒频率(D/2…1)和右多普勒频率(D/2…1)相位变化可通过S218(等于S403)获得。Fdop的计算表达式如下。

Fdop＝(F_IF/S)*d[N-1:0]/2^N。

其中：F_IF为中频S235；S是移位寄存器500、501、502、503的长度(延迟计数器400从0计数到S-1)；以及N为多普勒NCO相位的位数；d[N-1:0]为写入至多普勒NCO 214的编号。

来自多普勒NCO 214的输出的信号S215被输入至旋转单元213。分量I的信号S227和分量Q的信号S228被输入至旋转单元213。在每个旋转单元213中，信号S227和S228以由S215设置的角度同相旋转。其自身的旋转信号S215(D…2)是针对左多普勒(D/2)…(1)和右多普勒(D/2)…(1)生成的，S227和S228以不同的方式旋转相位。

在单元213(D)中，信号S227和S228以频率左多普勒D/2(使用S215(D))同相旋转并且被馈送至搜索器216(D)的输入。

在单元213(D-1)中，信号S227和S228以频率右多普勒D/2(使用S215(D-1))同相旋转并且被馈送至搜索器216(D-1)的输入。

在单元213(3)中，信号S227和S228以频率左多普勒1(使用S215(3))同相旋转并且被馈送至搜索器216(3)的输入。

在单元213(2)中，信号S227和S228以频率右多普勒1(使用S215(2))同相旋转并且被馈送至搜索器216(2)的输入。

信号S227和S228以中频S235被馈送至搜索器216(1)的输入。

现在将使用包括示出不同时间点处的值的多个表的示例来对移位寄存器500、501、502和503以及重载生成器224的操作进行解释。假设S＝4，码长＝12，生成的频率CRNCO201等于FSNCO 206的频率。码生成器202的状态存储为FSNCO 206的第5芯片并上传到FSNCO206的第13芯片。表行500、501/503和502示出了在初始化期间和在执行对信号进行检测的步骤期间由码生成器202生成的码芯片的芯片编号。

500、501、503的初始化

步骤1：搜索用于参考码1 2 3 4的芯片编号的代码

步骤2：对参考码1 2 3 4+5 6 7 8进行存储

步骤3：对参考码1 2 3 4+5 6 7 8+9 10 11 12进行存储

步骤4：搜索参考码5 6 7 8的芯片编号

步骤5：对参考码5 6 7 8+9 10 11 12进行存储

步骤6：对参考码5 6 7 8+9 10 11 12+1 2 3 4进行存储

步骤7：搜索参考码9 10 11 12的芯片编号的代码

步骤8：对参考码9 10 11 12+1 2 3 4进行存储

步骤9：对参考码9 10 11 12+1 2 3 4+4 5 6 7进行存储

针对步骤9的表格示出了：针对用于所生成的芯片FSNCO 206和CRNCO 201的编号18 22 26的寄存器501、502、503的卷积结果之和，对信号进行检测(步骤4至步骤6)。对针对由码生成器202生成的第5码芯片的参考码进行匹配。

图2中所示的FSM 104的能力包括以下内容。在使用FSM 104的操作中，可以得到滑动窗/搜索窗S，该滑动窗/搜索窗S确定同时查看的码延迟的数目。

为了提高搜索的灵敏度或者在码长大于S的情况下，需要将搜索时间增加k倍。由于相干累加，搜索时间可能增加。当通过非相干累加强加/重叠在码上的信息符号是可用的时，累加时间的增加也是可能的。

如果码长大于S，则还可以使用重载生成器234，并且在起始FSM 104的操作之后，滑动窗/搜索窗S沿着整个码长移动，并且可以获得所有延迟的度量。

利用快速搜索NCO 206，可以为一个CODE芯片设置不同的延迟数。例如，一个GPSCA芯片使用两个半芯片，并且频率快速搜索NCO 206是CRNCO 201的两倍。

多路复用码至少用作两个逐个芯片码。使用快速搜索NCO 206、控制累加单元223和分频器225，可以将一个码发送到搜索机构，并且将另一码在输入信号中设置为零。多普勒NCO 214和旋转单元213允许在搜索窗S内获得多个多普勒频率的结果。

打包器220的不同操作模式使得可以选择优选值：分量I或分量Q，或者数据打包/解包期间的估计。在搜索周期S*k结束时，当对度量进行排序时，将所有S的估计相加。

使用FSM 104，可以接收CSK调制信号。例如，在使用半芯片CODE接收GPS CA信号的过程中，单元快速搜索NCO 206的频率是频率CRNCO 201的两倍，数据在2毫秒内相干累加，并且S＝1023，阈值不相干408设置为0。在这种情况下，在每个S的操作延迟计数器400的4个周期期间，对所有寄存器501、502和503的卷积结果相干地存储，在第4周期单元处，MAX 622对度量进行排序。

应当注意的是，重载生成器224会记住码生成器202在快速搜索NCO 206的第1023+1个芯片处的状态，并记录所存储的单元202的状态，使得码生成器可以立即从此状态起始进入/到达快速搜索NCO 206的第1023*4+1芯片。设置数据使得可以查看2046个GPS CA半芯片CODE，而无需对FSM 104进行重新调整。

图13描绘了根据实施方式的用于快速搜索全球导航卫星系统信号的方法1300的流程图。在一个实施方式中，使用图1中所示的导航接收器110来执行方法1300。在步骤1302处，在接收器处接收信号。该信号具有已知的伪随机噪声码。在步骤1304处，当由码生成器生成伪随机噪声时，对码生成器的状态信息进行存储。在一个实施方式中，状态信息是与码生成器有关的信息，需要将该信息输入至码生成器中，以生成与先前所生成的相同的伪随机噪声。在一个实施方式中，由码生成器生成的伪随机噪声与信号的伪随机噪声码相关联。在步骤1306处，对与接收到的信号相关联的搜索窗进行第一次检查。在一个实施方式中，搜索窗包括从接收到的信号获得的一串数据。如上面所描述的，检查是试图对接收到的信号的源(即，传送接收到的信号的卫星)进行识别。在步骤1308处，对是否可以识别接收到的信号的源进行确定。在识别出源之后，该信息可以用于确定接收器的位置。在步骤1310处，在响应于该确定而对搜索窗进行第二次检查之前，将先前在步骤1304中存储的状态信息加载到码生成器中。将状态信息加载到码生成器中允许对搜索窗进行顺序检查，而无需对FSM104进行重新调整。在一个实施方式中，由控制累加器使用处于快速搜索数控振荡器频率的多个多路复用信号来对接收到的信号进行处理。可以将多个多路复用信号中的一个置零。将信号中的一个信号置零导致在对多个信号的分析中忽略已置零的信号。在一个实施方式中，在步骤1308中的确定之前，将接收到的信号乘以中频。在一个实施方式中，将旋转角度与接收到的信号相加。旋转角度可以是基于多普勒数控振荡器的。可以将在对搜索窗进行检查时生成的结果以相干模式或非相干模式进行存储。非相干模式允许搜索具有叠加数据的信号。

前述详细的说明应被理解为在各个方面都是说明性且示例性的，而不是限制性的，并且本文公开的发明构思的范围不是根据详细的说明来确定的，而是根据专利法所允许的全部范围正如所解释的那样根据权利要求来确定的。应当理解的是，本文示出和描述的实施方式仅是对本发明构思的原理的说明，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明构思的范围和精神的情况下实施各种修改。在不脱离本发明构思的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以实现各种其他特征组合。

Claims (26)

1.一种用于快速搜索具有已知的伪随机噪声(PRN)码的无线电导航信号的装置，所述装置包括：

天线，所述天线被配置成接收具有已知的PRN码的无线电信号；

射频(RF)路径，所述射频路径被配置成接收来自所述天线的无线电信号并且将所述无线电信号移动至中频信号；

数控振荡器，所述数控振荡器被配置成输出具有PRN元素的周期的脉冲；

模数转换器(ADC)，所述模数转换器(ADC)被配置成用于对所述中频信号进行采样；

数字混频器，所述数字混频器被配置成接收来自所述ADC的信号并且输出零频率处的经采样的信号；

抽取器，所述抽取器被配置成接收来自所述数字混频器的所述零频率处的经采样的信号；

相关器，所述相关器被配置成对经由一对量化单元从所述抽取器接收的输入的移位阵列与PRN码元素的非移位阵列的卷积进行计算；

存储器单元，所述存储器单元被配置成对从所述相关器输出的值的结果进行存储；

码生成器，所述码生成器被配置成根据从所述数控振荡器输出的脉冲对新的元素进行计算；

中频数控振荡器，所述中频数控振荡器被配置成输出用于所述中频信号的中频；以及

快速搜索数控振荡器(FSNCO)，所述快速搜索数控振荡器输出预设周期的脉冲，其中，响应于所述FSNCO的输出的脉冲：

所述抽取器还被配置成生成新的输出样本；

所述相关器还被配置成对输入样本的移位阵列进行移位，以包括所述新的输出样本；

所述相关器还被配置成对PRN码元素的移位阵列进行移位，以包括PRN码生成器的输出的当前状态；

所述相关器还被配置成在所述快速搜索数控振荡器的S个脉冲期间将PRN码元素的所述移位阵列复制一次至PRN码元素的非移位阵列；

所述相关器还被配置成对新的卷积值和所述新的卷积值的相干度量进行计算；

校正器被配置成：对所述新的卷积值的所述相干度量与所存储的结果进行比较，以及，如果所述新的卷积值比所存储的结果大，则代替所存储的结果，对所述新的卷积值进行存储；以及

快速搜索模块被配置成：对于所述快速搜索数控振荡器的一次的每S*k个脉冲，针对所存储的结果的至少一个值，对接收到的无线电信号中具有已知的PRN码的信号及所述信号的参数的可用性进行确定。

2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括：

多普勒数控振荡器(DopNCO)，所述多普勒数控振荡器被配置成一次输出所述FSNCO的S个脉冲中的多普勒相位；

至少D-1个数字移相器，其中，D-1为偶数，所述至少D-1个数字移相器将所述新的卷积值旋转成与所述DopNCO输出处的所述相位成比例的相位；

所述存储器单元，所述存储器单元还被配置成对D*S个值进行存储；

其中，针对所述FSNCO的每个脉冲，执行以下操作：

在D-1个移相器中的每个移相器中，将从所述相关器输出的值旋转成与DopNCO输出的所述相位成比例的相位，以生成D-1个经旋转的相位卷积结果；

将所得到的D-1个经旋转的卷积结果与被配置对D*S个值进行存储的所述存储器单元中的先前值相加以及将未经旋转的卷积结果与被配置对D*S个值进行存储的所述存储器单元中的先前值相加，并且将所得到的D个相加结果存储在所述存储器中同一地址处；以及

根据所述经旋转的卷积结果/所述未经旋转的卷积结果与被配置成对D*S个值进行存储的所述存储器单元中的所述先前值相加的所述结果，来对新的D个卷积值的相干度量进行计算。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，

在S个脉冲的第K个周期处，对在D*S个相干度量中的接收到的无线电信号中具有已知的PRN码的信号及所述信号的参数的可用性进行确定。

4.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括：

重载生成器，所述重载生成器对码生成器的状态进行存储，以及在非相干周期结束时的S*k+1个脉冲处，所述重载生成器将所存储的所述码生成器的状态加载到所述码生成器中。

5.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括：

相干计数器；以及

非相干计数器，

其中，所述相干计数器对S个脉冲的K个周期进行计数，并且所述非相干计数器能够用于对所述相干计数器的周期进行计数，其中，在所述非相干计数器递增之前的最近S个脉冲处，每D个相干度量被转换成将要与D个非相干度量相加的值，并且经更新的非相干度量和所获得的值被存储在所述存储器单元中。

6.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括：

控制累加器，所述控制累加器包括N个循环移位寄存器，所述N个循环移位寄存器以所述FSNCO的速率向前移动，所述控制累加器的输入基于配置被设置为0。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，在数据排序期间估计的相加包括周期S*k期间的多普勒度量的结果，并且针对每个偏移的多普勒度量被单独排序。

8.一种方法，所述方法包括：

在天线处接收无线电信号，所述无线电信号具有已知的PRN码；

将所述无线电信号从所述天线传送至RF路径；

将所述信号从使用中频信号的所述RF路径传送；

在ADC处对所述中频信号进行采样，所述采样以从数控振荡器输出的脉冲的PRN元素的周期进行；

由数字混频器基于从所述ADC接收到的信号，生成零频率处的经采样的信号；

响应于抽取器接收到所述零频率处的经采样的信号，将来自所述抽取器的输出传送至输入的移位阵列；

在相关器处，对经由一对量化单元从所述抽取器接收到的所述输入的移位阵列与PRN码元素的非移位阵列的卷积进行计算；

将从所述相关器输出的值的结果存储在第一存储器单元中；

在码生成器处，根据从所述数控振荡器输出的脉冲，对新的元素进行计算；

从快速搜索数控振荡器(FSNCO)输出预设周期的脉冲；

由所述抽取器基于所述预设周期的脉冲，生成新的输出样本；

由所述相关器对输入样本的移位阵列进行移位，以包括所述新的输出样本；

由所述相关器对PRN码元素的移位阵列进行移位，以包括PRN码生成器的输出的当前状态；

由所述相关器在所述数控振荡器的S个脉冲期间将所述PRN码元素的移位阵列一次复制到PRN码元素的非移位阵列；

由所述相关器对新的卷积值和所述新的卷积值的相干度量/非相干度量进行计算；

由校正器对基于计算出的非相干度量值的度量与所存储的结果进行比较，以及，如果所述新的度量值比所存储的结果大，则代替所存储的结果，对所述新的卷积值进行存储；以及

由快速搜索模块对于快速搜索NCO的一次的每S*k个脉冲，针对所存储的结果的至少一个值，对接收到的无线电信号中具有已知的PRN码的信号及所述信号的参数的可用性进行确定。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：

从多普勒数控振荡器(DopNCO)一次输出所述FSNCO的S个脉冲中的多普勒相位；

由至少D-1个数字移相器将所述新的卷积值旋转成与所述DopNCO输出处的所述相位成比例的相位；

将D*S个值存储在所述存储器单元中；

针对所述FSNCO的每个脉冲，在D-1个移相器中的每个移相器中，将从所述相关器输出的值旋转成与多普勒NCO输出的所述相位成比例的相位，以生成D-1个经旋转的相位卷积结果；

针对所述FSNCO的每个脉冲，在所述存储器单元中，将所得到的D-1个经旋转的卷积结果与所述存储器单元中的先前值相加以及将未经旋转的卷积结果与所述存储器单元中的先前值相加，并且将所得到的D个相加结果存储在所述存储器单元中同一地址处；以及

针对所述FSNCO的每个脉冲，对新的结果的所述相干度量进行计算。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

将基于所得到的D-1个经旋转的卷积结果而得到的D-1个度量输入至所述存储器单元，所述存储器单元被配置成对D*S个值进行存储；

将基于未经旋转的结果/经旋转的结果而得到的度量输入至被配置成对D*S个值进行存储的所述存储器单元，以对所述结果进行存储；以及

针对一次的每S*k个脉冲，对接收到的无线电信号中具有已知的PRN码的信号及所述信号的参数的可用性进行确定。

11.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：

在重载生成器处，对码生成器的状态进行存储；以及

在非相干周期结束时的S*k+1个脉冲处，将所存储的所述码生成器的状态从重载生成器加载到所述码生成器中。

12.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：

对S个脉冲的K个周期进行计数，所述K个周期被关联为相干积分周期；

对相干积分周期的数目进行计数，所述相干积分周期的数目被关联为非相干积分周期；

将D个相干度量转换成将要与D个非相干度量相加的值，每次转换对来自在每个相干积分周期结束之前的最近所述S个脉冲中的每个脉冲执行，经更新的非相干度量被存储在所述存储器单元中，所述存储器单元被配置成对D*S个值进行存储。

13.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：

将N个循环移位寄存器以所述FSNCO的速率向前移动，其中，控制累加器的输入基于配置被设置为零。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，在数据排序期间估计的相加包括周期S*k期间的多普勒度量的结果，并且针对每个偏移的多普勒度量被单独排序。

15.一种方法，所述方法包括：

接收具有已知的伪随机噪声码的信号；

当由码生成器生成伪随机噪声时，对所述码生成器的状态信息进行存储；

对与接收到的信号相关联的搜索窗进行第一次检查；

对是否能够识别出接收到的信号的源进行确定；以及

在响应于所述确定而对所述搜索窗进行第二次检查之前，将状态信息加载到所述码生成器中。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述伪随机噪声与所述伪随机噪声码相关联。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，由控制累加器使用处于快速搜索数控振荡器频率的多个多路复用信号来对接收到的信号进行处理。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，将多个所述多路复用信号中的一个所述多路复用信号置零。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述确定之前，将接收到的信号乘以中频。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，将旋转角度与接收到的信号相加。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述旋转角度是基于多普勒数控振荡器的。

22.根据权利要求15所述的方法，其中，将在对所述搜索窗进行检查时所生成的结果以相干模式进行存储。

23.根据权利要求15所述的方法，其中，将在对所述搜索窗进行检查时所生成的结果以非相干模式进行存储。

24.根据权利要求5所述的装置，其中，当在非相干周期结束时并且当所述相干计数器对S个脉冲的K个周期进行计数时，快速搜索模块针对每个多普勒频率对S*D个非相干度量中的多个最大值进行单独地检测/排序，并且对所述多个最大值进行保存，由CPU读取所保存的值，所保存的值包括非相干度量、相干度量和延迟数。

25.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述非相干积分周期结束时，针对每个多普勒频率单独地选择S*D个非相干度量中的多个最大值，由CPU读取所选择的值，所保存的值包括非相干度量、相干度量和延迟数。

26.根据权利要求1所述的装置，其中，在非相干周期结束时并且当所述相干计数器对S个脉冲的K个周期进行计数时，将所有非相干度量相加，并且由所述CPU读取所述结果。