KR20020084902A - 무선주파수의 수신 역학을 개선하는 장치를 갖는무선주파수 수신기 - Google Patents

무선주파수의 수신 역학을 개선하는 장치를 갖는무선주파수 수신기 Download PDF

Info

Publication number
KR20020084902A
KR20020084902A KR1020020024034A KR20020024034A KR20020084902A KR 20020084902 A KR20020084902 A KR 20020084902A KR 1020020024034 A KR1020020024034 A KR 1020020024034A KR 20020024034 A KR20020024034 A KR 20020024034A KR 20020084902 A KR20020084902 A KR 20020084902A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
signal
satellite
receiver
correlation
Prior art date
Application number
KR1020020024034A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100835483B1 (ko
Inventor
오에슈 이브스
몬세아드 앤
파린 피엘-앙드레
Original Assignee
아스라브 쏘시에떼 아노님
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 아스라브 쏘시에떼 아노님 filed Critical 아스라브 쏘시에떼 아노님
Publication of KR20020084902A publication Critical patent/KR20020084902A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100835483B1 publication Critical patent/KR100835483B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details 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
    • H04B1/06Receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/246Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving long acquisition integration times, extended snapshots of signals or methods specifically directed towards weak signal acquisition
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details 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
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7073Synchronisation aspects
    • H04B1/7075Synchronisation aspects with code phase acquisition
    • H04B1/708Parallel implementation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/29Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system carrier including Doppler, related
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details 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
    • H04B1/69Spread spectrum techniques
    • H04B1/707Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/709Correlator structure

Landscapes

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

Abstract

송신원으로 전송되는 무선 주파수에 대한 수신기, 특히 GPS 형식의 상기 수신기는, 중간신호(IF)를 발생시키기 위해서 무선주파수(3)에 대한 주파수 변환을 갖는 수신 혹은 쉐이핑장치, 작동 채널 제어루프에서 중간신호가 탐색되고 추적될 가시 송신원의 주파수 캐리어 및 특정한 코드 복사파와 상관되도록 하기 위해 중간신호를 수신하기 위한 몇가지 상관채널(7')로 형성되는 상관 스테이지(7)를 포함하는데 각각의 채널은 적어도 하나의 인티그레이터 카운터(integrator counter)(28,29,30,31)가 상관신호의 각각의 정해진 통합주기의 끝부분에서 정해진 검출임계치 레벨에 비교해볼 때 탐색되고 추적되는 송신원의 존재여부를 감지하도록 하는 2진수 출력 단어(IES, ILS, QES, QLS)를 제공할 수 있는 상관자(8)로 구비되고, 상기 수신기는 또한 상관된 이후에 무선 주파수 신호로부터 추출된 데이터를 처리하기 위해 상관 스테이지에 연결된 마이크로프로세서 장치(12)를 포함하는데 있어서, 마이크로프로세서 장치는 동일한 가기 송신원을 탐색하고 추적하기 위한 작동채널중 하나와 평행하게 놓은 적어도 하나의 미사용 채널을 구성하도록 정렬되고, 미사용 채널은 인티그레이터 카운터의 통합주기가 작동 채널의 인티그레이터 카운터 통합주기와 다르도록 구성된다.

Description

무선주파수의 수신 역학을 개선하는 장치를 갖는 무선주파수 수신기{RADIOFREQUENCY SIGNAL RECEIVER WITH MEANS FOR IMPROVING THE RECEPTION DYNAMIC OF SAID SIGNALS}
본 발명은 송신원으로 송신되는 무선주파수 신호를 받는 수신기, 특히 GPS 형식에 관련된다. 상기 수신기는 신호들이 장해물로 인해 차단될 때 상기 신호의 수신역학을 개선시키기 위한 장치를 갖는다. 송신원으로 전송되는 무선 주파수에 대한 수신기, 특히 GPS 형식의 상기 수신기는, 중간신호를 발생시키기 위해서 무선주파수에 대한 주파수 변환을 갖는 수신 혹은 쉐이핑장치, 작동 채널 제어루프에서 중간신호가 탐색되고 추적될 가시 송신원의 주파수 캐리어 및 특정한 코드 복사파와 상관되도록 하기 위해 중간신호를 수신하기 위한 몇가지 상관채널로 형성되는 상관 스테이지를 포함하는데 각각의 채널은 적어도 하나의 인티그레이터 카운터가 상관신호의 각각의 정해진 통합주기의 끝부분에서 정해진 검출임계치 레벨에 비교해볼 때 탐색되고 추적되는 송신원의 존재여부를 감지하도록 하는 2진수 출력 단어를 제공할 수 있는 상관자로 구비되고, 상기 수신기는 또한 상관된 이후에 무선 주파수 신호로부터 추출된 데이터를 처리하기 위해 상관 스테이지에 연결된 마이크로프로세서 장치를 포함한다. GPS 수신기의 경우에 있어서, 신호로부터 추출된 데이터는 GPS 메시지와 의사(pseudo-range)이다.
본 발명의 무선 주파수 수신기는 GLONASS 혹은 GALILEO 형식의 위성 항법장치로 사용될 수 있다. 마찬가지로 수신기는 CDMA(Code-division multiple access)같은 이동전화망에도 사용될 수 있다. 이러한 경우에서, 송신원은 더 이상 위성이 아니고 전화망의 베이스 셀들(base cells)이며, 처리된 데이터는 가청 혹은 가독 메시지에 관련된다.
현재의 GPS 항법장치에서, 24개의 위성이 각각 적도에 대해서 55°로 오프셋된 6개의 궤도면에서 지구표면으로부터 20,200km 떨어진 궤도에 놓여있다. 지구 위의 동일한 지점으로 되돌아가기 전에 궤도에서 회전을 완성하도록 위성으로 대한 시간은 약 12시간이다. 궤도에 있는 위성의 배치는 지구상의 GPS 수신기가 위치, 속력, 지역시간을 결정하도록 최소한 네 개의 가시위성으로부터 GPS 신호를 수신하도록 한다.
도시에서는 궤도에 있는 각각의 위성은 1.57552GHz의 반송 주파수(L1)로 형성된 무선주파수 신호를 전송하는데, 상기 신호는 특히 각각의 위성과 50Hz GPS 메시지에 1.023MHz 의사거리 PRN 코드로 변조된다. GPS 메시지는 전송 위성으로부터 발생된 X,Y,Z 위치, 속력 및 시간에 대해 유용한 전체 및 달력 데이터를 포함한다.
PRN 코드(위사거리 노이즈), 특히 골드코드(Gold code) 형식은 각각의 위성과 다르다. 상기 골드코드는 매 ms당 반복되는 1023칩의 형태로된 디지털 신호이다. 상기 반복주기는 골드코드 "에폭(epoch)"이라는 용어로 정의된다. 하나의 칩은 1bit에 대한 1 혹은 0의 값을 취하는데, GPS 기술에서의 칩은 하나의 데이터 유닛을 형성하기 위해 사용되는 1 bit와는 구별되어야 한다.
32개의 위성 식별번호에 대해서 형성되는 골드코드는 수직한 특성을 갖는다. 서로를 상관시켜서, 상관결과는 0에 가까운 값을 제공한다. 그러므로 이러한 특성은 몇개의 채널로부터 기인한 동일한 주파수에 전송된 무선 주파수 신호가 동일한 GPS 수신기의 몇 개의 채널에서 동시에 독립적으로 처리되도록 한다.
일반적으로 일상생활에서 휴대용이거나 차량이 장착되는 GPS 수신기는 항법데이터가 사용자에게 제공되도록 사용된다. 이러한 데이터는 원하는 목표지점 쪽으로 가는데 용이하도록 하고 사용자가 방위를 알도록 한다. 또한 휴대용 GPS 수신기는 휴대전화 혹은 손목시계 같이 한 사람이 쉽게 들고 다닐 수 있는 물체에 통합될 수 있을 만큼 크기가 작다. 그러나 이러한 치수가 작은 물체에서 작은 크기의 배터리와 축전지로 작동함에 따라 수신가 소모하는 에너지를 최소화 할 필요가 있다.
GPS 수신기는 위치 및 시간관련 데이터를 결정하기 위해서 최소한 네 개의 가시위성으로 전송되는 무선 주파수 신호를 픽업할 필요가 있다. 그러나 수신기는 가시 위성중 하나를 개별적으로 발견하고 자동으로 추적하여 각각의 위성에 대해 달력데이터를 픽업할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, GPS 수신기(1)는 최소한 네 개의 가시위성(S1에서 S4)으로부터 전송되는 무선주파수 신호(SV1에서 SV4)를 픽업하기 위한 안테나(2)를 포함한다. 그러나 특정한 무선 주파수 신호는 상기 수신기에 의해 신호를 수신하는 것을 방해할 수 있는 나무(A) 같은 그 경로상의 여러 가지 장해물을 만날 수가 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 신호(SV1에서 SV3)를 차단한 결과는 위성(S1,S3)을 탐색 및 추적하기 위한 수신기에서 작동하도록 되어 있는 상관채널은 순간적으로 상기 신호(SV1에서 SV3)를 잃어버릴 수가 있다. 그러므로 위성 탐색 및 추적 경로에서 수신기는 그 위치를 계산하기 위해 정보를 추출할 수가 없는데 이것이 결점이된다.
이러한 현상은 휴대용 GPS 수신기가 도로상의 차량에서 움직일 때 발생할 수 있다. 이러한 경우, 도로 위의 나무가 상기 이동 수신기로 픽업되는 특정한 가시위성으로부터 무선 주파수 신호를 순간적으로 차단하는 것이 공통적이다. 차단된 신호가 손실된 다음에, 상기 수신기는 최소한 네 개의 가시위성을 발견하고 자동적으로 추적하기 위해서 새로운 탐색과 추적작업을 수행해야 한다. 결정된 위치, 속력 및 시간에 대한 모든 작업은 늦춰지게 된다.
나무나 터널 같은 장해물로 인해 손실된 신호를 빨리 회복시키기 위해서 유럽특허 0 429 783은 차량에 장착된 GPS수신기에 대한 GPS 형식 위성 신호를 추적하는 방법을 공지한다. 장해물이 제거되자마자 상기 수신기는 가능한한 신호가 나무에 의해 차단되지 않도록 놓은 고도에서 위성을 탐색한다. 위성신호의 주파수는 주파수 밴드로 분할되는데, 각각의 주파수 밴드는 상기 위성 포착을 가속화시키기 위한 상관채널 중 하나에 할당된다. 그러므로 몇가지 상관 채널이 동일한 위성에 대해서 사용된다.
그러나 동일한 위성을 발견하여 자동적으로 추적하기 위한 채널은 높은 고도에서 동일한 위성을 빠르게 탐색하기 위해 다른 방법으로 구성되는데, 만약 상기 위성이 빨리 발견될지라도 결점이된다. 신호가 높은 고도가 아닌 가시위성으로부터 발생될 때 나무 같은 장해물을 통과하여 약화된 신호를 순간적으로 놓치는 것을 방지하기 위한 장치가 제공되는 않는다.
본 발명의 한가지 목적은 종래 수신기의 결점을 극복하기 위해서 그 경로상에 있는 장애물로 차단되고 적어도 하나의 수신기 채널로 픽업되는 신호를 순간적으로 놓치지 않도록 하는 무선 주파수 신호 수신기, 특히 GPS 형식 수신기를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 마이크로프로세서 장치가 동일한 가시 송신원을 추적하고 탐색하기 위한 작동채널중 하나와 최소한 하나의 미사용 채널이 평행하게 놓이도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전술된 수신기로 이루어지는데, 미사용 채널은 인티그레이터 카운터의 통합주기가 작동채널의 인티그레이터 카운터의 통합채널과 다르도록 구성된다.
수신기의 이점은 미사용 채널의 인티그레이터 채널 통합 주기 혹은 시간을 변형하여 수신기의 검출감도를 조절할 수 있다는 것이다. 그러므로 미사용 채널은 작동 채널중 하나로써 위성 같이 동일한 송신원을 추적하고 탐색하도록 구성된다.
미사용 채널의 인티그레이터 카운터는 만약 그 통합주기가 종래의 통합주기 보다 크다면 정상적으로 장애 방해없이 포화될 것이다. 이러한 경우에서, 정상적인 채널로 구성된 데이터만이 마이크로프로세서 장치에 고려될 것이다. 반대로, 신호가 장해물이나 수간적인 방해로 약화될 때, 그럼에도 불구하고 더 큰 통합주기를 갖는 미사용 채널은 위성의 존재여부를 검출하는 것을 처리할 수가 있다. 마이크로프로세서는 미사용 패널로부터 데이터를 추출하기 위해 표준방식으로 구성된 작동채널의 신호가 손실된는 것을 검출한다.
수신기의 또 다른 이점은 만약 정성적으로 구성된 채널과 평행하게 연결된미사용 채널 덕택으로 그 경로상에 있는 장해물로 차단될지라도 위치 계산을 빠르게 하도록 하는 것이다. 미사용 채널은 작동 채널이 선택된 채널 처음부터 혹은 추적되는 특정한 위성을 더 이상 검출하지 않자마자 선택된 작동채널 중 하나에 평행하게 연결될 수 있다.
포착단계 초기에서부터 이론적으로 마이크로프로세서 장치는 더 큰 통합주기로 구성된 또 다른 미사용 채널에 표준방식으로 연결되어 구성된 첫 번째 채널을 자동적으로 선택할 수 있다. 하나 이상의 미사용 채널이 동일한 가시위성을 발견하고 자동적으로 추적하기 위해서 선택된 채널에 평행하도록 연결될 수 있다.
미사용 채널의 통합주기는 선호적으로 종래의 방식으로 구성된 채널의 통합주기의 2배와 동일하다. 미사용 채널 혹은 선택된 작동채널에 연결된 채널은 선택된 채널로 인해 신호가 손실될 가능성에 대해서 항상 켜진 상태로 유지된다. 그러나 에너지를 절약하기 위해서, 미사용 채널 혹은 채널들에 주기적으로 혹은 오직 하나의 특정한 위성을 스위치 온(switch on) 시키는 것이 바람직하다.
전송위성의 측정한 의사거리 코드에 대한 반복길이는 정상적인 장해물이 없는 작동 모드에서 채널의 통합주기를 형성하기 위한 기초로 사용된다. 인티그레이터 카운터의 크기는 수신지의 역학을 형성하는 의사거리 코드의 길이를 따른다.
수신기는 가시 위성의 최대개수 보다 많은 채널을 포함해야 한다. 이것은 정상적인 작동에서 사용되는 않는 채널이 채널중 하나로 픽업되는 신호를 차단기 전에 구성되도록 한다.
신호가 순간적으로 손실되는 것을 방지하기 위해서 작동 채널중 하나와 미사용 채널이 연결되도록 하는 또다른 이점은 마이크로프로세서 장치로 작동 채널로부터 추출된 데이터가 연속성을 갖도록 한다.
상기 수신기의 또다른 이점은 마이크로프로세서 장치를 위성을 탐색하고 추적하기 위한 모든 동기화 작업에서 해제되도록 하기 위해 각각의 채널에 제어기를 공급할 수 있다. 이것은 모든 위성 탐색 및 추적 단계(phase)에서 여러개의 데이터가 작동채널에서 마이크로프로세서 장치로 전송되도록 한다.
신호수신 역학을 개선하는 장치를 갖는 무선주파수 신호 수신기의 목적, 이점 및 특징은 도면을 참고로 한 실시예에 좀더 명확해질 것이다.
도 1은 최소한 네 개의 위성중 두 개는 장해물로 차단되는 위성으로부터 발생되는 신호를 픽업하는 GPS 형식의 무선 주파수 신호 수신기를 도시하는 도면;
도 2는 본 발명을 따라 무선 주파수 신호 수신기의 여러 가지 부분을 계략적으로 도시하는 도면;
도 3은 본 발명을 따라 수신기의 상관 스테이지중 하나의 채널에 대한 상관기 요소를 도시하는 도면;
도 4는 통합시간 함수로써 인티그레이터 카운터의 출력에서 2진수 단어값에 대한 그래프를 도시하는 도면;
* 부호 설명 *
S1-S4 : 가시위성SV1-SV4 : 신호
1 : 수신기2 : 안테나
3 : 무선 주파수 신호5 : 클럭 신호 발생기
7 : 상관 스테이지8 : 상관기
9 : 제어기11 : 레지스터
12 : 마이크로프로세서
하기설명에서 특히 당해업자들에게 널리 잘 알려진 GPS 형식의 무선주파수 신호 수신기의 몇가지 요소가 간단하게 공지되었다. 하기 설명된 수신기는 선호적으로 GPS 수신기이다. GLONASS 혹은 GALILEO 항법장치 혹은 다른 항법장치 혹은 이동전화 네트워크에 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 네 개의 가시 위성(S1 내지 S4)는 무선 주파수 신호를 신호(SV1에서 SV4)로 전송한다. 이러한 네 개 위성에 대한 신호(SV1에서 SV4)는 GPS 수신기(1)가 위치, 속력 혹은 시간을 계산하기에 유용한 모든 정보를 추출할 수 있도록 하는데 필요하다. 그러나 상기 무선주파수 신호의 경로에서 나무(A) 같은 여러 가지 장애물은 수신기(1)의 상관 채널(correlation channel)로 상기 신로를 감지하는데 방해를 줄 수가 있다. 도시된 무선 주파수 신호(S1 및 S3)는 수신기(1)의 안테나(2)로 픽업되기 위해 장애물을 통과해야 한다. 그러므로 위성(S1 및S3)의 위상을 찾는 상관채널은 순간적으로 신호(SV1 및 SV3)를 놓칠 수가 있다. 그래서 하기 설명된 수신역학을 개선하기 위한 장치는 이러한 장애물로 차단되는 신호의 손실을 막기 위해 GPS 수신기로 구비된다.
GPS 수신기는 선호적으로 개인 손목시계에 필요한 위치, 속력, 현지시간을 제공하기 위해 손목시계 같은 휴대용 물체에 잘 맞는다. 시계가 크기가 작은 축전지 혹은 배터리를 포함함에 따라 소비되는 전력은 GPS 수신기가 작동하는 동안에 가능한 적어야 한다.
몰론 GPS 수신기는 축전지 혹은 배터리에 잘 맞는 휴대용 전화기 같이 크기가 작고 전력을 적게 소모하는 다른 물체에 잘 맞는다.
GPS 수신기(1)가 도 2에 계략적으로 도시되었다. 중간신호(IF)를 발생시키기 위해 안테나(2)로 구비된 무선 주파수 신호(3)의 주파수 변환을 하는 쉐이핑(shaping) 장치 및 수신장치, 중간신호(IF)를 수신하기 위한 12개의 채널(7')로 형성된 상관스테이지(7), 개별의 버퍼 레지스터(11)에 각각의 채널을 연결시키는 데이터 전송버스(10), 각각의 버터 레지스터를 마이크로프로세서 장치(12)에 연결하는 데이터 버스(13)를 포함한다.
중간 신호(IF)는 선호적으로 복합 형태인데 쉐이핑 장치(2)로 공급되는 400kHz 단위의 주파수에서 2상(quarter-phase) 신호(Q) 요소 및 동위상(in-phase) 신호(I) 요소의 형태를 갖는다. 복합 중간 신호(IF)는 2bit를 형성하는 비스듬한 선으로 교차된 굵은 선으로 도 2에 도시되었다.
수신기(1)에 있는 채널(7')의 개수는 사용되지 않은 채널의 특정한 개수가남아 있도록 지구에 어떠한 지점에 가시 위성의 최대 개수보다 더 높아야 한다. 이러한 미사용 채널은 도 3 및 도 4를 참고로 하여 하기와 같이 채널들로 인대 신호를 순간적으로 잃어버리는 것을 방지하기 위해서 작동채널과 평행하게 연결되도록 사용된다.
종래에는 수신장치(3)에서 첫 번째 전자회로(4')가 우선적으로 주파수 1.57542GHz의 무선 주파수 신호를 179MHz 같은 주파수로 전환한다. 그런다음 두 번째 전자회로 IF(4")는 GPS 신호를 우선적으로 4.76MHz 주파수로 이중변환시켜 4.36 MHz에서 샘플링된 400kHz 같은 주파수로 변환한다. 400kHz 단위의 주파수로 샘플링되고 한정된(quantified) 중간 복합신호(IF)는 상관 스테이지(7)의 채널(7')에 제공된다.
주파수 변환 작업에 대해서, 클럭신호 발생기(5)는 무선 주파수 신호(3)에 대한 수신 및 쉐이핑 장치의 어떠한 부분을 형성한다. 상기 발생기는 도시되지는 않았지만 17.6MHz 단위의 주파수에서 보정된 쿼츠(quartz) 진동자 같은 것으로 구비된다. 두 개의 클럭 신호(CLK 및 CLK16)는 특히 상관 스테이지(7)에 제공되며, 이러한 모든 요소의 작동을 클럭킹(clock)하기 위해 마이크로프로세서(12)에 제공된다. 첫 번째 클럭 주파수(CLK)는 4.36MHz 값을 갖고, 두 번째 클럭 주파수는 에너지 소비를 불이기 위해서 상관 스테이지의 넓은 부분에 사용되는 272.5kHz 같은 16배 적은 곳에 고정된다.
수신장치(3)의 클럭신호 발생기(5)에 통합되는 것 대신에 상관 스테이지에 놓은 분할기를 사용하여 클럭신호(CLK16)를 획득하는 것을 생각해 볼 수 있다.
1/2 정도의 경우에서 두 번째 회로(4")로 공급되는 신호는 서로 다른 패리티(parity)(+1 및 -1)의 신호를 공급한다. 수신기에서 GPA 신호의 검파작업을 위한 패리티가 고려되어야 한다. 선택적인 실시예에서,두 번째 회로(4")는 2상 신호 요소뿐만 아니라 동위상 요소에 대한 2 출력 비트로 분할되는 신호(+3,+1,-1,-3)를 공급할 수 있다.
본 발명의 GPS 수신기의 경우에서, 1 bit정도가 신호대 노이즈 비율(SNR)에 대해서 3dB 단위의 추가적인 손실을 발생시키더라도, 반송주파수에 대해서 1 bit의 중간신호(IF)가 상관 스테이지에 공급된다.
각각 채널의 레지스터(11)는 마이크로프로세서 장치로부터 발생되는 설정 데이터(configuration data) 혹은 파라미터를 수신할 수 있다. 각각의 채널은 레지스터를 통해서 GPS 메시지에 관련된 데이터, PRN 코드 상태, 도플러효과와 관련된 주파수 증대, 특정한 위성과 상관되고 그 위성을 발견하고 자동적으로 추적한 후에 다른 데이터 및 의사거리(pseudo-range)를 전송할 수 있다.
버퍼 레지스터(11)는 지시 및 상태 레지스터(command and status register), 채널의 NCO(Numerically Controlled Oscillator) 진동자에 대한 레지스터, 의사거리 레지스터, 에너지 레지스터, 오프셋 레지스터 및 코드와 반송 증가 레지스터 그리고 테스트 레지스터 같은 몇가지 종류의 레지스터로 형성된다. 이러한 레지스터는 마이크로프로세서로 자동적으로 이송될 필요없이 위성을 추적하고 포착하는 동안에 사용될 수 있도록 상관위상이 발생되는 동안 데이터를 축적할 수가 있다.
선택적인 실시예에서, 레지스터(11)의 단일블록이 레지스터 유닛에 위치한특정한 데이터가 각각의 채널에 공통적일 경우 상관 스테이지의 채널(7')에 대해서 고려될 수 있다.
상관 스테이지(7)의 특히 각각의 채널(7')은 채널로 위성을 추적하고 위성신호를 포착하기 위한 신호처리 알골리즘에 대해서 전용재료를 통해 작동되도록 되어 있는 상관기(8) 및 제어기(9)를 포함한다.
각각의 채널의 제어기(9)는 도 1에 도시된 메모리 유닛, 산술(arithmetical) 유닛, 데이터 비트 동기화 유닛, 상관기 제어유닛, 중지유닛을 포함한다. 메모리 유닛은 특히 일시적인 데이터를 저장하기 위한 RAM 메모리로 형성된다. RAM 메모리는 규칙적인 혹은 비규칙적인 구조로 분할된다. 산술유닛은 특히 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 누적 및 시프트(shift) 작업을 수행한다.
몇가지 비트의 계산이 클럭펄스에서 이루어지는 비트-평행 구조로 상관 스테이지의 개별채널에서 검출된 위성을 추적하고 포착하는 모든 작업이 자율적으로 이루어진다. 디지털 신호는 1kHz인데, 덜 중요한 주파수 비율로 PRN 코드 제어루프 및 반송주파수의 상기 신호가 자율적으로 처리되도록 한다. 채널이 위성을 발견하고 자동으로 추적할 때 회로는 차후에 계산하도록 되어있는 GPS 데이터의 흐름을 동기화시킨다.
그러므로 모든 상관 단계가 진행되는 동안에 마이크로프로세서(12)의 데이터 전송은 더 이상 일어나지 않는다. 마이크로프로세서에 전송된 상관 스테이지(7)의 각각의 채널(7')의 상관결과인데, 특히 주파수 50Hz의 GPS 메시지이다. 이것은 전류소비의 현저한 감소를 가져온다.
경롸적으로 마이크로프로세서 장치(12)는 선호적으로 스위스 EM 마이크로일렉트로닉-마린(EM Microeletronic-Marin)의 8비트 CoolRISC-816 마이크로프로세서를 포함한다. 상기 마이크로프로세서는 4.36MHz의 클럭신호로 클럭킹된다. 마이크로프로세서 장치(12)은 도시되지 않은 메모리 장치를 포함하는데, 모든 정보는 상기 위성의 위치, 즉 골드 코드(Gold code)에 관련되는데 지상의 GPS 수신기에 의해 픽업될 수 있는 것들이 저장된다.
모든 위성이 탐색하고 추적하는 과정을 진행하는 동안, 작동 채널(7')은 추출될 수 있는 데이터에 경고를 주기 위해 마이크로프로세서에 방해신호(INT1에서 INT12)을 전송한다. 방해신호를 수신하자마자, 마이크로프로세서는 일반적으로 추출된 데이터가 어느 채널에서 나오는지 알아내기 위해서 모든 채널을 거쳐야 한다. 이러한 데이터는 설정 파라미터, GPS 메시지, PRN 코드상태, 도플러 효과로 인한 주파수증가, 의사거리, 수신장치를 방해하는 모드, 인티그레이터 카운터(integrator counter)와 다른 정보의 상태 같은 것에 관련될 수 있다.
몇가지 방해신호(INT1에서 INT12)가 동시에 발생될 수 있으며, 마이크로프로세서 장치(12)은 작동채널(7')에 대한 우선순위 디코더(priority decoder)를 포함할 수 있다. 그러므로 마이크로프로세서는 정해진 우선순위대로 방해신호를 전송하는 우선순위 채널에 직접 접근할 수가 있다.
또 다른 실시예에서, 도시되지는 않았지만 우선순위 디코더는 상관 스테이지에 통합될 수 있다.
단일 반도체 기질은 레지스터를 갖는 상관 스테이지, 우선순위 디코더, 마이크로프로세서, 클럭신호 발생기의 한 부분을 포함할 수 있다.
수신기(1)가 작동상태로 맞춰질 때, 상관 스테이지(7)의 몇가지 채널(7')은 마이크로프로세서 장치(1)로 구성된다. 각각 채널의 구성은 그 안에 탐색되고 추적될 특정한 위성의 PRN 코드 및 반송 주파수에 대한 다른 파라미터를 입력시키는 것으로 구성된다. 정상적인 작동 모드에서, 각각의 채널은 서로 다르게 자체 위성을 탐색하고 추적하도록 구성된다. 작동 채널이 가시 위성을 발견하고 자동으로 추적할 수 있기 때문에, 몇개의 미사용 채널이 남아 있다.
특정한 가시위성은 다른 것보다 수평으로 하단에 위치한다. 결과적으로 방해물이 이러한 위성으로부터 나오는 무선 주파수신호를 순간적으로 약화시키는 가능성이 제니스(zenith)쪽으로 위치한 위성에 대한 것보다 크다. 이러한 경우, 신호를 순간 놓치는 것을 선택된 채널로 극복하도록 구성된 미사용 채널, 위같은 위성을 발견하고 자동으로 추적한 후에 선택된 채널에 평행하게 놓이는 것이 민감하다.
선택된 채널과 평행하게 놓은 채널들 혹은 미사용 채널들은 더 큰 위성 감지 윈도우가 얻어지도록 하여서 도 3 및 도 4를 참고로 설명된 것처럼 위성신호에 대해서 더 큰 수신 역학을 갖도록 한다. 만약 상기 위성으로부터 나온 신호가 더 이상 방해물에 의해 차단되지 않으면, 미사용 채널은 포화되게 되어서 사용이 불가능하게 된다. 반대로 신호가 약화되자마자, 마이크로프로세서 장치는 추적된 위성을 잃어버린 선택된 채널 대신에 미사용 채널의 작동으로 제공된 데이터를 사용할 수 있다.
도 3은 PRN 코드 제어루프에 대한 한 부분과 반송 주파수 제어루프에 대한또다른 부분을 갖는 상관기(8)를 도시한다. 상관기(8)는 상관 스테이지(7)의 각각의 채널(7')과 동일하지만, 각각의 채널에서 다르게 구성될 수 있다. 이러한 상관기의 여러 가지 요소에 대해서 좀더 자세하게, 필립 워드(Phillip Ward)와 엘리엇 디. 카플란(Elliot D. Kaplan)의 "GPS 원리와 적용의 이해(Understanding GPS Principles and Application"(Artech House 출판사, 미국 1996, ISBN 0-89006-793-7)의 그림 5.8 및 5.13을 참고하면 된다.
도 3에 대해서, 도면에서 2bit를 형성하는 기울어진 선으로 교차되는 굵은 선으로 도시된 중간 신호(IF)는 1 bit 동위상 신호 요소와 1 bit 2상 신호 요소(Q)로 형성된 복합신호(I+iQ)이다. 상기 중간신호(IF)는 샘플링되고 한정되고 캐리어(carrier)의 모든 첫 번째 혼합기(20)중 첫 번째 것을 통과한다. 혼합기 혹은 배율기(21)는 복합신호에서 동위상 신호(I)를 추출하기 위해 내부적으로 발생된 캐리어의 복사파에 대한 sin -i 배인 cos으로 신호(IF)를 곱하는데, 여기서 혼합기 혹은 배율기(22)는 복합 신호로부터 2상 신호(Q)를 추출하기 위해 내부적으로 발생된 캐리어의 복사파에 대한 cos의 -i 배인 -sin으로 신호(IF)를 곱한다.
Sin 및 Cos 신호는 복사신호의 COS/SIN 테이블의 블록(45)에서 기인한다. 첫 번째 혼합기(20)에서 첫 번째 단계의 목적은 반송 주파수를 GPS 메시지를 갖는 신호로부터 추출하는 것이다.
이러한 작업 후에, 원하는 위성에 상응하는 채널에 발생된 PRN 코드를 갖는 스위치 온(switch-on)되는 채널 혹은 작동하는 채널에서 포착될 위성으로부터 신호의 PRN 코드 등치(equivalence)가 발견되어야 한다. 이것을 하기 위해서, 2상 및동위상 신호는 네 개의 상관신호를 얻기 위해 PRN 코드의 초기 복사파(early replica) 및 후기 복사파(late replica)를 신호(I,Q)에 관련시키도록 두 번째 혼합기(23)를 통과한다. 상관 스테이지의 각각의 채널에서 초기 및 후기 복사파만이 정확한 복사파(punctual replica)를 고려하지 않고 유지된다. 이것은 상관요소의 개수가 최소화되도록 한다. 그러나 코드제어 루프로부터 정확한 구성요소를 제거하여 2.5dB 단위의 신호대 노이즈비율의 손실이 관찰된다.
혼합기 혹은 배율기(24)는 2bit 레지스터(36)로부터 초기 복사파 신호(E) 및 신호(I)를 수신하고 상관 초기동위상 신호를 공급한다. 혼합기 혹은 배율기(25)는 레지스터(36)로부터 후기 반사파 신호(L) 및 신호(I)를 수신하고 상관 후기동위상 신호를 공급한다. 혼합기 혹은 배율기(26)는 2상 신호(Q) 및 초기신호(E)를 수신하고 상관 초기2상 신호를 공급한다. 혼합기 혹은 배율기(27)는 신호(Q) 및 후기 반사파 신호(L)를 수신하고 후기 2상 신호를 공급한다. 초기 반사파(E) 및 후기 반사파(L) 사이의 오프셋 혹은 드리프트(drift)는 본 발명의 실시예에서 1/2칩(chip)인데 중앙의 정확한 구성요소(P)를 갖는 드리프트는 1/4 칩인 것을 의미한다. 배율기는 XOR 논리게이트 같은 것을 사용하여 단순하게 만들어질 수 있다.
네 개의 상관신호 각각은 예비감지요소인 인티그레이터 카운터(28,29,30,31)중 하나로 들어가는데, 이진수 출력단어(IES, ILS, QES, QLS)는 10 bit로 표현된다. 인티그레이터 카운터의 출력에서 이진수 단어의 bit 개수는 수신기의 수신역학을 정의한다. PRN 코드 칩의 개수와 동일한 개수(1023)로 세어질 수 있도록 형성된다.탐색초기에 마이크로프로세서 장치로 선택된 채널의 각각의 인티그레이터 카운터(28,29,30,31)는 밀리초당 완벽한 세트의 이진수 단어(IES, ILS, QES, QLS)를 제공하도록 구성된다.
반대로, 평행하게 되어있는 미사용 채널을 선택된 채널에 연결시키도록 선택할 경우, 미사용채널은 인티그레이터 카운터의 통합주기(integration period) 표준통합주기보다 크도록 구성된다. 그러므로 마이크로프로세서 장치는 주기가 1ms 이상되도록 각각의 인티그레이터 카운터에 신호(STC)를 보낸다. 선호적으로 미사용채널의 통합주기는 두배 표준 통합주기에 고정되지만, 물론 시간(TD)의 정수형 배수로 고정될 수 있다.
그러므로 인티그레이터 카운터의 통합주기 변화가 수신기의 감도를 조절하도록 하는데, 신호수신 역학을 증가시킨다. 결과적으로 수신기로 수신된 약한 무선 주파수 신호는 통합주기 끝에서 각각의 인티그레이터 카운터의 검출 임계치(detection threshold) 이상의 가능성(chance)을 갖을 것이다. 그러므로 미사용 채널은 선택된 채널로 구성된 종래의 것보다 장애물에 의해 차단된 신호를 갖는 위성을 추적하는데 더 많은 가능성을 갖는다.
검출 임계치는 무선주파수 신호가 "노이즈(noisy)"라는 사실을 고려하여 탐색되고 추적되는 위성이 없다는 사실을 검출하도록 선택된다.
이러한 인티그레이터를 따르는 루프에서의 모든 작동은 1kHz의 주파수 신호와 함께 bit 평행구조에서 발생한다. 검파될 유용한 신호중 일부의 노이즈를 제거하기 위해서 중요한 8bit만이 디지털신호처리 체인의 나머지 부분에 사용된다.
8bit를 형성하는 기울어진 선과 교차되는 굵은 선으로 도면에 도시된 바와 같이 2진수 출력 단어(IES, ILS, QES, QLS)는 코드루프 판별기(32) 및 코드루프 필터(33)를 통과한다. 코드루프 판별기는 신호(IES, ILS, QES, QLS)의 에너지를 계산한다. 16 사이클 같은 몇 번(N)의 통합사이클이 진행되는 동한 값은 코드 판별기에서 누적된다. 결과적으로 마이크로프로세서 장치는 선택된 채널에 평행하게 놓인 미사용 채널에 대한 판별기(32)에 신호(STC)를 부과시킨다.
판별기는 비동기이며 DLL(delay lock loop)이다. 특히 8-bit 배율기 혹은 20-bit 누산기로 형성된다. 판별기에서, 반송루프(carrier loop)에 보상이 이루어지는데, 위성에 의해 신호가 전달되는 동안 도플러 효과가 반송 주파수 뿐만 아니라 반송 주파수에 변조되는 PRN 코드에서도 감지되기 때문이다. 코드 루프 판별기에 캐리어를 적용하는 것은 반송 드리프트(carrier drift) 증가분을 1540으로 분할하는 것에 상응한다.
판별기의 필터링(filter)된 결과에 따라서 새로운 상관관계를 이루기 위해 일련의 PRN 코드 비트를 레지스터(26)에 전송하도록 PRN 코드 발생기(35)위 28bit NCO 진동자에 의해 위상 증분이 가해진다. 28bit NCO 주파수 해상도는 16mHz 단위(4.36MHz 클럭 주파수)이다.
제어기는 포착과 추적 작업을 조화시킬 수 있도록 루프의 다양한 결과를 처리한다. 일단 원하는 위성을 발견하고 자동으로 추적하거나 동기화가 되면, 1bit당50Hz의 데이터 메시지를 데이터 출력 및 입력 레지스터를 통해 마이크로프로세서 장치로 제공할 수 있는 검파 요소(50)에 값(LES,LLS)이 입력된다. 상기 메시지에 추가하여, 마이크로프로세서 X,Y,Z 위치, 속력 및 정확한 지역시간을 계산하기 위해서 특히 버퍼 레지스터에 입력된 의사거리와 관련된 정보를 취할 수 있다.
만약 전술된 요소들이 당해업자 들에게 통상의 지식을 요하는 것이라면 자세히 설명되지 않을 것이다.
가산기(37)에서 신호(LES,LLS)의 합은 신호(LPS)를 발생시키는데 사용되고, 가산기(38)에서 신호(QES,QLS)의 합은 신호(QPS)를 발생시키는데 사용되는데, 양쪽 다 8비트로 표시된다. 이러한 2진수 단어는 반송루프 필터(43) 전에 신호의 에너지를 계산하기 위해 반송루프 판별기(42)(엔벨로프(envelope) 검출) 안으로 1kHz 주파수로 입력된다. 판별기는 특히 8bit 배율기 및 20bit 누산기로 형성된다.
평균계산은 반송 추적루프의 정밀도와 건실성(robustness)을 증가시키기 위해서 주파수 판별기에서 이루어진다. 판별기로 제공되는 누적인 16ms에 상응하는 16사이클 같은 N번의 싸이클에까지 지속된다. 마이크로프로세서 장치는 또한 선택된 채널에 평행하게 놓인 미사용 채널에 대한 판별기(42)에 신호(STC)를 부과한다.
필터를 통과한 후에 판별기의 결과에 따라, 캐리어의 20bit NCO 진동자는 반송 주파수 복사파를 보상하기 위한 주파수 설정(frequency implement)(bin)을 수신한다. 이러한 24bit NCO는 260mHZ 단위의 주파수 해상도를 갖는다.
반송주척 루프가 위성신호가 존재함을 확인한 후에만 업데이트 됨에도 불구하고, 코드와 캐리어의 두 가지 제어 혹은 인슬레이브(enslave) 방법은 추적이 진행되는 동안 동기화된다.
위성에 의해 무선주파수 신호가 전송되는 동안 도플러효과는 반송 주파수 및 PRN 코드에 대한 상기 신호에 영향을 주는데, 코드 및 반송제어 루프는 수신기에서 수신되는 PRN 코드위상 및 반송주파수의 정밀도가 더 잘 조절되도록 하도록 서로 연결되는 것을 의미한다.
각각의 상관 시점에서, PRN 코드위상은 1 칩(chip) 단계로 지연된다. 이것은 위성의 위상 드리프트를 찾기 위해서 정확한 때에 코드가 오프셋되도록 한다. 일단 위성이 발견되면 도플러 효과를 갖는 반송주파수는 캐리어의 제어루프에서 발생되는 보상이 이루어져야 한다. 도플러 효과에 추가하여, 내부 진동자 및 이온층 효과의 정밀도가 부족한 것을 고려해야 한다. 이러한 에러는 ±7.5kHZ 주파수 드리프트에 상응하는 코드 및 캐리어 루프에서 보상된다.
다음번 장해물로 무선주파수 신호에서 방해가 발생될 가능성이 있기 때문에, 방해체크가 선택된 작동 채널에 수행된다. 상기 채널이 정해진 위성검출 임계치 레벨 이상의 인티그레이터 카운터로부터 출력 2진수 단어를 더 이상 제공하지 않을 때, 평행하게 놓인 미사용 채널로부터 나온 데이터는 마이크로프로세서 장치로 고려된다. 그러므로 장해물로 인해 약해지는 가시위성으로부터 신호를 감지할 수 있는 좀더 많은 가능성을 갖는다.
도 4는 통합시간 함수로써 인티그레이터 카운터가 통합되는 동안에 2진수 단어값의 그래프를 도시한다. 이상적인 경우에서, 중간신호를 갖는 코드 복사파의 완전 상관관계가 있는 곳에서, 인티그레이터 카운터의 출력 이진수 단어는 통합주기TD의 마지막에서 PRN 코드 복사파를 갖는 최대 2n혹은 1023값에 도달한다. 통합주기 마지막에서 카운터는 새로운 통합 계산단계를 수해하기 위해 0으로 리셋된다.
본 발명에 대해서, 가시위성을 탐색하고 추적하기 위해 선택된 채널은 1ms으로 고정된 통합주기를 갖는다. 반대로, 선택된 채널에 평행하게 연결된 미사용 채널은 선호적으로 2ms 단위로 더 큰 통합주기로 구성된다. 그러나, 가시위성을 추적하는 대부분의 시간동안 주기(TD)의 끝에서 2진수 단어값는 정해진 임계값 레벨과 최대 용량값 사이에 있다. 각각의 클럭 펄스(T1혹은 CLK)에서, 인티그레이터 카운터는 수신하는 상관신호의 함수호써 2진수 단어를 증가 혹은 감소시킨다.
만약 장해물이 수신기의 선택된 채널로 픽업되는 가시성의 신호 경로에 나타나면, 각각의 통합주기(TD)의 끝부분에서 채널의 인티그레이터 카운터가 임계값 레벨 이하의 값이 이진수 단어를 제공한다. 인티그레이터 카운터의 통합 주기를 증가시켜서 채널은 장해물로 차단되는 신호가 손실되는 것을 피하는 더 많은 가능성을 갖게 된다.
전술된 바와 같이, 상기 위성에 대한 위치에 관련된 모든 정보, 골드 코드 및 지구상의 GPS 수신기로 감지될 수 있는 것은 마이크로프로세서 장치의 메모리에 저장된다. 보통, 처음에 수신기의 모든 채널은 종래의 방식으로 특정한 위성을 탐지하고 추적하기 위해 구성된다. 그러나 이러한 첫 번째 단계(phase) 이후에, 작동할 수 있도록 된 몇 개의 채널만이 가시위성을 발견하고 자동으로 추적한다. 결과적으로 이러한 단계 이후에 몇가지 비활성되거나 미사용된 채널이 남게 된다.
계속해서, 마이크로프로세서 장치는 가시위성 추적위상에서 선택된 채널신호가 손실되는 것을 막기 위해 미사용채널을 다시 활성화시킬 수 있다. 이것을 하기 위해서, 전술된 바와 같이 미사용 채널은 개별의 작동 채널 중 하나와 평행하게 각각 놓인다. 미사용 채널은 신호수신 역학을 증가시키기 위해서 작동 채널 보다 큰 통합주기로 구성된다. 이론적으로, 미사용 채널은 장해물로 차단되는 신호를 갖을 수 있는 가기위성을 발견하고 자동으로 추적하는 채널하고만 평행하게 연결된다.
미사용 채널을 연결하기 위한 또다른 방법에서 수신기가 스위치 온 되자마자 특정한 가시위성을 자동으로 발견하고 추적할 수 있는 채널로만 종래의 방식으로 구성되는 것을 생각해 볼 수 있다. 적어도 하나의 미사용 채널은 장애물로 차단된 신호를 일시적으로 잃어버리지 않도록 작동 채널 중 하나에 평행하게 연결된다.
만약 GPS 수신기가 배터리 혹은 축전기로 구비되는 저전력 소비 휴대용 물체에 잘 맞다면, 모든 채널을 스위치 온 할 필요가 없다. 특정한 가시위성을 각각 발견하고 자동으로 추적하는 적어도 네 개의 채널은 위치, 속력 및 시간을 계산하기 위해 마이크로프로세서 장치에 데이터를 제공하기에 충분하다. 상기 네 개의 채널은 다른 미사용 채널을 구성하기에 바람직할 수 있고, 각각의 채널은 더 큰 통합 주기로 개별의 선택된 채널과 평행하게 놓인다.
몇개의 채널은 그 경로에서 장해물로 차단되는 무선주파수 신호를 가질 수 있는 동일한 위성을 추적하고 탐색하도록 서로 다르게 평행하도록 구성될 수 있다.각각의 채널은 자체 인티그레이터 카운터로부터 서로 다른 통합시간을 갖기 위해 마이크로프로세서 장치로 구성된다. 마찬가지로, 만약 상기 채널이 추적되는 가시위성으로부터 무선주파수 신호를 더 이상 검출하지 않는 것을 마이크로프로세서 장치가 발견한다면 작동채널의 인티그레이터 카운터의 통합주기를 증가시키는 것을 생각해 볼 수 있다.
전술된 바와 같이 수신기의 여러 가지 실시예, 특히 GPA 형식이 청구항을 따르는 본 발명의 범위 내에서 고려될 수 있다.

Claims (10)

  1. 송신원으로 전송되는 무선 주파수에 대한 수신기, 특히 GPS 형식의 상기 수신기는,
    - 중간신호(IF)를 발생시키기 위해서 무선주파수(3)에 대한 주파수 변환을 갖는 수신 혹은 쉐이핑장치,
    - 작동 채널 제어루프에서 중간신호가 탐색되고 추적될 가시 송신원의 주파수 캐리어 및 특정한 코드 복사파와 상관되도록 하기 위해 중간신호를 수신하기 위한 몇가지 상관채널(7')로 형성되는 상관 스테이지(7); 각각의 채널은 적어도 하나의 인티그레이터 카운터(28,29,30,31)가 상관신호의 각각의 정해진 통합주기(TD)의 끝부분에서 정해진 검출임계치 레벨에 비교해볼 때 탐색되고 추적되는 송신원의 존재여부를 감지하도록 하는 2진수 출력 단어(IES, ILS, QES, QLS)를 제공할 수 있는 상관자(8)로 구비되고,
    - 상관된 이후에 무선 주파수 신호로부터 추출된 데이터를 처리하기 위해 상관 스테이지에 연결된 마이크로프로세서 장치(12)을 포함하는데 있어서,
    마이크로프로세서 장치는 동일한 가기 송신원을 탐색하고 추적하기 위한 작동채널중 하나와 평행하게 놓은 적어도 하나의 미사용 채널을 구성하도록 정렬되고, 미사용 채널은 인티그레이터 카운터의 통합주기가 작동 채널의 인티그레이터 카운터 통합주기와 다르도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서, 위성으로 전송되는 무선주파수 신호를 수신하는데 있어서, 상관 스테이지(7)는 적어도 하나의 미사용 채널이 동일한 특정 가시위성을 탐색하고추적하기 위해 작동 채널과 평행하게 연결될 있도록 가시위성의 개수보다 더 많은 상관 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  3. 제 2 항에 있어서, 채널의 개수는 12와 동일하거나 더 큰 것을 특징으로 하는 수신기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서, 몇 개의 미사용 채널은 작동채널 중 하나와 각각 평행하게 연결되도록 구성되며, 각각의 미사용 채널의 인티그레이터 카운터 통합주기는 개별의 작동채널의 인티그레이터 카운터 통합주기보다 큰 것을 특징으로 하는 수신기.
  5. 제 1 항 내에 제 4 항 있어서, 위성으로 전송되는 무선 주파수 신호를 수신하는데 있어서, 위상을 탐색 및 추적하는 가시위성에서 작동하는 채널의 인티그레이터 카운터 통합주기는 위성 전송의 특정한 코드에 대한 반복주기이며, 작동 채널에 평행하게 연결되도록 구성된 미사용 채널의 인티그레이터 채널 통합주기는 특정코드의 반복주기보다 크고, 선호적으로 상기 반복주기에 2배와 동일한 것을 특징으로 하는 수신기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 마이크로프로세서로 전송되는 데이터를 수신하기 위해 마이크로프로세서 장치(12)와 상관 스테이지 사이의 인터페이스로서 일련의 입력 및 출력 레지스터(11)는 마이크로프로세서에 대한 상관 스테이지로 제공되는 상관 스테이지 및 데이터에 놓이는 것을 특징으로 하는 수신기.
  7. 제 6 항에, 일련의 레지스터(11)는 상관 스테이지(7)에 대한 각각의 채널(7')에 대해 구비되는 것을 특징으로 하는 수신기.
  8. 제 1 항에 있어서, 위성으로 전송된 무선 주파수 신호를 수신하는데 있어서, 각각의 채널에서 디지털 신호 처리 알고리즘을 포함하여 제어기(9)는 채널(7')이 작동 상태로 맞춰질 때 위성을 탐색하고 추적하기 위한 모든 동기적인 작업이 마이크로프로세서 장치(12)에 대해서 독립적으로 수행되도록 상관기(8)와 관련되는 것을 특징으로 하는 수신기.
  9. 전항들 중 아무항에 있어서, 위성으로부터 전송된 무선 주파수 신호를 수신하는데 있어서, 각각의 채널은 2상 신호요소(Q) 및 동위상 신호 요소(I)로 형성되는 복합 중간신호를 수신하는데, 채널에 대한 각각의 상관기는,
    - 동위상 신호요소가 첫 번째 반송 주파수 복사파와 상관되도록 하고 첫 번째 반송 주파수 복사파에 대해서 90°로 오프셋된 두 번째 반송 주파수 복사파와 2상 신호요소가 상관되도록 하는 첫 번째 혼합기(20),
    - 첫 번째 혼합기의 동위상 출력 신호와 첫 번째 초기 특정 코드복사파 및 두 번째 후기 특정코드 복사파를 상관시키고, 첫 번째 혼합기의 2상 출력신호와 첫 번째 초기 복사파 및 두 번째 후기 복사파를 상관시키기 위한 두 번째 혼합기(23)를 포함하는데, 채널당 네 개의 인티그레이터 카운터(28,29,30,31)는 정해진 검출 임계치와 비교해볼 때 탐색되고 추적되는 위성의 존재여부를 검출하도록 하는 2진수 출력단어를 각각 제공하기 위해 두 번째 혼합기로부터 나오는 상관 출력신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 수신기.
  10. 제 1 항에 있어서, 인테그레이터 카운터 뒤에 각각의 채널 상관기는 캐리어 보상 제어루프에서 캐리어 판별기(42)와 코드보상 제어루프에서 코드 판별기(32)를 포함하는데, 판별기는 통합주기(N)보다 큰 N배의 판별기 주기에 대해서 인티그레이터 카운터의 출력값을 고려하기 위해 마이크로프로세서 장치(12)로 구성되며, 작동채널에 평행하게 연결된 미사용 채널의 판별기 주기는 작동채널의 판별기 주기보다 크고, 선호적으로 상기 판별기 주기에 2배와 동일한 것을 특징으로 하는 수신기.
KR1020020024034A 2001-05-04 2002-05-02 무선주파수의 수신 역학을 개선하는 장치를 갖는무선주파수 수신기 KR100835483B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH0809/01 2001-05-04
CH8092001 2001-05-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020084902A true KR20020084902A (ko) 2002-11-13
KR100835483B1 KR100835483B1 (ko) 2008-06-04

Family

ID=4538341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020024034A KR100835483B1 (ko) 2001-05-04 2002-05-02 무선주파수의 수신 역학을 개선하는 장치를 갖는무선주파수 수신기

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7092433B2 (ko)
JP (1) JP4095823B2 (ko)
KR (1) KR100835483B1 (ko)
CN (1) CN100338475C (ko)
CA (1) CA2384228A1 (ko)
HK (1) HK1051574A1 (ko)
TW (1) TW567336B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200452167Y1 (ko) * 2009-03-24 2011-02-11 대우조선해양 주식회사 선박의 데크 관통 파이프 설치 보조용 지그

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE513446C2 (sv) 1999-01-19 2000-09-11 Electrolux Ab Vevhusspolad förbränningsmotor av tvåtaktstyp
FR2843638B1 (fr) * 2002-08-13 2004-10-22 Thales Sa Recepteur de positionnement par satellite avec correction d'erreurs d'inter-correlation
US7551132B2 (en) * 2004-07-02 2009-06-23 Nemerix Sa GPS receiver with fast acquisition time
AR047415A1 (es) * 2004-01-13 2006-01-18 Interdigital Tech Corp Un metodo y un aparato cdma para proteger y autenticar informacion digital transmitida inalambricamente
US7702002B2 (en) * 2004-01-28 2010-04-20 Qualcomm Incorporated Rapid acquisition methods and apparatus for GPS signals
FR2896370A1 (fr) * 2006-01-13 2007-07-20 Thomson Licensing Sas Dispositif et methode d'amelioration du rapport porteuse a bruit pour un recepteur a diversite
US7702040B1 (en) * 2006-04-12 2010-04-20 Sirf Technology, Inc. Method and apparatus for frequency discriminator and data demodulation in frequency lock loop of digital code division multiple access (CDMA) receivers
CN101212779B (zh) * 2006-12-31 2011-04-20 上海真灼电子技术有限公司 导游导览系统中信号交叉覆盖时的处理方法
CN101652632A (zh) * 2007-01-10 2010-02-17 通腾科技股份有限公司 导航装置和提供交通消息信道资源的方法
KR100930181B1 (ko) 2007-09-28 2009-12-07 삼성전기주식회사 Gps 수신기의 주파수 오차 보상 방법
US7495607B1 (en) * 2007-11-28 2009-02-24 Topcon Gps, Llc Method and apparatus for adaptive processing of signals received from satellite navigation systems
CN101498784A (zh) * 2008-02-01 2009-08-05 韩国科亚电子股份有限公司 用于跟踪卫星信号的设备和方法
US8412093B2 (en) * 2008-10-22 2013-04-02 Mediatek Inc. Receiver applying channel selection filter for receiving satellite signal and receiving method thereof
JP5434301B2 (ja) * 2009-06-26 2014-03-05 ソニー株式会社 信号受信装置、信号受信装置の制御方法及びコンピュータプログラム
KR101958465B1 (ko) * 2018-07-20 2019-03-15 엘아이지넥스원 주식회사 레이더 신호 탐지 방법 및 그를 위한 장치
US20240069215A1 (en) * 2022-01-11 2024-02-29 Topcon Positioning Systems, Inc. Method and apparatus for lowering processor loading

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06249940A (ja) * 1993-03-01 1994-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gps受信装置
JPH07140224A (ja) * 1993-11-16 1995-06-02 Nippondenso Co Ltd スペクトル拡散信号捕捉装置
US5486834A (en) * 1994-08-08 1996-01-23 Trimble Navigation Limited Global orbiting navigation satellite system receiver
US5600670A (en) * 1994-12-21 1997-02-04 Trimble Navigation, Ltd. Dynamic channel allocation for GPS receivers
US5537121A (en) * 1995-04-28 1996-07-16 Trimble Navigation Limited Carrier phase multipath reduction technique
US5724046A (en) * 1996-02-01 1998-03-03 Trimble Navigation Limited Method and system for using a single code generator to provide multi-phased independently controllable outputs in a navigation satellite receiver
US6393046B1 (en) * 1996-04-25 2002-05-21 Sirf Technology, Inc. Spread spectrum receiver with multi-bit correlator
AU729697B2 (en) * 1996-04-25 2001-02-08 Sirf Technology, Inc. Spread spectrum receiver with multi-bit correlator
US5963582A (en) * 1996-05-24 1999-10-05 Leica Geosystems Inc. Mitigation of multipath effects in global positioning system receivers
US6028887A (en) * 1996-07-12 2000-02-22 General Electric Company Power efficient receiver
US6289041B1 (en) 1997-02-11 2001-09-11 Snaptrack, Inc. Fast Acquisition, high sensitivity GPS receiver
JP3575220B2 (ja) * 1997-04-04 2004-10-13 株式会社デンソー スペクトル拡散信号捕捉装置
US6628699B2 (en) * 1997-06-23 2003-09-30 Schlumberger Resource Management Systems, Inc. Receiving a spread spectrum signal
JPH1068769A (ja) * 1997-07-23 1998-03-10 Mazda Motor Corp ナビゲーション装置
GB2351864B (en) * 1999-07-05 2004-05-26 Symmetricom Inc A receiver for receiving rf pseudo-random encoded signals
TW508914B (en) * 2000-07-04 2002-11-01 Asulab Sa Low power RF receiver with redistribution of synchronisation tasks
CA2387891A1 (en) * 2001-06-08 2002-12-08 Asulab S.A. Radiofrequency signal receiver with means for correcting the effects of multipath signals, and method for activating the receiver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200452167Y1 (ko) * 2009-03-24 2011-02-11 대우조선해양 주식회사 선박의 데크 관통 파이프 설치 보조용 지그

Also Published As

Publication number Publication date
CA2384228A1 (en) 2002-11-04
US20020167995A1 (en) 2002-11-14
JP2003028945A (ja) 2003-01-29
HK1051574A1 (en) 2003-08-08
CN100338475C (zh) 2007-09-19
JP4095823B2 (ja) 2008-06-04
TW567336B (en) 2003-12-21
KR100835483B1 (ko) 2008-06-04
US7092433B2 (en) 2006-08-15
CN1384369A (zh) 2002-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8593345B2 (en) Signal processing system for satellite positioning signals
US8138972B2 (en) Signal processing system for satellite positioning signals
KR100835483B1 (ko) 무선주파수의 수신 역학을 개선하는 장치를 갖는무선주파수 수신기
US6888879B1 (en) Method and apparatus for fast acquisition and low SNR tracking in satellite positioning system receivers
KR100752805B1 (ko) 저전력 rf 수신기
US7085309B2 (en) Radiofrequency signal receiver with means for correcting the effects of multipath signals, and method for activating the receiver
US7079076B2 (en) Method of determining the position of a radio-frequency signal receiver without knowledge of the initial approximate position, and receiver for implementing the same
EP1360518B1 (en) Methods and apparatuses for processing of global positioning system signals with a matched filter
KR100838945B1 (ko) 특히 고주파 신호 수신기용의 수치제어 발진기
WO2009044205A2 (en) Correlator for global navigation satellite systems
EP1724600B1 (en) A system and method for acquisition of signals
RU2146378C1 (ru) Интегрированный приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем
JP3188516B2 (ja) Gps受信機の信号処理回路
AU2001297683A1 (en) Methods and apparatuses for processing of global positioning system using a matched filter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee