CN1849522B - 获得接收的扩频信号的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种获得接收的扩频信号特别是GPS信号的方法，和扩频信号接收机以及采用这种接收机的蜂窝式电话。该方法包括步骤：提供包含伪随机噪声代码的复制信号，其中伪随机噪声代码对应于扩频信号的伪随机噪声代码。提供附属信号，其包含最初在各自时间周期期间接收的两个扩频信号分段，在上述时间周期之间间隔着另外的时间周期；在两个分段上对复制信号与附属信号进行一致性关联。

Description

获得接收的扩频信号的方法
本发明涉及一种获得接收的扩频信号特别是GPS信号的方法，和对应的扩频信号接收机以及包括蜂窝式通信发射机/接收机单元和这种扩频信号接收机的蜂窝式电话。
依照本发明提供这种方法、接收机和蜂窝式电话，其中该方法包括步骤：提供包含伪随机噪声代码的复制信号，其中伪随机噪声代码对应于扩频信号的伪随机噪声代码；提供附属信号(subject signal)，其包含最初在相应时间周期期间接收的两个扩频信号分段，在上述时间周期之间间隔着另一个时间周期；在两个分段上对复制信号与附属信号进行一致性相关(coherently correlate)。
允许扩频接收机在不连续信号上进行一致性关联使得这个接收机可以更好地获得扩频信号，尤其是在如果因为接收信号强度、信号干扰或者多路失真而使得特别的信号采集有固有的困难的情况中。
该方法还包括对接收两个分段的相对定时进行测量的步骤，在这样情况下，所提供的附属信号可以包含一个紧接着另一个的两个分段，而复制信号可以不连续的方式提供，其对应于在最初接收两个分段的相应时间周期之间经过的时间周期。
替换地，该方法还包括向附属信号的两个分段之间插入伪数据，例如白噪声的步骤，其中所插入的伪数据的量对应于在最初接收两个分段的相应时间周期之间经过的时间周期；其中关联操作包括伪数据。
使用这种方法的扩频可以接收未分段的扩频信号，但是由于接收机的性能限制，随后在关联之前经历了非有意地分段。特别地，这可能是由于缓存器欠载或者忙碌的处理器不能即时服务接收机而引起的。后一情况尤其与包括这种扩频信号接收机和蜂窝式通信发射机/接收机单元的蜂窝式电话有关，如通常用于服务扩频接收机的处理器正忙于服务蜂窝式通信发射机/接收机单元。
替换地，这种分段可能是有意的并且通过暂时停用部分接收机而引起。
此外，在包括这种扩频信号接收机和蜂窝式通信发射机/接收机单元的蜂窝式电话的环境中，在与蜂窝式通信发射机/接收机单元的动作重合期间有意地停用所述扩频信号接收机的一部分。
现在参考附图描述本发明，仅仅作为例子描述了包括在蜂窝式电话网络中使用的GPS接收机的移动蜂窝式电话的实施例。在附图中：
图1显示蜂窝式电话网络的地理布局；
图2更详细地显示图1的移动蜂窝式电话MS1；以及
图3和4举例说明两个依照本发明的，在移动蜂窝式电话MS1中的GPS信号采集的实例。
在图1中示意性地示出了传统蜂窝式电话网络1的地理布局。该网络包括多个基站BS，其中显示了七个，BS1至BS7，它们位于各自的、互相间隔的地理位置。这些基站中的每一个都包括由在任何一个站点或者服务区的中继系统控制器操作的一个无线电发射机和接收机的整体。如网纹所示，这些基站的各个服务区SA1至SA7重叠以共同覆盖所示的整个地区。该系统此外还包含系统控制器SC，其具有分别链接每个基站BS1至BS7的双向通信链路，CL1至CL7。这些通信链路的每一个可能是例如专用的陆地-线路。系统控制器SC此外连接到公用交换电话网(PSTN)以允许在移动蜂窝式电话MS1和网络的用户之间发生通信。有多个移动蜂窝式电话MS，其中只示出了三个移动蜂窝式电话MS1、MS2和MS3，每个移动蜂窝式电话都能在整个地区自由漫游，甚至漫游到所述地区之外。
参考图2，更详细地显示了电话MS1，其包括连接到通信天线21并由通信微处理器(μp)22控制的通信发射机(Tx)和接收机(Rx)20，以便与它所注册的基站BS通信。
除传统的移动电话元件外，电话MS1还包括连接到GPS天线24的GPS接收机(GPS Rx)23。在运行时，GPS接收机接收NAVSTAR SPS GPS信号，并典型地通过无源带通滤波预处理上述信号，以便最小化频带外的射频干扰、前置放大、降频变换到中频(IF)以及模拟到数字变换。所获得的、数字化的中频信号仍是被调制的，该信号中还包含所有来自可利用卫星的信息，并被输入到通信微处理器(μp)22的存储器(未显示)。通信微处理器被配置为获得GPS信号并跟踪该GPS信号，以便导出伪距离信息，根据所述信息使用传统导航算法能够确定移动电话的位置。
这种GPS信号采集、跟踪以及位置测定的方法为大家所熟知，例如GPS原理和应用(编辑Kaplan)ISBN 0-89006-793-7 ArtechHouse。同样，这种电话MS 1的电话设计和制造也为大家所熟知，那些不直接与本发明有关的部分不再在此详细描述。
依照本发明，在下文的示例方案中举例说明获得输入的GPS信号：
实例1
参考图2，假设作为移动电话一部分的MS1在基站BS1注册，移动电话MS1使用其通信微处理器(μp)22在每秒10ms的短周期内忙于和基站BS1的双向通信。此外假设用户已经指示移动电话MS1使用它的GPS接收机来确定它的位置。
参考图3，根据所述指令，GPS接收机通过它的天线连续地接收GPSRF信号，并对这些信号进行预处理、采样以及存储。分段1和3被成功地预处理、采样以及存储，然而，在预处理、采样和存储分段2时，GPS微型控制器不能与通信微型控制器交互，所述通信微控制器正忙于参与前述的同基站BS1进行的周期性双向通信。分段2被丢失。为了适应这种情况，附属信号由分段3紧接着分段1组成。
如传统的那样，产生的复制信号包含伪随机噪声代码，该伪随机噪声代码对应将要获得的GPS信号的伪随机噪声代码。然后修改这个信号，删除一部分相当于丢失的分段2的长度。然后将附属信号和修改的复制信号相关联以便确定是否已经获得目标GPS信号。
实例2
与实例1类似，除了不是由分段3紧接着分段1构成附属信号，而是用通信微处理器产生的白噪声来填充原本将会存储丢失分段2的那部分存储器。然后可以将附属信号与修改的复制信号进行相关，以便确定是否已经获得目标GPS信号。代替产生白噪声，也可以使用预先确定的伪随机码或者它的重复部分进行填充。
在上述实例中，在单个分段上进行一致性相关，然而，使用本发明的基础原则当然也可在多个分段上进行一致性相关。
同样，在上述实例中，在移动电话的GPS接收机和通信微处理器中进行所有的GPS处理。然而，GPS处理同样也可以是分布式的，例如由移动式电话的GPS接收机接收的GPS RF信号要被记录并且被发回到蜂窝式电话网络的系统控制器，以进行随后的处理。依据本发明的阐述，在这种情况下，对记录GPS信号的不完全中继可能导致其分段。
根据阅读当前的公开内容，其他修改对本领域技术人员来说也显而易见的。这种修改可以包括在设计、制造和使用GPS接收机时已知的其他特征及其组合部件，这些特征可以代替在此已经描述的特征使用或者一起结合使用。

Claims (11)

1.一种获得接收的扩频信号的方法，包括步骤：
提供包含伪随机噪声代码的复制信号，其中伪随机噪声代码对应于扩频信号的伪随机噪声代码；
提供附属信号，其包含最初在相应时间周期期间接收的扩频信号的两个分段，在上述时间周期之间间隔着另外的时间周期；以及
在两个分段上对复制信号和附属信号进行一致性相关，
其中进行一致性相关还包括以下两个步骤中的任一个：
测量接收两个分段的相对定时，将附属信号的两个分段紧接在一起，并且使复制信号表现的不连续对应于在最初接收两个分段的相应时间周期之间经过的时间周期；或者
向附属信号的两个分段之间插入伪数据，其中插入的伪数据的量对应于在最初接收两个分段的相应时间周期之间经过的时间周期，并且关联操作包括伪数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中伪数据是白噪声。
3.一种扩频信号接收机，被配置用于获得接收的扩频信号，该扩频信号接收机包括：
复制信号提供装置，其用于提供包含伪随机噪声代码的复制信号，其中伪随机噪声代码对应于扩频信号的伪随机噪声代码；
附属信号提供装置，其用于提供附属信号，其包含最初在相应时间周期期间接收的扩频信号的两个分段，在上述时间周期之间间隔着另外的时间周期；以及
一致性相关装置，其用于在两个分段上对复制信号和附属信号进行一致性相关，
其中一致性相关装置在进行一致性相关时用于：
测量接收两个分段的相对定时，将附属信号的两个分段紧接在一起，并且使复制信号表现的不连续对应于在最初接收两个分段的相应时间周期之间经过的时间周期；或者用于
向附属信号的两个分段之间插入伪数据，其中插入的伪数据的量对应于在最初接收两个分段的相应时间周期之间经过的时间周期，并且关联操作包括伪数据。
4.如权利要求3所述的接收机，其中伪数据是白噪声。
5.如权利要求3所述的接收机，其中接收的扩频信号是未分段的；并且后来的分段是无意的，由于接收机性能限制在关联前发生分段。
6.如权利要求5所述的接收机，其中分段是由缓存器欠载引起的。
7.如权利要求5所述的接收机，其中分段是由于忙碌的处理器不能即时服务接收机而引起的。
8.如权利要求3所述的接收机，其中分段是有意产生的并且通过暂时停用部分接收机而引起。
9.一种蜂窝式电话，其包括蜂窝式通信发射机/接收机单元以及依照权利要求3的扩频信号接收机。
10.如权利要求9所述的电话，其中接收的扩频信号没有分段；
其中随后的分段是无意的，在关联之前发生，由于为扩频接收机服务的处理器正忙于为蜂窝式通信发射机/接收机单元服务而引起。
11.如权利要求9所述的电话，其中分段是有意产生的，并且是通过在与蜂窝式通信发射机/接收机单元的动作重合的周期期间暂时停用部分扩频信号接收机而引起。
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