CN1690726A - 按比例缩减装置及方法,全球定位系统同步方法及接收器 - Google Patents

按比例缩减装置及方法,全球定位系统同步方法及接收器 Download PDF

Info

Publication number
CN1690726A
CN1690726A CNA2005100762148A CN200510076214A CN1690726A CN 1690726 A CN1690726 A CN 1690726A CN A2005100762148 A CNA2005100762148 A CN A2005100762148A CN 200510076214 A CN200510076214 A CN 200510076214A CN 1690726 A CN1690726 A CN 1690726A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bit
gps
value
correlation integral
proportion
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.)
Granted
Application number
CNA2005100762148A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1690726B (zh
Inventor
许祯训
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.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics 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 Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN1690726A publication Critical patent/CN1690726A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1690726B publication Critical patent/CN1690726B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7073—Synchronisation aspects
    • H04B1/7075—Synchronisation aspects with code phase acquisition
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2201/00—Indexing scheme relating to details of transmission systems not covered by a single group of H04B3/00 - H04B13/00
    • H04B2201/69—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general
    • H04B2201/707—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation
    • H04B2201/70707—Efficiency-related aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

n至m比特按比例缩减将多个n比特相关积分值与多个m比特数据相关(n＞m)。通过将全球定位系统(GPS)信号与多个期望码相关来获得n比特相关积分值。较高的(n－m+1)比特从n比特相关积分值中被选出，并且获得(n－m+1)比特估计绝对值。该估计绝对值的较高(n－m+1)比特的最大值的有效比特被选出。基于最大值的有效比特来获得比例级别。n比特相关积分值基于比例级别被按比例缩减至m比特数据。n比特相关积分值的量通过按比例缩减方法被减少至m比特相关积分值，由此减少用于存储相关积分值的存储器的尺寸。

Description

按比例缩减装置及方法，全球定位系统同步方法及接收器
技术领域
本发明一般涉及一种扩展频谱全球定位系统(GPS)接收器，更特别地涉及一种能够减少GPS接收器中在同步捕获过程期间用于存储n比特相关积分值的存储器的尺寸的方法及装置。
背景技术
宽区域GPS在特定轨道上配有30颗或更多的卫星。12颗卫星隶属于一个信号覆盖范围并且在特定的地位置上同时与GPS接收器通信。
GPS接收器通过计算从多个GPS卫星所同时发送的信号的到达的相对时间来确定GPS接收器的位置，从而确定从卫星至接收器的距离。GPS卫星将包含伪噪声(PN)码的卫星定位数据和有关时钟定时的数据作为卫星的消息的一部分发送。为了计算位置，GPS接收器必须在相同的信号覆盖范围内接收至少4个可视卫星的信号。
使用所接收的PN码，GPS接收器确定了到达各种GPS卫星的伪距(pseudo-range)，并使用伪距和卫星定时以及有关时钟定时的数据来计算GPS接收器的位置。一旦卫星被捕获并追踪，有关时钟定时的卫星数据和标记数据将从GPS卫星信号中提取出来。
每一GPS卫星都发送具有1575.42MHz载波频率的L1信号。L1载波信号的频率可表示为154f0，其中f0＝10.23MHz。
在卫星中，根据码分多址(CDMA)方案，使用被称为伪噪声序列(PN码)的高速重复信号对信号进行调制，且将信号形成为代码调制宽带信号。
使用在各个卫星中以调制L1信号的伪噪声序列中的一个为粗略捕获(coarse-acquisition)(C/A)码。C/A码序列属于为大家所熟知的金色码(Goldcode)家族。每一GPS卫星广播具有唯一C/A码的信号。该码通过执行两个1023比特的二进制序列的模2加法(modulo-2 addition)来形成。C/A码是二进制码且具有1.023MHz的二进制反相率，或“码片(chipping)”率，和一毫秒的码期间内的1023码片的重复周期。
L1信号的载波进一步被具有50比特/秒的比特率的导航信息所调制。该导航信息包括GPS卫星的各种信息，例如，正常状态、轨道、与GPS信号有关的时钟数据参数等。
GPS接收器执行用于检测卫星信号的同步操作以识别GPS卫星。另外，GPS接收器搜索从各个GPS卫星所发送的信号以使用该从GPS卫星发送的信号来执行同步操作，使得作为信号发送的数据可以被接收和解调。
例如，在接收器已接通且接收器在预定的时段内未能接收到任何卫星信号的情况下，GPS接收器需要执行同步。该情况可能经常地发生，这是因为具有接收器的移动设备可能正在移动且由此移动设备的天线很难一直被定位于用于接收卫星信号的最佳位置，且因此发送至接收器的信号强度很微弱。在城市区域，建筑物影响了从GPS卫星所接收的卫星信号，且卫星信号经过了多路径传播，其中来自GPS卫星的卫星信号被通过各种路径发送至GPS接收器，该各种路径为诸如来自GPS卫星的直接传输路径和由卫星信号被高大建筑物反射所引起的多个路径。由于多路径传播，所接收的信号具有时间差和相位差，该时间差和相位差在接收器的位置的确定中可导致误差。
由于在GPS卫星和GPS接收器之间的时钟误差和通过大气层时的信号延迟，在GPS接收器和GPS卫星之间的距离被称为伪距。
伪距对应于在所接收的来自每一卫星的卫星信号和GPS接收器的本地时钟信号之间所测量的时间延迟值。
在达到足够的精确度之前，重复进行位置和时间的确定。
伪距计算是通过测量不同的卫星信号的发送时间的平均值来执行的。在GPS接收器与所接收的信号同步之后，解调通过该信号所发送的信息。
大多数GPS接收器使用相关方法来计算伪距。GPS卫星的伪噪声序列被本地存储或在该GPS接收器中生成。
执行所接收的卫星信号的下变换(down-conversion)，且GPS接收器将已下变换的信号与本地存储的或生成的伪噪声(PN)序列相关。相关结果被积分。该相关积分值(或取样值)指示在所接收的卫星信号中的卫星信号的存在。重复执行在GPS接收器中执行的相关操作，使得将接收器中所存储的伪噪声序列的相位移位。PN序列的相位被跟踪直到获得精确的相位为止。精确相位在相关结果值为最高时被获得。
为在接收器中所接收的各个卫星信号重复进行同步和相位(或频率)调整处理。因此，这样的处理时间在所接收的信号的强度微弱的情况下非常长。
在常规的GPS接收器中，使用几个相关器以加快处理速度，以便在同一时间可以搜索到更多的相关峰值。然而，相关器的数量不能无限制地增加，且因此存在对通过简单地增加相关器的数量来加速同步和相位(或频率)调整处理的限制。
通常，接收器具有用于快速同步的多个信道，且各个信道包括多个相关器。存储于GPS接收器的存储器中的相关积分值的数量与信道和相关器的数量成比例增加，且因此需要大量的存储空间。此外，为了基于存储在存储器中的数据来执行用于在处理器中确定同步捕获的算法，在处理器和存储器之间的数据访问量随着存储在存储器中的相关积分值的数量而增加。
因此，为了高速地将大量数据存储在存储器中和为了高速地将数据从存储器中读出，需要被增加的存储器访问时间。存储器访问时间是一个影响捕获速度且进而影响GPS接收器的性能的重要因素。
为了存储在GPS接收器中用于捕获的大量数据而需要大容量的存储器，且由此，存储器的尺寸增加，从而很难减小GPS接收器的尺寸。
发明内容
因此，本发明提供了一种能够减小用来存储相关积分值的存储器的尺寸的比特按比例缩减方法和比特按比例缩减装置。
本发明还提供了一种用于减小相关积分值的比特数量并且进而减少存储器的尺寸的同步捕获的方法和GPS接收器。
根据第一方面，本发明提供了一种将多个n比特相关积分值按比例缩减为多个m比特数据(n＞m)的方法，n比特相关积分值是通过将全球定位系统(GPS)信号与多个期望码相关来获得的，所述方法包括：从n比特相关积分值中选择较高(n-m+1)比特以获得(n-m+1)比特的估计绝对值；检测该估计绝对值的较高(n-m+1)比特的最大值的有效比特；基于最大值的有效比特获得比例级别；以及基于比例级别将n比特相关积分值按比例缩减至m比特数据。
比例级别可以基于最大值的有效比特的位置来获得。最大值可以通过针对(n-m+1)比特估计绝对值的按位“或”操作来获得。比例级别可以具有取决于有效比特的位置的(n-m+1)个级别，且有效比特的位置能对应于从最大值的最高有效比特中第一次出现的比特值“1”的位置。已按比例缩减的m比特数据可以包含n比特相关积分值的符号位。在一个实施例中，n是16，且m是8。
根据另一方面，本发明提供了一种用于将多个n比特相关积分值按比例缩减为多个m比特数据(n＞m)的装置，通过将全球定位系统(GPS)信号与多个期望码相关来获得n比特相关积分值。根据本发明的装置，绝对值生成单元被配置为从n比特相关积分值中选择较高(n-m+1)比特以获得(n-m+1)比特估计绝对值。最大值检测器被配置为检测估计绝对值的较高(n-m+1)比特的最大值的有效比特。比例确定器被配置为基于最大值的有效比特来确定比例级别。按比例缩减处理器被配置为基于比例级别来将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据。
绝对值生成单元可以包括：逻辑运算器，用于当n比特相关积分值的符号位为负时，执行针对n比特相关积分值的(n-m+1)个比特的逐位取反(bitwise negation)操作以获得n比特相关积分值的(n-m+1)个比特的二进制反码(one’s complement)。比例确定器可以基于最大值的有效比特的位置来确定比例级别。该装置还包括：存储器，被配置用于存储已按比例缩减的m比特数据和相应的比例级别。
根据另一方面，本发明提供了一种对全球定位系统(GPS)信号执行同步捕获的方法。该方法包括：通过多个信道接收GPS信号；将GPS信号与多个各自具有不同延迟特征的期望码相关以生成多个相关值；在预定的时段内将相关值积分以生成多个n比特相关积分值，n为正的自然数；基于比例级别，将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据；将m比特数据存储在存储器中；从存储器中读出所存储的m比特数据以基于比例级别恢复n比特数据；以及对所恢复的n比特数据执行快速傅立叶变换(FFT)以基于FFT的结果获得最大相关积分值。
根据另一方面，本发明提供了一种对全球定位系统(GPS)信号执行同步捕获操作的装置。在该装置中，多个相关器被配置为将GPS信号与多个各自具有不同延迟特征的期望码相关以生成多个相关值。多个积分器被配置为在预定的时段内对相关值进行积分以生成多个相关积分值。按比例缩减电路被配置为基于比例级别将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据。存储器被配置为存储m比特数据。处理器被配置为从存储器中读出所存储的m比特数据以基于比例级别来恢复n比特数据，和被配置为对所恢复的n比特数据执行快速傅立叶变换(FFT)以基于FFT的结果获得最大相关值。
根据另一方面，本发明提供了一种全球定位系统(GPS)接收器。本发明的GPS接收器包括：射频接收器，被配置为通过多个信道接收全球定位系统(GPS)信号。相关器被配置为将GPS信号与多个各自具有不同延迟特征的期望码中的每一个相关以生成n比特相关积分值。按比例缩减电路被配置为基于比例级别将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据。快速傅立叶变换器被配置为对n比特相关积分值执行FFT以计算FFT结果值。存储器被配置为存储已按比例缩减的m比特数据和FFT结果值，以及存储器控制器被配置为用于控制在存储器、按比例缩减电路和快速傅立叶变换器之间的数据传送。处理器被配置为基于存储在存储器内的FFT结果值来计算最大相关值以控制相关器的同步捕获。
附图说明
如附图中所示，本发明的前述和其它目的、特征和优点将从在对本发明的优选方面更加特定的描述中是显而易见的，其中在所有不同的附图中，相同的附图标记表示相同的部件。这些附图并未遵循比例，而将重点放在阐明本发明的原理上。
图1为常规的GPS接收器的方块图。
图2为说明图1的GPS接收器的信道电路的方块图。
图3为根据本发明的一个示范性实施例的GPS接收器的方块图。
图4为说明图3的GPS接收器的按比例缩减电路的方块图。
图5为说明图4的GPS接收器的比例确定单元的方块图。
图6为当使用了1/2码片(chip)分辩力(resolution)时，说明常规方法的FFT结果和根据本发明的按比例缩减方法的FFT结果的曲线图。
图7为当使用了1/4码片分辩力时，说明常规方法的FFT结果和根据本发明的按比例缩减方法的FFT结果的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本发明的示范性实施例进行详细的描述。
图1为常规GPS接收器的方块图。GPS接收器100通过GPS天线102接收从GPS卫星发送的1575.42MHz的射频(RF)GPS信号。所接收的RF GPS信号被提供至RF转换器104。将所接收的RF GPS信号与从本地振荡器106提供的本地振荡器信号相混合并且被下变换(down-convert)至中频(IF)GPS信号。例如，射频转换器104包括低噪声放大器(LNA)、滤波器、混合器、IF放大器、和正交(quadrature)混合器。同相(I)IF信号和正交相位(Q)IF信号通过射频转换器104来生成。
I和Q IF信号通过模拟数字(A/D)转换器108被转换为数字IF数据信号，且接着被转送至多个信道电路110。各个信道电路110执行相关操作以为了达到同步捕获的目的和为了跟踪从所选卫星提供的GPS信号的目的而搜索最大相关值(或相关峰值信号)。处理器112基于所搜索的最大相关值来执行同步捕获和跟踪操作以计算表示在GPS接收器和各个卫星之间的距离的伪距。控制器114基于从处理器112所提供的多个伪距，来计算GPS接收器的位置值，并且在显示设备116上显示所计算的位置值。
参考附图2，常规的信道电路110执行二维搜索过程以便获得粗略捕获(C/A)码和用于各个信道电路110的卫星信号的载波频率。
来自ADC 108的I和Q IF信号包含多普勒频率。多普勒频率通过载波数字控制振荡器(NCO)140来生成，且接着，I和Q信号分别通过同相生成器136和正交相位生成器138来生成。所述I和Q信号分别在I(同相)乘法器132和Q(正交相位)乘法器134中与I和Q IF信号相乘。
相乘后的信号通过多重相关器142与期望码相关。I和Q信号和具有不同延迟特征的期望码被分别提供给多个相关器142。具有不同延迟特征的期望码通过移码器150生成。移码器150接收一个来自PN码生成器148的伪噪声(PN)码且依次地延迟该PN码以生成期望码，和将该期望码发送至各个相关器142。PN码生成器148与从码NCO147所提供的时钟信号同步地生成从与由处理器112所确定的相位相对应的码所复制而来的期望码。
各个相关器142在所接收的I和Q IF信号和期望码之间执行相关操作以生成相关值，且相关值在预测的积分时段即采样时段内被各个积分器144所积分。每一采样时段，在积分器144中所获得的相关积分值被存储进存储器146中。
因此，当每信道的相关器的数量为“n”时，每采样时段内，将n个相关积分值(或采样值)存储进存储器中。
当相关积分值被作为FFT点，例如，16FFT个点，存储在存储器146中时，当经过16个采样时段时，处理器112带着来自存储器146的各个相关器220的16个相关积分值来对相关积分值执行16点FFT操作。此时，在FFT结果值超过阈值的情况中，处理器112判断所接收的GPS与期望码相匹配。因此，执行了跟踪过程。
然而，当FFT结果值小于阈值时，处理器112判断所接收的GPS信号并未与期望码相匹配且所接收的GPS信号对应于噪声。因此，处理器112改变搜索范围，即改变相位和频率，且处理器112控制载波NCO 140和码NCO 147以基于改变后的相位和频率来改变期望码。
如上所述，在常规的GPS接收器中，存储在存储器中的相关积分值(即采样数据)的数量由信道数量、每信道的相关器的数量和FFT点的数量的乘积来确定，由此需要大容量的存储器。
由于写操作，其中大量的采样数据被写入存储器146中，和读操作，其中该采样数据从存储器146中被读出，应该以高速被执行，在处理器112和存储器146之间需要能够支持高速写和读操作的硬件接口。
此外，当相关器的数量为了减少用于同步捕获和跟踪操作的时间的目的而增加时，在存储器146和处理器112之间的硬件接口更加难于设计。
为了解决上述问题，本发明提供了一种相关方法，其中相关积分值被按比例缩减以被存储在存储器中，由此减少存储器的尺寸。
图3至5显示了根据本发明的一个示范性实施例的GPS接收器200。
参照图3，GPS接收器200包括射频接收器210、相关器220、按比例缩减电路230、存储器控制器240、存储器250、快速傅立叶变换器260、以及处理器270。
射频接收器210将RF全球定位系统(GPS)信号转换为IF GPS信号，以及该IF GPS信号被转换为数字IF GPS信号。
相关器220包括用于搜索多个卫星的多个p信道(p为自然数)。相关器220将从射频接收器210输出的数字IF GPS信号与期望码相关以生成相关值。期望码在本地被生成且可在处理器270的控制下被改变。相关器220在预定时段内累加(或积分)相关值以生成n比特相关积分值(或n比特采样数据)。
按比例缩减电路230依次地将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据(m＜n，m为自然数)。
FFT(快速傅立叶变换)260对n比特相关积分值执行FFT操作。
存储器控制器240有效地(operatively)将m比特数据存储进存储器250中，有效地将存储在存储器250中的m比特数据提供到快速傅立叶变换260，有效地接收来自傅立叶变换260的FFT结果值以将该FFT结果值存储在存储器250中，和将存储器250中存储的FFT结果值提供至处理器270。
处理器270控制系统的操作。处理器270将FFT结果值与阈值相比较以获得对于所有p信道的最大相关值。处理器270改变具有最大相关值的信道的相关器的相关值，使得相关值增加，和对所接收的GPS信号执行同步捕获。处理器270也在同步捕获操作期间通过跟踪操作和位置计算来生成GPS接收器的当前位置值，且通过用户界面(未示出)显示该结果值。
参考图4，按比例缩减电路230包括：多路复用器232、按比例缩减处理器234、比例决定单元236、和比例寄存器238。相关器220包括多个信道222和一个多路复用器224。参考图5，每一信道222包括多个相关器223(相关器1、相关器2、…、相关器q)和多个累加器225(ACC1、ACC2、…、ACC q)。
再次参考图4，相关器220响应于信道选择信号CHS，将由多路复用器224从p信道之中所选择的信道222中的一个连接到按比例缩减电路230。信道222中的一个可以响应于信道选择信号CHS而依次地被选择。
再次参考图5，P(其为自然数)信道中的每一个都包括载波去除电路221、多个相关器223(相关器1、…、相关器q)和多个累加器(ACC1、…、ACC q)。
载波去除电路221从IF GPS信号中去除载波和多普勒频率分量。相关器22 3将相应的GPS信号分别与期望码相关以生成n比特相关值。累加器225累加n比特相关值以生成n比特相关积分值。
多路复用器232响应于累加器选择信号ASS，在一个信道222中，选择从q积分器(或累加器)225提供的q(q为自然数)个n比特相关积分值中的一个。多路复用器232可响应于累加器选择信号ASS依次地选择q个n比特相关积分值中的一个。
所选择的n比特相关积分值被提供至按比例缩减处理器234以基于比例因子被按比例缩减至m比特数据。
比例决定单元236从由q个累加器225所提供的q个n比特相关积分值中确定比例因子或比例级别。将所确定的比例因子或比例级别存储在比例寄存器238中且被提供至按比例缩减处理器234。n比特相关积分值可以基于所存储的比例因子被恢复。
针对q个m比特数据获得一个比例因子。
已按比例缩减的m比特数据通过存储器控制器240被存储于存储器250中。
参考图5，比例决定单元236包括q个绝对值生成单元231、最大值检测器233、和比例确定器235。绝对值生成单元231通过从包含在各个信道222中的q个累加器225所提供的q个n比特相关积分值之中选择较高的(n-m+1)比特，来获得估计绝对值的(n-m+1)比特。当n比特相关积分值具有“1”的符号位的时候，绝对值生成单元231对较高的(n-m+1)比特执行逐位取反运算。相反，当n比特相关积分值具有符号位“0”时，绝对值生成单元231绕过(bypass)较高的(n-m+1)比特以生成估计绝对值。这里，符号“～”表示了逐位取反运算符。当二进制“a”＝1111 0011 1001 0001，则“a”的逐位取反运算“～a”＝0000 1100 0110 1110。即，“～a”表示“a”的二进制反码。
最大值检测器233对较高(n-m+1)位进行按位“或”运算以检测有效比特的位置，该位置为从q个估计绝对值之中的最大值的最高有效比特中第一次出现比特值“1”的位置。按位“或”运算用运算符“|”表示。
例如，当二进制值“a”＝0001 0011 1001 0001和二进制值“b”＝0000 00011111 1000时，“a”和“b”的按位“或”运算a|b＝0001 0011 1111 1001。
因此，按位“或”运算的结果TAP_SUM对应于估计绝对值之中的最大值的有效比特。
比例确定器235基于最大估计绝对值的有效比特的位置来确定比例级别以生成与如表1中所示的比例级别相对应的比例因子。将比例因子存储在比例寄存器238中，且被转发到按比例缩减处理单元234。
按比例缩减处理器234响应于如表1所示的相应比例因子，将从多路复用器232提供的n比特相关积分值按比例缩减至m比特数据。该n至m按比例缩减(在示范性实施例中，n＝16且m＝8)如表1中概括所示。在恢复值中，“s”表示符号位。
[表1]
 9比特被检测的最大值 比例级别 从16比特相关积分值中选择的8比特   恢复后的值
 01xx xxxx x   8 [15∶8]   sxxx xxxx 0000 0000
    001x xxxx x     7     [14∶7]   ssxx xxxx x000 0000
    0001 xxxx x     6     [13∶6]   sssx xxxx xx00 0000
    0000 1xxx x     5     [12∶5]   ssss xxxx xxx0 0000
    0000 01xx x     4     [11∶4]   ssss sxxx xxxx 0000
    0000 001x x     3     [10∶3]   ssss ssxx xxxx x000
    0000 0001 x     2     [9∶2]   ssss sssx xxxx xx00
    0000 0000 1     1     [8∶1]   ssss ssss xxxx xxx0
    0000 0000 0     0     [7∶0]   ssss ssss sxxx xxxx
例如，比特按比例缩减处理如表2和3中所示的那样被执行，在下文中，为了举例说明，假定n＝16，和m＝8。
参考表2，比例级别为“8”，且因此获得来自n比特相关积分值的最高有效比特MSB(符号位)的较高8比特值[15∶8]来作为经比特按比例缩减的m比特数据。
参考表3，比例级别为“6”，且因此获得来自第(MSB-2)比特的高8比特值[13∶6]，来作为经比特按比例缩减的m比特数据。
[表2]
ACC  n比特相关积分值   十进制值  估计绝对值的(n-m+1)比特   按位“或” 比例级别 比特按比例缩减的m比特数据([15∶8])
ACC 1  0010 0100 11000000   +9,408   0010 0100 1   0111  11111 8 0010 0100
ACC 2  0001 0010 00000000   +4,608   0001 0010 0 0001 0010
ACC 3  0001 1001 00011111   +6,431   0001 1001 0 0001 1001
ACC 4  1000 0011 00011010   -31,974   0111 1100 1 1000 0011
   [表3]
ACC  n比特相关积分值 十进制值 估计绝对值的(n-m+1)比特 按位“或” 比例级别 经比特按比例缩减后的m比特数据([15∶8])
ACC 1  0001 0100 11000000 +5,312 0001 0100 1  0001 11111 6 0 1 0100 11
ACC 2  0000 1010 00000000 +2,560 0000 1010 0 0 0 1010 00
ACC 3  0001 1001 00011111 +6,431 0001 1001 0 0 1 1001 00
ACC 4  1111 1101 00011010 -742 0000 0010 1 1 1 1101 00
<仿真1>
在12个信道(p＝12)、每信道16个抽头(tap)(q＝16)、16比特累加器、8比特按比例缩减(m＝8)、缓冲时间3.747ms、采样时间2.34ms(缓冲时间/FFT点的数量)、第27SV(宇宙飞行器号)、+3kHz多普勒频率、1/2码片分辩力、和16点FFT的条件下执行仿真1。根据仿真1，峰值出现在抽头15。表4中显示了抽头15的相关积分值的FFT结果值的误差。
[表4]
 Tap号  FFT点号   常规方法的FFT结果值  本发明的FFT结果值    误差   误差率(％)
 15     0     24880     25071     191     0.77
    1     7182     7210     28     0.39
    2     7422     7384     -38     -0.51
    3     5261     5264     3     0.06
    4     4617     4696     79     1.71
    5     3764     3723     -41     -1.09
    6     4753     4759     6     0.13
    7     1742     1702     -40     -2.30
    8     4252     4247     -5     -0.12
    9     5450     5447     -3     0.06
    10     5532     5510     -22     0.40
    11     3451     3423     -28     0.81
    12     5231     5205     -26     0.50
    13     5321     5337     16     0.30
    14     8044     8002     -42     0.52
    15     21982     21975     -7     0.03
参照附图6，根据仿真1，同时在常规方法和本发明的按比例减缩方法中，峰值在信道5和抽头15的FFT点“0”处出现。也就是说，即使对GPS接收器使用了按比例缩减方法，峰值的位置亦可以得到精确地检测。此外，由于当使用了按比例减缩方法时，FFT结果值的误差在大约2％内，所以同步捕获操作并未受到按比例减缩方法的影响。
<仿真2>
在12个信道、每信道16个抽头、16比特累加器、8比特按比例缩减、缓冲时间3.747ms、采样时间2.34ms(缓冲时间/FFT点的数量)、第27SV(宇宙飞行器号)、+3kHz多普勒频率、1/4码芯片分辩率、和16个FFT点的条件下执行仿真2。根据仿真2，峰值出现在抽头14。表5中显示了抽头14的相关积分值的FFT结果值的误差。
[表5]
Tap号     FFT点号     常规方法的FFT结果值     本发明的FFT结果值   误差   误差率(％)
14     0     24880     25084     204     0.82
    1     7182     7229     47     0.65
    2     7422     7406     -16     -0.22
    3     5261     5286     25     0.48
    4     4617     4716     99     2.14
    5     3764     3725     -39     -1.04
  6   4753   4737   -16   0.34
  7   1742   1680   -62   -3.56
  8   4252   4226   -26   -0.61
  9   5450   5435   -15   0.28
  10   5532   5503   -29   0.52
  11   3451   3487   36   1.04
  12   5231   5218   -13   -0.25
  13   5321   5360   39   0.73
  14   8044   8024   -20   -0.25
  15   21982   21972   -10   -0.05
参考图7，根据仿真2，同时在常规方法和本发明的按比例缩减方法中，峰值出现在信道7和抽头14的FFT点“0”处。也就是说，即使使用了按比例缩减方法，峰值的位置亦可以被精确地检测。同样，由于当按比例缩减方法被用于1/4码片分辩率时FFT结果值的误差约在2％以内，所以同步捕获操作并未受到按比例缩减方法的影响。
因此，即使16比特相关积分值通过本发明的按比例缩减方法被按比例缩减至8比特数据，也可进行精确的同步捕获，由此显著地减少存储器尺寸。
如上所述，根据本发明，从多个累加器所提供的相关积分值的所有n比特并未全部被存储于存储器中，然而，基于存储于存储器内的比例因子，相关积分值的n个比特被按比例缩减至m(m＜n)比特的估计数据，同时保持了多个累加器的相关积分值的绝对值的比例比率，由此在不影响同步捕获操作的情况下，显著地减少了存储器存储容量。结果是，GPS接收器的硬件成本被降低，且可以获得轻便和小尺寸的GPS接收器。
虽然本发明已经给出特定的说明且参照其典型实施例对其进行了描述，本领域技术人员应该理解在不超出如本发明下述权利要求书所限定的精神和范围基础上可以对形式和细节上做出各种变化。
本申请要求韩国专利申请序列第2004-13830号、申请日为2004年02月28日的优先权，这里引用其整个公开内容作为参考。

Claims (14)

1、一种将多个n比特相关积分值按比例缩减为多个m比特数据(n＞m)的方法，其中通过将全球定位系统(GPS)信号与多个期望码相关来获得n比特相关积分值，所述方法包括：
从n比特相关积分值中选出较高(n-m+1)比特以获得(n-m+1)比特估计绝对值；
检测估计绝对值的较高(n-m+1)比特的最大值的有效比特；
基于最大值的有效比特来获得比例级别；以及
基于比例级别将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，基于最大值的有效比特的位置来获得比例级别。
3、根据权利要求1所述的方法，其中，通过对(n-m+1)比特估计绝对值进行按位“或”操作来获得最大值。
4、根据权利要求3所述的方法，其中，比例级别具有取决于有效比特的位置的(n-m+1)级别，有效比特的位置与从最大值的最高有效比特中第一个出现的比特值“1“的位置相对应。
5、根据权利要求3所述的方法，其中，已按比例缩减的m比特数据包含n比特相关积分值的符号位。
6、根据权利要求1所述的方法，其中，n为16，和m为8。
7、根据权利要求1所述的方法，还包括：存储已按比例缩减的m比特数据和比例级别。
8、一种用于将多个n比特相关积分值按比例缩减为多个m比特数据(n＞m)的装置，其中通过将全球定位系统(GPS)信号与多个期望码相关来获得n比特相关积分值，所述装置包括：
绝对值生成单元，被配置来用于从n比特相关积分值中选择较高(n-m+1)比特以获得(n-m+1)比特估计绝对值；
最大值检测器，被配置来用于检测估计绝对值的较高(n-m+1)位的最大值的有效比特；
比例确定器，被配置来用于基于最大值的有效比特确定比例级别；以及
按比例缩减处理器，被配置来用于基于比例级别将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据。
9、根据权利要求8所述的装置，其中，所述绝对值生成单元包括：逻辑运算器，用于在n比特相关积分值的符号位为负时，对n比特相关积分值的(n-m+1)比特进行按位取反运算以获得n比特相关积分值的(n-m+1)比特的二进制反码。
10、根据权利要求9所述的装置，其中，所述比例确定器基于最大值的有效比特的位置确定比例级别。
11、根据权利要求10所述的装置，还包括：存储器，被配置来用于存储已按比例缩减的m比特数据和相应的比例级别。
12、一种对全球定位系统(GPS)信号执行同步捕获的方法，包括：
通过多个信道接收GPS信号；
将GPS信号与多个具有各自不同延迟特征的期望码进行相关以生成多个相关值；
在预定时段内积分所述相关值以生成多个n比特相关积分值，n为正自然数；
基于比例级别将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据；
将m比特数据存储在存储器中；
从存储器中读出所存储的m比特数据，以基于比例级别来恢复n比特数据；以及
对恢复后的n比特数据执行快速傅立叶变换(FFT)，以基于FFT的结果值来获得最大值相关积分值。
13、一种用于对全球定位系统(GPS)信号进行同步捕获操作的装置，该装置包括：
多个相关器，被配置为将GPS信号与多个各自具有不同延迟特征的期望码相关以生成多个相关值；
多个积分器，被配置为在预定的时段内将相关值积分以生成多个相关积分值；
按比例缩减电路，被配置为基于比例级别将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据；
存储器，被配置为用于存储m比特数据；以及
处理器，被配置为用于从存储器中读出所存储的m比特数据以基于比例级别恢复n比特数据，和被配置为对恢复后的n比特数据执行快速傅立叶变换(FFT)以基于FFT的结果获得最大相关值。
14、一种全球定位系统(GPS)接收器，包括：
射频接收器，被配置为通过多个信道接收全球定位系统(GPS)信号；
相关器，被配置为将GPS信号与多个具有各自不同延迟特征的期望码中的每一个相关以生成n比特相关积分值；
按比例缩减电路，被配置为根据比例级别将n比特相关积分值按比例缩减为m比特数据；
快速傅立叶变换器，被配置为对n比特相关积分值执行FFT以计算FFT结果值；
存储器，被配置为存储已按比例缩减的m比特数据以及FFT结果值；
存储器控制器，被配置为控制在存储器、按比例缩减电路和快速傅立叶变换器之间的数据传送；以及
处理器，被配置为基于存储在存储器中的FFT结果值计算最大相关值以控制相关器的同步捕获。
CN2005100762148A 2004-02-28 2005-02-28 按比例缩减装置及方法,全球定位系统同步方法及接收器 Active CN1690726B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR13830/04 2004-02-28
KR1020040013830A KR101056365B1 (ko) 2004-02-28 2004-02-28 비트 다운 스케일링 방법 및 장치, 지피에스 동기포착방법및 지피에스 수신장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1690726A true CN1690726A (zh) 2005-11-02
CN1690726B CN1690726B (zh) 2010-06-09

Family

ID=34880343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005100762148A Active CN1690726B (zh) 2004-02-28 2005-02-28 按比例缩减装置及方法,全球定位系统同步方法及接收器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7471747B2 (zh)
KR (1) KR101056365B1 (zh)
CN (1) CN1690726B (zh)
DE (1) DE102005010782B4 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112987041A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 深圳开阳电子股份有限公司 一种弱信号下的位同步方法、装置及计算机存储介质

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100617787B1 (ko) * 2004-06-29 2006-08-28 삼성전자주식회사 고속 퓨리에 변환을 이용하여 방해전파를 검출하는전세계위치확인 시스템 수신기 및 방법
DE102005026091B4 (de) 2005-06-07 2019-09-05 Atmel Corp. Verfahren und Empfangseinheit zur Detektion von Datensymbolen
US7486716B2 (en) * 2005-06-22 2009-02-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for using chip sample correlations in one or more received signal processing operations
EP1903346A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-26 Nemerix SA Memory reduction in GNSS receiver
GB201608940D0 (en) * 2016-05-20 2016-07-06 Qinetiq Ltd Method and system for satellite signal processing

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861841A (en) 1992-11-18 1999-01-19 Trimble Navigation Limited Compact GPS receiver/processor
JPH0915320A (ja) 1995-06-30 1997-01-17 Mitsumi Electric Co Ltd 衛星受信装置及び衛星受信システム
JP3306069B2 (ja) * 1995-09-01 2002-07-24 ブロイ フエアバルトウングスゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフトウング 移動物体の位置を決定するシステム
EP1752782B1 (en) * 1995-10-09 2010-11-17 Snaptrack, Inc. LO correction in GPS receiver
JP3695732B2 (ja) * 1998-09-02 2005-09-14 富士通株式会社 Ｃｄｍａ受信装置のサーチ装置
JP2000131415A (ja) 1998-10-23 2000-05-12 Matsushita Electric Works Ltd Ｇｐｓ受信システム
KR100378124B1 (ko) * 1998-12-10 2003-06-19 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서단말기의위치추정장치및방법
US6606346B2 (en) 2001-05-18 2003-08-12 Global Locate, Inc. Method and apparatus for computing signal correlation
US6704348B2 (en) * 2001-05-18 2004-03-09 Global Locate, Inc. Method and apparatus for computing signal correlation at multiple resolutions
TW463481B (en) * 1999-04-28 2001-11-11 Fujitsu Ltd Cell search method, communication synchronization apparatus, portable terminal apparatus, and recording medium
JP3387471B2 (ja) * 2000-02-14 2003-03-17 日本電気株式会社 スペクトラム拡散通信方式受信機およびスペクトラム拡散通信のパスサーチ方法
FI109311B (fi) * 2001-03-16 2002-06-28 Nokia Corp Menetelmä informaatioelementin reunan määrittämiseksi, järjestelmä ja elektroniikkalaite
FI110725B (fi) 2001-04-20 2003-03-14 Nokia Corp Menetelmä vastaanottimen tahdistamisessa ja vastaanotin
US6775319B2 (en) * 2001-08-16 2004-08-10 Motorola, Inc. Spread spectrum receiver architectures and methods therefor
EP1387499B1 (en) 2002-08-02 2011-01-05 STMicroelectronics (Research & Development) Limited Integrated circuit for code acquisition
EP1564894B1 (en) * 2004-02-17 2011-01-12 STMicroelectronics N.V. Method and device for sequence estimation
JP2005244763A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Fujitsu Ltd 移動体端末

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112987041A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 深圳开阳电子股份有限公司 一种弱信号下的位同步方法、装置及计算机存储介质
CN112987041B (zh) * 2019-12-13 2024-05-14 深圳开阳电子股份有限公司 一种弱信号下的位同步方法、装置及计算机存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050088024A (ko) 2005-09-01
DE102005010782A1 (de) 2005-11-03
CN1690726B (zh) 2010-06-09
US7471747B2 (en) 2008-12-30
DE102005010782B4 (de) 2009-09-17
KR101056365B1 (ko) 2011-08-11
US20050190820A1 (en) 2005-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101102283B1 (ko) 수신된 ｓｐｓ 신호에서의 모호성을 감소시키기 위한 시스템 및/또는 방법
CN1106617C (zh) 用于测量数字信号段间相关的低功率并行相关器
CN1130844C (zh) 用于扩频接收机的方法和结构
KR101120444B1 (ko) Ｇｎｓｓ 신호의 포착 시스템 및/또는 방법
US8441398B2 (en) Receivers, circuits, and methods to improve GNSS time-to-fix and other performances
CN1409904A (zh) 增强处理弱扩展频谱信号能力的强信号消除方法
CN1483148A (zh) 适用于混合定位系统确定误差估计的方法和装置
CN1471641A (zh) 在卫星定位系统中使用卫星状态信息的方法和装置
CN1642797A (zh) 卫星定位系统接收机中的时间确定及其方法
CN1987515B (zh) 实现在微弱信号环境下gps定位的方法和系统
CN101053167A (zh) 在接收器中执行采集
CN1109413C (zh) 在gps接收机中消除多普勒复制谐波的方法
CN1776448A (zh) 基于数字广播电视信号的无线电组合定位方法
CN1690726A (zh) 按比例缩减装置及方法,全球定位系统同步方法及接收器
JP5996577B2 (ja) 受信されたｓｐｓ信号の時間基準を入手するシステムおよび方法
JP2013518260A (ja) Ｇｎｓｓ受信機用ナビゲーション・データ・ビット同期システム、方法、およびコンピュータ・プログラム
CN1319190A (zh) 用有效旋转器进行定位的接收机
CN1391110A (zh) 带有校正多径信号效应装置的射频信号接收机及启动该接收机的方法
CN1384369A (zh) 具有用于改进信号的接收动态的装置的射频信号接收机
CN2854622Y (zh) 实现在微弱信号环境下gps定位的系统
CN1886672A (zh) 获取卫星数据的方法
JP4805930B2 (ja) 共通の復調テンプレートを使用する信号収集のための装置、方法およびコンピュータプログラム
US9178561B2 (en) Method and apparatus for correlating signals received from a navigation satellite system
CN1338614A (zh) 校准预测的导航信息的方法
JP2009168451A (ja) 測位装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant