CN211577433U - 全球导航卫星系统接收器装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的各实施例涉及全球导航卫星系统接收器装置。GNSS(全球导航卫星系统)接收器装置包括一组相关器，该一组相关器被配置为接收所接收信号的同相和正交版本。编码数控振荡器被配置为确定编码频率。GNSS伪随机噪声序列生成器被配置为以由编码数控振荡器设置的编码频率生成伪随机噪声序列。GNSS伪随机噪声延迟序列生成器包括第一移位寄存器和第二移位寄存器。可以将移位寄存器的抽头选择为伪随机噪声序列的准时副本、超前副本和滞后副本。使能电路被配置为生成耦合到触发器的使能输入的使能信号，使能信号以可选择的使能频率操作。

Description

全球导航卫星系统接收器装置
技术领域
本公开的实施例涉及GNSS(全球导航卫星系统)接收器装置，其包括GNSS伪随机噪声(PRN)延迟序列生成器以及相关的生成方法。
背景技术
导航接收器通过将从卫星接收的输入信号下转换为准基带进行操作，该输入信号在L波段(1-2GHz)发送，使用本地振荡器以降低输入频率并且以允许对卫星信息的基带数字管理。
参考图1，其示意性地示出了GNSS(全球导航卫星系统)系统1000(诸如，例如，全球定位系统(GPS)、格洛纳斯系统(GLONASS)、伽利略系统，或其他类型的基于卫星的定位系统)，这种全球卫星定位系统1000包括数目NS个的卫星S1-SNS的星座，以及至少一个接收装置100。在GNSS(全球导航卫星系统)中使用的卫星信号是CDMA类型(编码分多址)的。在接收装置100处的卫星信号接收通过以下顺序执行的标准步骤实施：模拟滤波、频率转换和数字化、采集、跟踪、解编码和定位。
接收装置100包括天线1、模拟接收模块AFE(模拟前端)，模拟接收模块AFE设置有射频(RF)级2，以及模数转换器3(ADC)，它们可以由硬件模块实施。
另外，接收装置100包括数字处理模块DFE(数字前端)，其包括采集模块4(ACQ)和跟踪模块5(TRK)。
而且，接收装置100设置有子帧恢复模块(SBF-REC)、星历表处理和伪距计算模块7(EPH-PSR)、卫星轨道预测模块8(ORB-PRE)、卫星类型检测模块9(MOD-DET)、卫星位置计算模块10(SAT-POS)和用户位置计算模块11(USR-POS)。
在一些情况下，采集模块4和跟踪模块5可以由硬件实施，而其余模块6-10可以由软件实施。另外，观察到采集模块4和跟踪模块5也可以通过硬件和软件组合来实施。
接收装置100设置有中央处理单元、存储器(大容量存储器和/或工作存储器)和相应的接口(图中未示出)，包括微处理器或微控制器以用于运行驻留在其中的软件。
实用新型内容
本公开提供了一种全球导航卫星系统接收器装置，所述接收器装置包括：跟踪模块；一组相关器，被配置为接收所接收信号的同相和正交版本；编码数控振荡器，被配置为确定编码频率；全球导航卫星系统伪随机噪声序列生成器，被配置为以由所述编码数控振荡器设置的所述编码频率生成伪随机噪声序列；全球导航卫星系统伪随机噪声延迟序列生成器，包括具有第一移位寄存器的第一延迟线和具有第二移位寄存器的第二延迟线，每个移位寄存器具有与在每个触发器的输出处的抽头串联布置的多个触发器，所述伪随机噪声序列被耦合到第一移位寄存器的输入，其中基于由所述接收器装置的控制逻辑发出的选择信号，所述移位寄存器的抽头可选择作为所述伪随机噪声序列的准时副本、超前副本和滞后副本；以及使能电路，被配置为生成被耦合到所述触发器的使能输入的使能信号，所述使能信号以可选择的使能频率进行操作。
在一些实施例中，所述使能电路被配置为将所述使能频率选择为大于所述编码数控振荡器的所述编码频率。
在一些实施例中，所述使能电路包括边沿检测器，所述边沿检测器包括多个并行分支。
在一些实施例中，所述编码数控振荡器被耦合到所述边沿检测器的分支输入，使得包括最高有效位和一个或多个后续位的位信号从所述编码数控振荡器的输出被耦合，并且在所述边沿检测器的所述分支输入处被提供。
在一些实施例中，所述边沿检测器还包括复用器，所述复用器具有耦合到所述全球导航卫星系统伪随机噪声延迟序列生成器的所述输入的输出，所述复用器被配置为选择所述分支中的一个分支的输出作为所述使能信号。
在一些实施例中，所述复用器被配置为输出与所述编码数控振荡器的位信号的边沿对齐的所述使能信号。
在一些实施例中，所述边沿检测器的每个分支包括负边沿检测器电路，所述负边沿检测器电路被配置为以所述编码频率或所述编码频率的倍数生成信号。
在一些实施例中，所述负边沿检测器电路被配置为：当所述分支被耦合到从所述最高有效位得到的所述位信号时，以所述编码频率生成所述信号，并且被配置为：当所述分支耦合到从后续位得到的所述位信号时，以所述编码频率的倍数生成所述信号。
在一些实施例中，所述信号被生成以使所述伪随机噪声序列生成器提前(advance)。
在一些实施例中，所述使能电路包括第二数控振荡器，所述第二数控振荡器被耦合以由所述控制逻辑通过特定频率设置命令进行控制，从而以所确定的频率生成所述使能信号。
在一些实施例中，所述控制逻辑被耦合到频率设置逻辑，所述频率设置逻辑被配置为接收由所述编码数控振荡器生成的脉冲以使所述伪随机噪声序列生成器提前，所述频率设置逻辑被配置为使所述特定频率设置命令与所述脉冲同步。
本公开的实施例涉及包括GNSS PRN延迟序列生成器的GNSS(全球导航卫星系统)接收器装置，以及相关的生成方法。在特定实施例中，涉及用于为这种GNSS接收器装置中的跟踪通道的相关器生成PRN(伪随机噪声)序列的超前副本和滞后副本的技术。
本公开的实施例可以提供克服一个或多个上述缺点的解决方案。
本公开的实施例涉及GNSS(全球导航卫星系统)接收器装置。接收器包括跟踪模块，该跟踪模块包括至少一个跟踪通道。跟踪通道包括一组相关器，其接收所接收信号的同相和正交版本；GNSS伪随机噪声序列生成器，其以由编码数控振荡器设置的编码频率生成伪随机噪声序列，编码数控振荡器被包括在跟踪通道中，跟踪通道确定所接收信号的编码速率；以及GNSS伪随机噪声延迟序列生成器，其被配置为：基于从GNSS伪随机噪声序列生成器接收的伪随机噪声序列，而生成伪随机噪声序列的至少一个准时副本、一个超前副本和一个滞后副本。GNSS伪随机噪声延迟序列生成器至少包括被布置为移位寄存器的第一和第二延迟线，移位寄存器包括串联布置的确定数量的触发器并且在其输出处标识抽头，并且伪随机噪声序列被引入作为第一寄存器的输入，根据由接收器的控制逻辑发出的选择信号，将寄存器的抽头选择为伪随机噪声序列的超前副本和滞后副本，其中接收器包括被配置为生成被馈送到触发器的使能输入的使能信号的电路装置，使能信号以可选择的使能频率操作，该电路装置被配置为将使能频率选择为等于或大于编码数控振荡器的编码频率。
在变型实施例中，电路装置被配置为将使能频率选择为等于或大于编码数控振荡器的编码频率。
在变型实施例中，电路装置包括边沿检测模块，边沿检测模块包括多个并行分支，位信号(对应于最高有效位以及以重要性排序的后续位中的一个或多个位)在编码数控振荡器的输出处取得并且被提供在边沿检测模块的分支输入处，边沿检测模块的分支输入被配置为生成与输入位信号的边沿对齐的脉冲。复用器(其输出耦合到GNSS伪随机噪声延迟序列生成器的输入)选择分支中的一个分支的输出作为使能信号。
在变型实施例中，边沿检测模块的每个分支包括负边沿检测器电路，负边沿检测器电路被配置为：如果分支耦合到从最高有效位导出的位信号，则以操作频率生成信号；或者如果分支耦合到从以重要性排序的后续位中的一个或多个位导出的位信号，则以操作频率的倍数生成信号，该信号被特别地提供以使伪随机噪声序列生成器提前。
在变型实施例中，被配置为生成使能信号的电路装置包括第二数控振荡器，第二数控振荡器由控制逻辑通过特定频率命令控制，从而以确定频率生成使能信号。
在变型实施例中，这种特定频率命令由控制逻辑生成，控制逻辑耦合到频率设置逻辑，频率设置逻辑还接收由编码数控振荡器(NCO)生成的脉冲，以使伪随机噪声序列生成器提前，频率设置逻辑被配置为使第二频率字与脉冲同步。
本公开还涉及一种用于在根据前述实施例中任一个的GNSS接收器装置中生成GNSS伪随机噪声延迟序列的方法，方法包括生成被馈送到触发器的使能输入的使能信号，使能信号以可选择的使能频率操作，将使能频率选择为等于或大于编码数控振荡器的编码频率。
在变型实施例中，该方法包括将使能频率选择为等于或大于编码数控振荡器的编码频率。
在变型实施例中，方法包括根据装置的操作阶段，在装置的操作期间改变可选择的使能频率，或者改变伪随机噪声序列的超前副本和滞后副本之间的间隔。
本公开还涉及可直接加载到数字计算机的内部存储器中的计算机程序产品，其包括用于执行任何前述实施例的方法的步骤的软件代编码部分。
附图说明
现在将参考附图来描述本公开的实施例，附图纯粹通过非限制性示例的方式提供，并且其中：
图1示意性地示出了GNSS(全球导航卫星系统)系统；
图2示意性地示出了包括GNNS PRN延迟序列生成器的实施例的跟踪通道。
图3示出了延迟PRN生成器，其包括由移位寄存器获得的第一延迟线；
图4是通过模拟获得的信号的时间图；
图5A示出了信号的相关功率，并且图5B示出了逻辑相关点图；
图6是这里描述的解决方案的实施例的示意图；
图7是在图6的实施例中形成的信号的时间图；
图8是这里描述的解决方案的另外的实施例的示意图；
图9是在图8的另外的实施例中形成的信号的时间图；
图10是通过模拟这里描述的解决方案获得的信号的时间图；
图11是关于图8的另外的实施例的信号的逻辑相关点图。
具体实施方式
在以下描述中，给出了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。可以在没有一个或多个特定细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等来实践实施例。在其他情况下，未详细示出或描述公知的结构、材料或操作以避免模糊实施例的各方面。
贯穿说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指示同一实施例。另外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
本文提供的标题仅为了方便，并不解释实施例的范围或含义。
以非限制性方式参考GPS技术描述以下实施例。然而，本公开的教导也可以应用于其他卫星定位系统。
当图1的接收装置100操作时，天线1从在系统1000中操作的卫星星座的一个或多个卫星S1-SNS接收多个信号。例如，这些信号可以被调制在具有约1.5GHz的频率的载波上。特别地，每个所接收信号传输伪随机编码和用于数据通信的消息。
被称为CA编码的伪随机编码(例如，1MHz)，用于将卫星与另一个卫星区分开，并使得接收装置100能够测量对应的卫星信号发射信号的时刻。伪随机编码由一系列脉冲(被称为编码片)实施。
射频级2对由天线1(模拟类型)接收的信号进行操作，并将它们转换为基带或中频。模数转换器3将中频信号转换成对应的数字信号。射频级2使用温度补偿晶体振荡器(TCXO)2a的本地信号LS的频率，来操作在中频处的转换。
采集块4在由模数转换器3发起的数字信号中标识可见的卫星，通过尝试利用对应的本地副本来匹配它们传送的PRN(伪随机噪声)编码序列(即CA编码)来测试它们的存在，并且当找到峰值确认时，将初始GNSS信息(即，编码/频率信息)提供给基本中频跟踪相关块。另外，采集模块4检测与卫星相关联并且用于对卫星进行时间跟踪的多个参数。
数据导航消息传输数据(例如以等于50Hz的比特率)，并且特别地基于二进制相移键控(BPSK)技术进行调制。另外，数据导航消息在帧和子帧中被分层地划分并传输若干信息，其中包括用于确定轨道并因此确定卫星的位置的多个参数。
跟踪模块5具有多个通道，由从0到NS-1的通道索引i表示，被特别地指示为TRK0...TRKNS-1，并且每个通道被分配给不同的卫星。具体地，跟踪模块5被配置为作为频率锁定环操作。基于另外的实施例，跟踪模块5被配置为实施锁相环。
跟踪模块5被配置为将数据提供给子帧恢复模块6作为样本对(用{I，Q}指示)的时间序列。每个样本{I，Q}例如是由基于调制技术二进制相移键控(BPSK)的相关器执行的20毫秒比特的相干积分(同步和正交)的结果，每个样本对{I，Q}指示所传送的位。
如在数字通信理论领域中已知的那样，通过将值I和值Q视为复数笛卡尔平面中二维矢量的实部和虚部，每个样本{I，Q}可以进一步被解释为相量(phasor)。
另外，对于每个卫星，在跟踪模块5中，确定由卫星S1-SNS发射的GPS信号的多普勒频率和传送时间。
子帧恢复模块6借助于合适的算法对形成导航数据消息的不同的所接收的子帧进行解编码。星历表处理和伪距计算模块7将卫星轨道存储为星历表数据，并且计算卫星与接收装置100之间存在的距离：这种距离被称为伪距。通过这些计算值和传送GPS信号的时间，卫星位置计算模块10在传输时计算由3D坐标表示的卫星的位置。
当星历表数据在接收装置100处不可用时，可以激活卫星轨道预测模块8以辅助星历表处理和伪距计算模块7和/或卫星位置计算模块10。
卫星类型检测模块9被配置为：根据将在下面作为示例描述的模式，确定所跟踪的卫星的类型，并且根据该类型，确定由卫星轨道预测模块8在轨道预测中使用的太阳辐射压力模型。卫星类型检测模块9使得能够确定卫星的类型，以便选择更好地提供卫星的形状、质量和尺寸的太阳辐射压力模型。
在该实施例中，卫星位置计算模块10在传送GPS信号的时间以及接收时间(由于接收装置100内的时钟而已知)上操作。卫星位置计算模块10操作以便评估来自每个卫星的信号到达接收装置100需要多少时间，以这种方式评估与对应卫星的距离(伪距)。
通过三角测量算法，用户位置计算模块11基于接收装置100优选地距至少四个卫星的距离并且基于相同卫星的位置(在该处理阶段已知)，来计算接收装置100的位置。在下文中，接收装置100的位置(实际上与用户位置一致)将被称为“固定”。
如上所述，跟踪模块5包括多个通道，即跟踪相关块，它们通常是并行工作，每个通道在之前由采集块4标识的那些中的不同的卫星PRN编码和频率上调谐，目标是确认或最终放弃卫星PRN编码和频率中的每一个的采集假设。对于确认的卫星，在对最初由采集块提供的编码和频率的启动细化之后，开始稳定的锁定跟踪阶段。它包括严格遵循被分析的卫星工具的频率偏移(速度)和编码相位(距离)，并解调嵌入在其比特流中的位置和时间信息。然后这些信息被提供给卡尔曼滤波器以对接收器位置进行三角测量。
如上所述的跟踪通道包括相关器，相关器包括PRN(伪随机噪声)延迟序列生成器。在接收器处接收的GNSS信号包括被调制到载波中的测距编码，也被称为伪随机噪声(PRN)编码，其对频谱进行扩展并允许取回测距信息。因此，它要求跟踪通道包括生成PRN序列的PRN延迟序列生成器，该PRN序列相对于另一个PRN序列是超前、准时或滞后的，以执行与测距编码的相关。
由于在当前接收器中大大增加了跟踪通道的数量以提高精确度性能并支持新系统，因此PRN延迟序列生成器的数量对应增加。这可能在芯片上占据硅面积方面产生问题。
在图2中示意性地示出了跟踪通道TRKi，其包括GNNS PRN延迟序列生成器20的实施例。GNNS PRN延迟序列生成器20基本上包括GNSS PRN序列生成器23和延迟序列生成器24。还提供了接下来的编码数控振荡器NCO 32，其被编程为以下面的编码速率生成伪随机噪声PRN。例如，对于GPS，编码速率是Fchip＝1.023MHz。这种编码NCO 32接收频率字FW和来自AFE级2的时钟信号CK，频率字FW设置编码速率Fchip。
更详细地，所接收的GNSS信号的基带同步IT分量和正交QT分量进入模块21，模块21被配置为去除频率多普勒。在这方面，这种模块21从载波NCO(数控振荡器)22接收相应的同步和正交频率nco_i和nco_q，同步和正交频率nco_i和nco_q由载波NCO 22在NCO驱动频率NCOF的控制下生成，NCO驱动频率NCOF对应于接收器生成的载波。因此，模块21生成GNSS接收信号的同步消除分量IW和正交消除分量QW，其中频率多普勒(由卫星和接收设备的相互运动引起的多普勒效应频率偏移)被移除(即，被消除)，同步分量IW和正交消除分量QW作为输入被引入一组并联布置的相关器25，每个相关器在另一个输入处接收由延迟序列生成器24生成的PRN编码的滞后、准时或超前版本。具体地，在所示的示例中有5个相关器251、252、253、254、255，它们在一个输入处接收消除分量IW、QW，并且在另一个输入处分别接收另外的超前信号E2、超前信号E1、准时信号P、滞后信号L1、另外的信号L2，它们对应于PRN编码信号的时移副本，如图4或图10的时间图所示的那样，一个副本相对于另一个副本移位给定时间间隔，从相对于准时信号P超前两个时间间隔的信号E2开始，并且到达相对于准时信号P滞后两个时间间隔的信号L2，准时信号P通常对应于所谓的提示(Prompt)编码。尽管所示的示例涉及K＝2个超前和滞后的序列，但是值K可以不同，如等于1或或大于2。
然后，用附图标记23指示GNSS PRN生成器，其接收设置GS并生成GNSS PRN序列PS，即PRN编码。用于发起给定PRN序列PS的设置GS由模拟接收模块AFE中的采集侧与开始阶段一起提供。PRN序列PS作为输入被引入到GNSS PRN延迟序列生成器24，其输出信号E2、E1、P、L1、L2。
每个相关器包括乘法器251，其接收来自模块21和来自PRN生成器24的两个输入，并且将其输出处的和提供给相应的累加器寄存器252(例如积分和转储块)，累加器寄存器252在相关器25的累加时间上进行累加并且提供累加的同步分量Iacc和正交分量Qacc，同步分量Iacc和正交分量Qacc被提供给接收器处理器以评估相关的结果并找出相关峰值。这些技术和用于处理累加的同步分量Iacc和正交分量Qacc的技术本身对于本领域技术人员而言是已知的，并且不再进一步详细讨论。由于与PRN序列超前版本和滞后版本的相关结果，接收器能够维持稳定的卫星跟踪，并且能够通过使用鉴别器算法获得高精确度。
如上所述，在图4中示出了输出信号E2、E1、P、L1、L2的时间图，而在图5A中，示出了作为E2、E1、P、L1、L2信号的归一化编码相位的函数的以绝对值表示的相关功率。虚线表示跟踪相关曲线。构思是通过2K+1个(在该示例中为5，其中K＝2，即E2、E1、P、L1、L2信号)相关点在正确位置对跟踪相关曲线进行采样。
在图3中示出了延迟PRN生成器24，其包括由移位寄存器245获得的第一延迟线，移位寄存器245包括多个N个延迟触发器，具体是16个触发器FF0...FF15，在每个触发器输出处定义对应的抽头。PRN序列PS作为移位寄存器245的输入被引入到第一触发器FF0。抽头被引入作为第一复用器241的输入和第二复用器242的输入，第一复用器241在第一延迟选择信号PDEL1的控制下操作以输出超前信号E1，第二复用器242在第二延迟选择信号PDEL2的控制下操作以输出更超前的信号E2。在移位寄存器245的输出处取得准时信号P，该准时信号P也作为输入被引入到由第二移位寄存器246获得的第二延迟线，第二移位寄存器246具有与移位寄存器245相同数量的触发器。抽头被引入作为第三复用器243的输入以及第四复用器244的输入，第三复用器243在第一延迟选择信号PDEL1的控制下操作以输出滞后信号L1，第四复用器244在第二延迟选择信号PDEL2的控制下操作以输出更滞后的信号L2。触发器由输入到模块24的时钟信号CLK以固定频率计时。通过定义复用器的输出抽头，第一和第二延迟选择信号PDEL1-PDEL2定义表示序列PS的副本的信号的超前和滞后。例如，PDEL1＝1并且PDEL2＝9，因此为了使信号E2-E1和L1-L2间隔8*Tck，Tck是时钟周期。
如图5B中所示，其示出了逻辑相关点图，即，序列E2、E1、P、L1、L2与来自块252的输入信号之间的相关性的次方值(I2+Q2)(实际上，它是在根据设置的某个编码延迟τ下对理想跟踪相关曲线的采样)，信号E2或L2与信号P之间的最大间距SM是固定的并且等于16*(1/Tck)，因此信号E2和L2之间的间隔是固定的，等于32*(1/Tck)。
该解决方案在时钟频率变化方面不是非常灵活。例如，如果频率时钟Fck从Fck到4Fck(例如从16Fchip(其中Fchip是编码速率)到64Fchip，其中在GPS中，Fchip＝1.023MHz)，为了在信号E2和L2之间具有相同的最大间隔SM，有必要将触发器的数量增加4倍。然后，为了利用相同结构以16Fchip操作，则需要添加附加的复用器以选择适当的抽头作为输出。总之，这种解决方案会导致芯片上的显著的空间消耗。
图6示出了这里描述的解决方案的实施例。可以看出，GNSS PRN延迟序列生成器20与图4中所示的解决方案相同。然而，将PRN序列PS提供给延迟序列生成器24的GNSS PRN序列生成器23接收移位脉冲PP作为设置GS，移位脉冲PP是使PRN序列生成器23提前的脉冲。
如所示的，提供接下来的编码数控振荡器NCO 32，其被编程为以下面的编码速率生成伪随机噪声PRN。例如，对于GPS，编码速率Fchip＝1.023MHz。这种编码NCO 32接收频率字FW和来自AFE级2的时钟信号CK，频率字FW设置编码速率Fchip。编码NCO 32包括累加寄存器322，其输出被进给到加法器321以与频率字FW相加。加法器321的输出被进给到累加寄存器322的输入，累加寄存器322在该示例中是32位移位寄存器。通过检测编码NCO累加寄存器322的MSB(最高有效位)位的负前沿来获得移位脉冲PP，移位脉冲PP根据定义是在编码速率频率Fchip的脉冲波形。这在负边沿检测器模块36中执行，负边沿检测器模块36包括并联的多个分支，每个分支包括负边沿检测器电路，负边沿检测器电路包括由时钟信号CK计时的延迟触发器361，延迟触发器361接收从寄存器322的n+1个连续抽头(从MSB抽头开始)取得的信号中的位信号，位信号例如是来自NCO累加寄存器322的对应于MSB、MSB-1...MSB-n的信号M0、M1...Mn，并且延迟触发器361将其输出提供给与门362的输入，位信号M0...Mn被引入另一个否定输入。
如图7中所示，其示出了作为时间t的函数的检测器36的信号，在每个分支中，与门362接收MSB信号M0(或M1...Mn)和延迟的位信号MR，延迟的位信号MR是从D触发器延迟的位信号，如果使用M0，则输出移位脉冲PP，或者在示例PP2...PP32中输出脉冲信号PP2...PP2*(n+1)，其频率为2*Fchip至32*Fchip，这取决于发起它的位信号M1...Mn。
因此，存在n+1个并联分支，在示例n＝5中存在6个分支，6个分支在其输出处以不同的编码片频率提供脉冲，编码片频率相对于彼此成倍数。接收MSB位信号M0作为输入的检测器36的分支以频率Fchip输出移位脉冲信号PP。其他分支分别以频率2Fchip、4Fchip、8Fchip、16Fchip、32Fchip输出脉冲信号PP2...PP32。
如上所述的移位脉冲信号PP被进给到PRN序列生成器23，而多个频率脉冲信号PP2...PP32被提供给复用器37，复用器37选择这些多个频率脉冲信号中的一个作为使能信号EN。使能信号EN被提供给延迟序列生成器24，作为寄存器245-246的触发器FF0...FF15、FF16...FF31的使能信号。因此，以与MSB相同的方式，来推导示例中的位信号M1...Mn、M1...M5，以获得延迟序列生成器24的使能信号脉冲，而不是以编码速率频率Fchip的频率倍数(2*Fchip、4*Fchip、8*Fchip、16*Fchip、32*Fchip)那样工作。
通过经过复用器37的选择信号来选择边沿检测器36的输出中的一个，这里描述的解决方案可以确定可以在固定的值的范围内变化的使能速率，例如，2*Fchip、4*Fchip、8*Fchip、16*Fchip、32*Fchip。
在图8中示出了另外的实施例，其使用另外的NCO来生成用于延迟序列生成器的使能信号EN。
因此，在图8中示出了GNSS PRN序列延迟生成器44，其可以使用2*K+1个相关点(在图6中是K＝2，即5个相关点)。GNSS PRN序列延迟生成器44具有相同的结构，具有两个寄存器和用于选择生成器44的抽头的两个复用器，但是寄存器的大小以及因此复用器的大小是不同的。因此，提供移位寄存器441和445，每个移位寄存器具有数目N个触发器，使得可以从相关联的复用器中提取对应于2*K个相关点的2*K个信号(考虑到准时序列P的话，为2*K+1)，超前解编码复用器442提供间隔增加的提前时间的超前信号E1...Ek作为输出，并且滞后解编码复用器443提供间隔增加的延迟时间的滞后信号L1...Lk作为输出。
与生成器24类似，GNSS PRN序列延迟生成器44接收时钟信号CK和使能信号EN，时钟信号CK和使能信号EN被进给到寄存器441和445的D触发器。
软件模块41(即接收器的控制逻辑模块，其也可以是发出信号GS和复用器37的选择信号的同一个模块)发出K延迟选择信号PDEL1...PDELK，以及用于PRN起始脉冲生成模块43的PRN起始阶段信号PTP，PRN起始脉冲生成模块43生成控制生成器23的PRN负载脉冲。
软件模块41发出第一频率字FW1和第二频率字FW2。如在图6的实施例中，第一频率字FW1被发送到编码NCO 32，编码NCO 32生成移位脉冲PP，该移位脉冲PP作为PRN序列生成器23的输入。
由软件模块41生成的第二频率字FW2由频率设置逻辑42接收，频率设置逻辑42还接收由编码NCO 32生成的这种移位脉冲PP，并且生成作为NCO延迟序列模块45的输入的延迟频率字FW2，NCO延迟序列模块45生成使能信号EN。尽管NCO延迟序列模块45具有与图6中所示的NCO 32的结构相对应的结构，例如，具有对频率字和移位寄存器的输出(即MSB)求和的输入加法器。块23、32和44接收时钟信号CK以对移位寄存器计时，该时钟信号CK也被引入到NCO延迟序列模块45。
如上所述，软件模块41发出起始阶段PTP值以启动PRN生成器23。该起始阶段PTP值被发送到起始脉冲生成模块43，起始脉冲生成模块43被配置为：当时间基准对应于这种起始阶段PTP值时，发出PRN序列加载脉冲PLP，其被发送以复位编码NCO 32，编码NCO 32被编程为以由第一频率字FW1指示的频率操作。同时，PRN序列加载脉冲PLP被发送到PRN序列生成器23，PRN序列生成器23在移位信号PP的控制下，以编码速率Fchip(例如，要生成的编码的速率)开始输出PRN序列PS。
在图9中示出了逻辑时间图，其中报告了用于生成特别是在图8的解决方案中的EN信号的信号。
在图9的图中，时间轴的原点(例如，时间零)对应于发出负载脉冲PLP的时刻，即，对应于由模块41指示的起始阶段PTP的时间。第一频率字FW1被设置为与编码速率Fchip对应的值。
软件模块41被配置为对使能信号EN的速率进行编程，期望以该速率操作延迟序列生成器44。这通过将第二频率字FW2设置为与要设置的速率对应的值来执行，值例如是Fchip的值(如果延迟序列生成器44以编码速率频率操作，即，使能信号处于编码速率频率Fchip)，或更高的值(如果生成器44将利用具有这种更高的值的使能信号EN操作)。强调的是，在该实施例中，这种值不一定是编码速率频率Fchip的倍数，这与图6的实施例不同。如图9中所示，使能信号EN是脉冲序列，这使得通过移位寄存器441、445获得延迟线以使能信号EN的速率提前，使能信号EN的速率例如是使能信号EN的脉冲之间的时间间隔的倒数。
特别地，如图9的图中所示，在发出启动PRN序列PS的负载脉冲PLP之后，NCO 32被复位并开始累加。在图9中示出了MSB M0的演变。当MSB M0达到最大值时，以与参考图6和图7描述的相同方式，以编码速率频率Fchip发出移位脉冲PP。
图9的图还示出了NCO延迟序列模块45的累加信号DM0，例如NCO延迟序列模块45的累加寄存器的累加信号DM0，NCO延迟序列模块45由延迟的第二频率字DFW2驱动，第二频率字DFW2与第二频率字FW2的关系在下面被更好地解释。如所示的，在该示例中，第二频率字FW2最初设置一个频率，该频率是第一个字FW1的频率的四倍，例如Fchip的四倍。
每次累加信号DM0达到最大值时，就发出使能信号脉冲EN，因此，在示例4*Fchip中，频率对应于延迟的第二频率字DFW的频率。
软件模块41通过对信号PDELK进行编程来设置序列EK和LK的间隔，序列EK和LK相对于准时PRN序列P超前或滞后。
如图9中所示，用于改变使能信号EN的速率(例如使速率加倍)的软件模块41发出第二频率字FW2的新值，在图中利用2*W指示，因为该频率值是在发出启动PRN序列PS的负载脉冲PLP时最初设置的值W的两倍。
为了维持与编码的同步，通过频率设置逻辑42执行对第二频率字FW2的更新，频率设置逻辑42接收移位脉冲PP并使用它来同步来自模块41的第二频率字FW2，从而获得与移位脉冲PP同步的延迟频率字DFW2，如图9中所示。
当NCO延迟序列模块45接收到延迟频率字DFW2时，累加信号DM0相应地改变(即，使频率加倍)，并且使能信号EN频率也加倍。
如上所述，第二频率字FW2确定累加信号DM0，累加信号DM0在第一种情况下快4倍，在第二种情况下快8倍。因此，第一种情况中的使能信号EN是具有4*Fchip频率的脉冲，在第二种情况下是8*Fchip频率的信号。
参考图8描述的实施例允许具有可由NCO编程的使能信号EN的速率。以这种方式，延迟序列生成器44可以以可变频率工作，并且软件模块41(例如，由处理器模块运行的软件应用程序)可以决定根据接收器的不同需求动态地改变频率，例如在开始跟踪、稳定跟踪、使用跟踪器作为采集和其他操作阶段具有不同的需求。如上所述，由移位寄存器441、445实施的延迟线中的每个延迟线的触发器的数量，以及由复用器442、443选择的滞后和超前PRN序列的数量K可以根据设计需要来决定。
在图10中示出了表示进入延迟序列生成器的信号的时间图，其中K＝2。因此示出了使能信号EN和信号E2、E1、P、L1、L2。触发器的数目N是16并且第一延迟选择信号PDEL1等于第二延迟选择信号PDEL2，具体地该值为8，这意味着延迟D为8*(1/T_en)，其中T_en是提供给延迟序列生成器24或44的使能信号EN的使能脉冲的周期。
类似于图5B，在图11中示出了逻辑相关点图，即序列Ek…E2、E1、P、L1、L2…Lk与的输入信号(252的输出)之间的相关性的次方值(I2+Q2)。实际上，它是在根据设置的某个编码延迟下对理想跟踪相关曲线的采样。
信号E2和L2之间的最大间隔不是固定的并且在示例中等于16*(1/T_en)，而不是如图5B的示例中的固定值16*(1/Tck)。换句话说，通过改变使能信号EN T_en的周期(例如，使能信号EN的频率)，可以跨跟踪峰值进行放大或缩小。
更一般地，信号EK和LK之间的最大间隔SM是SM＝N*(1/T_en)。使能周期T_en是由延迟NCO 45输出的信号的频率FNDCO的倒数，即T_en＝1/FDNCO。然后：FDNCO＝DFW2*Fclk/2NA。
因此，延迟NCO 45的频率FNDCO等于频率时钟值乘以由第二频率字FW2设置的频率值除以2的NA次方，NA是延迟NCO 45的累加器位数。
因此，本文公开的解决方案相对于已知解决方案的具有显著优点。
刚刚描述的解决方案相对于时钟频率变化非常灵活。如果频率增加，则不需要增加触发器的数量，因为解决方案被配置为简单地改变使能信号的频率，从而节省芯片上的区域。
当然，在不损害本实用新型的原理的情况下，构造细节和实施例可以相对于这里纯粹作为示例描述和图示的内容有很大变化，而不会因此脱离如由伴随的权利要求定义的本实用新型的范围。
接收器装置优选地包括电路装置，其被配置为选择使能信号的频率，在一个或多个实施例中，使能信号的频率大于编码NCO的编码频率Fchip，特别地是编码频率Fchip乘以2、4、8、16、32，而在其他实施例中，使能信号的频率可以被设置为任何值。因此，在图6的实施例中，可选择的频率是编码频率的倍数，而为了使接收装置执行跟踪，图8的实施例被配置为利用任何值来设置使能信号的频率，这通过设置延迟频率字DFW2来实现。
尽管在跟踪操作中，使能信号的频率可以被设置为大于编码频率，但图8的实施例可以被配置为(特别是通过延迟的频率字编程)设置不同的使能信号的使能频率，例如，低于接收器中跟踪模块的不同操作模式的编码频率，例如，使能信号的频率可以被设置为编码速率的一半(即Fchip/2)，例如以使用跟踪模块作为采集模块并且以降低的分辨率采集信号。

Claims (11)

1.一种全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述接收器装置包括：
跟踪模块；
一组相关器，被配置为接收所接收信号的同相和正交版本；
编码数控振荡器，被配置为确定编码频率；
全球导航卫星系统伪随机噪声序列生成器，被配置为以由所述编码数控振荡器设置的所述编码频率生成伪随机噪声序列；
全球导航卫星系统伪随机噪声延迟序列生成器，包括具有第一移位寄存器的第一延迟线和具有第二移位寄存器的第二延迟线，每个移位寄存器具有与在每个触发器的输出处的抽头串联布置的多个触发器，所述伪随机噪声序列被耦合到第一移位寄存器的输入，其中基于由所述接收器装置的控制逻辑发出的选择信号，所述移位寄存器的抽头可选择作为所述伪随机噪声序列的准时副本、超前副本和滞后副本；以及
使能电路，被配置为生成被耦合到所述触发器的使能输入的使能信号，所述使能信号以可选择的使能频率进行操作。
2.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述使能电路被配置为将所述使能频率选择为大于所述编码数控振荡器的所述编码频率。
3.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述使能电路包括边沿检测器，所述边沿检测器包括多个并行分支。
4.根据权利要求3所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述编码数控振荡器被耦合到所述边沿检测器的分支输入，使得包括最高有效位和一个或多个后续位的位信号从所述编码数控振荡器的输出被耦合，并且在所述边沿检测器的所述分支输入处被提供。
5.根据权利要求4所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述边沿检测器还包括复用器，所述复用器具有耦合到所述全球导航卫星系统伪随机噪声延迟序列生成器的所述输入的输出，所述复用器被配置为选择所述分支中的一个分支的输出作为所述使能信号。
6.根据权利要求5所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述复用器被配置为输出与所述编码数控振荡器的位信号的边沿对齐的所述使能信号。
7.根据权利要求5所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述边沿检测器的每个分支包括负边沿检测器电路，所述负边沿检测器电路被配置为以所述编码频率或所述编码频率的倍数生成信号。
8.根据权利要求7所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述负边沿检测器电路被配置为：当所述分支被耦合到从所述最高有效位得到的所述位信号时，以所述编码频率生成所述信号，并且被配置为：当所述分支耦合到从后续位得到的所述位信号时，以所述编码频率的倍数生成所述信号。
9.根据权利要求7所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述信号被生成以使所述伪随机噪声序列生成器提前。
10.根据权利要求1所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述使能电路包括第二数控振荡器，所述第二数控振荡器被耦合以由所述控制逻辑通过特定频率设置命令进行控制，从而以所确定的频率生成所述使能信号。
11.根据权利要求10所述的全球导航卫星系统接收器装置，其特征在于，所述控制逻辑被耦合到频率设置逻辑，所述频率设置逻辑被配置为接收由所述编码数控振荡器生成的脉冲以使所述伪随机噪声序列生成器提前，所述频率设置逻辑被配置为使所述特定频率设置命令与所述脉冲同步。
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