KR20120049952A - 네비게이션 수신기 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에 개시된 청구대상은 다수의 전세계 네비게이션 위성 시스템들(GNSS들)로부터 수신된 네비게이션 신호들을 프로세싱하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특정 구현예에서, 다수의 GNSS들로부터 수신된 신호들은 신호 수신기 채널에서 프로세싱될 수 있다.

Description

네비게이션 수신기{NAVIGATION RECEIVER}
본 명세서에 개시된 청구대상은 일 위치에서 수신된 네비게이션 신호들의 프로세싱에 관한 것이다.
위성 위치결정 시스템(satellite positioning system; SPS)은 전형적으로 엔티티(entity)들로 하여금 송신기들로부터 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 자신들의 위치를 결정할 수 있게 하도록 위치된 송신기들의 시스템을 포함한다. 그러한 송신기는 전형적으로 설정된 개수의 칩들의 반복되는 의사-랜덤 잡음(pseudo-random noise; PN)으로 마킹된 신호를 송신하고, 지상 기반(ground based) 제어국들, 사용자 장비 및/또는 우주선들 상에 위치할 수 있다. 특정 예에서, 그러한 송신기들은 지구 궤도 위성(Earth orbiting satellite)들 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 전세계 위치결정 시스템(Global Positioning System; GPS), 갈릴레오(Galileo), 글로나스(Glonass) 또는 컴패스(Compass)와 같은 전세계 네비게이션 위성 시스템(Global Navigation Sattellite System; GNSS)은 집합체(constellation) 내 다른 위성들에 의해 송신된 PN 코드들과 구별가능한 PN 코드로 마킹된 신호를 송신할 수 있다.
수신기에서 위치를 추정하기 위하여, 네비게이션 시스템은 위성들로부터 수신된 신호들에서의 PN 코드들의 검출들에 적어도 부분적으로 기초하여 널리 알려진 기술들을 사용하여 수신기의 "시야 내의(in view)" 위성들로의 의사거리(pseudorange) 측정치들을 결정할 수 있다. 그러한 위성으로의 의사거리는 수신기에서 수신된 신호를 획득(acquire)하는 프로세스 동안 그 위성과 연관된 PN 코드로 마킹된 수신 신호에서 검출된 코드 위상에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 수신 신호를 획득하기 위하여, 네비게이션 시스템은 전형적으로 수신 신호를 위성과 연관된, 국지적으로(locally) 생성된 PN 코드와 상관시킨다. 예를 들어, 그러한 네비게이션 시스템은 전형적으로 수신 신호를 상기 국지적으로 생성된 PN 코드에 대한 다수의 코드 및/또는 시간 시프팅(shift)된 버전들과 상관시킨다. 최고의 신호 전력을 가진 상관 결과를 산출하는 특정의 시간 및/또는 코드 시프팅된 버전의 검출은 전술한 바와 같이 의사거리를 측정함에 있어 사용하기 위한 획득된 신호와 연관된 코드 위상을 나타낼 수 있다.
GNSS 위상으로부터 수신된 신호의 코드 위상의 검출 시, 수신기는 다수의 의사거리 가정(hypothesis)들을 형성할 수 있다. 부가적인 정보를 사용하여, 수신기는 사실상 실제(true) 의사거리 측정과 연관된 모호성을 감소시키기 위해 상기 의사거리 가정들을 제거할 수 있다. GNSS 위성으로부터 수신된 신호의 타이밍에 대한 지식의 충분한 정확성을 이용하여, 허위 의사거리 가정들의 일부 또는 전부가 제거될 수 있다.
도 1은 SPS 시스템의 애플리케이션을 예시하고, 여기서, 무선 통신 시스템 내 이동국(MS)(100)은 시선 내(in the line of sight) 위성들(102a, 102b, 102c, 102d)로부터 MS(100)로의 송신들을 수신하고, 그러한 송신들 중 4개 이상으로부터 시간 측정치들을 도출한다. MS(100)는 그러한 측정치들을 위치 결정 엔티티(position determination entity; PDE)(104)로 제공할 수 있고, PDE(104)는 그러한 측정치들로부터 이동국의 위치를 결정한다. 대안적으로, 가입자국(100)은 이러한 정보로부터 자신 고유의 위치를 결정할 수 있다.
MS(100)는 위성에 대한 PN 코드를 수신된 신호와 상관시킴으로써 특정 위성으로부터의 송신을 탐색할 수 있다. 수신된 신호는 전형적으로 잡음 존재 시 시선 내 하나 이상의 위성들로부터 MS(100)에서의 수신기로의 송신들의 복합체를 포함한다. 상관은 코드 위상 탐색 윈도우 W CP 로서 알려진 코드 위상 가정들의 범위에 걸쳐, 그리고 도플러 탐색 윈도우 W DOPP 로서 알려진 도플러 주파수 가정들의 범위에 걸쳐 수행될 수 있다. 앞서 지적된 바와 같이, 상기 코드 위상 가정들은 전형적으로 PN 코드 시프트들의 범위로서 표현된다. 또한, 도플러 주파수 가정들은 전형적으로 도플러 주파수 빈(bin)들로서 표현된다.
상관은 전형적으로 Nc 및 M의 곱으로서 표현될 수 있는 적분 시간 "I"에 걸쳐 수행되고, 여기서, Nc는 코히어런트 적분 시간이고, M은 넌-코히어런트하게 결합된 코히어런트 적분(integration)들의 개수이다. 특정 PN 코드에 대하여, 상관 값들은 전형적으로 2차원 상관 함수를 정의하기 위해 대응하는 PN 코드 시프트들 및 도플러 빈들과 연관된다. 상관 함수의 피크들의 위치가 발견되어(located) 상관 함수의 피크들이 사전결정된 잡음 임계치와 비교된다. 임계치는 전형적으로 허위 알람 확률, 위성 송신을 허위로 검출할 확률이 사전결정된 값 이하에 있도록 선택된다. 위성에 대한 시간 측정치는 전형적으로 임계치와 같거나 임계치를 초과하는 코드 위상 차원을 따라 가장 이른 넌-사이드 로브(non-side lobe) 피크의 위치로부터 도출된다. 가입자국에 대한 도플러 측정치는 임계치와 같거나 임계치를 초과하는 도플러 주파수 차원을 따라 가장 이른 넌-사이드 로브 피크의 위치로부터 도출된다.
특정 구현예에서, 수신기는 상이한 캐리어 주파수들에서 송신된 위성 위치결정 시스템(SPS) 신호들을 수신하고 프로세싱하도록 적응된다. 일 양상에서, 상이한 캐리어 주파수들 상에서 송신된 SPS 신호들은 단일의 수신기 경로에서의 프로세싱을 위해 하향변환(downconvert)된다. 그러나, 이것은 단지 하나의 예시적인 구현예일 뿐이고 청구대상은 이러한 특정 구현예에 제한되지 않음이 이해되어야 한다.
비제한적이고 비한정적인 특징들이 이하의 도면들을 참조하여 기술될 것이고, 여기서 여러 다양한 도면들을 통틀어 동일 참조 번호들은 동일 부분들을 지칭한다.
도 1은 일 양상에 다른 위성 위치결정 시스템(SPS)의 개략적인 다이어그램이다.
도 2는 일 양상에 따른 다수의 GNSS들에서 발생하는 SPS 신호들과 연관된 스펙트럼을 보여준다.
도 3은 일 구현예에 따라 다수의 GNSS들로부터 수신된 SPS 신호들을 프로세싱하도록 적응된 수신기의 개략적인 다이어그램이다.
도 4는 일 구현예에 따라 GNSS 특정 프로세싱을 위하여 하향변환(downconvert)된 샘플들을 제공하도록 적응된 복소 하향-변환기(complex down-converter)의 개략적인 다이어그램이다.
도 5는 일 양상에 따라 우주선으로부터 송신된 신호의 검출을 위해 탐색될 2차원 도메인의 개략적인 다이어그램이다.
도 6은 일 양상에 따라 포지션 위치를 결정하기 위해 신호들을 프로세싱하기 위한 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 7은 일 양상에 따른 이동국의 개략적인 다이어그램이다.
본 명세서 전반에 걸쳐, "하나의 예", "하나의 특징", "일 예" 또는 "일 특징"에 대한 지칭은 그러한 특징 및/또는 예와 관련하여 기술된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 청구대상의 적어도 하나의 특징 및/또는 예에 포함됨을 의미한다. 그러므로, 본 명세서에 전반에 걸친 여러 다양한 곳에서 기재된 구 "하나의 예에서", "일 예", "하나의 특징에서" 또는 "일 특징"의 출현들은 반드시 모두 동일한 특징 및/또는 예를 지칭하고 있는 것은 아니다. 부가하여, 특정 특징들, 구조들, 또는 특성들은 하나 이상의 예들 및/또는 특징들에 결합될 수 있다.
본 명세서에 기술된 방법들은 특정 특징들 및/또는 예들에 따른 애플리케이션들에 의존하여 여러 다양한 수단들에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 그러한 방법들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 및/또는 이들의 조합에서 구현될 수 있다. 하드웨어 구현 시, 예를 들어, 프로세싱 유닛은 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC)들, 디지털 신호 프로세서(DSP)들, 디지털 신호 프로세싱 디바이스(DSPD)들, 프로그래밍가능 로직 디바이스(PLD)들, 현장 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA)들, 프로세서들, 제어기들, 마이크로컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 전자 디바이스들, 본 명세서에 기술된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 디바이스 유닛들, 및/또는 이들의 조합들 내에 구현될 수 있다.
본 명세서에서 언급된 "우주선(space vehicle)"(SV)은 지구 표면 상의 수신기들로 신호들을 송신할 수 있는 물체에 관한 것이다. 하나의 특정 예에서, 그러한 SV는 지구정지궤도(geostationary) 위성을 포함할 수 있다. 대안적으로, SV는 궤도 내에서 여행하고 있고 지구 상의 고정 위치에 대해 이동 중인 위성을 포함할 수 있다. 그러나, 이들은 단지 SV들의 예에 불과하고 청구대상은 이러한 점들에서 제한되지 않는다.
본 명세서에 기재된 위치 결정 및/또는 추정 기술들은 무선 광역 통신망(WWAN), 무선 근거리 통신망(WLAN), 무선 개인 통신망(WPAN) 등과 같은 여러 다양한 무선 통신 네트워크들에 대해 사용될 수 있다. 용어 "네트워크" 및 "시스템"은 본 명세서에서 상호교환적으로 사용될 수 있다. WWAN은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 네트워크, 시간 분할 다중 접속(TDMA) 네트워크, 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 네트워크, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 네트워크, 단일-캐리어 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA) 네트워크 등일 수 있다. CDMA 네트워크는 단지 몇몇 개의 무선 기술들을 명명하기 위해 cdma2000, 광대역-CDMA(W-CDMA)와 같은 하나 이상의 무선 접속 기술(radio access technology; RAT)들을 구현할 수 있다. 여기서, cdma2000는 IS-95, IS-2000 및 IS-856 표준들에 따라 구현된 기술들을 포함할 수 있다. TDMA 네트워크는 GSM(Global System for Mobile Communications), 디지털 진보된 이동 전화 시스템(Digital Advanced Mobile Phone System; D-AMPS), 또는 소정의 다른 RAT를 구현할 수 있다. GSM 및 W-CDMA는 "3세대 파트너십 프로젝트"(3GPP)로 명명된 컨소시엄으로부터 나온 문서들에 기재되어 있다. cdma2000은 "3세대 파트너십 프로젝트 2"(3GPP2)로 명명된 컨소시엄으로부터 나온 문서들에 기재되어 있다. 3GPP 및 3GPP2 문서들은 대중적으로 이용가능하다. 예를 들어, WLAN은 IEEE 802.11x 네트워크를 포함할 수 있고, WPAN은 블루투스 네트워크, IEEE 802.15x를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 그러한 위치 결정 기술들은 WWAN, WLAN 및/또는 WPAN의 임의 조합에 대해 사용될 수 있다.
일 예에 따라, 디바이스 및/또는 시스템은 SV들로부터 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 자신의 위치를 추정할 수 있다. 특히, 그러한 디바이스 및/또는 시스템은 연관된 SV들과 네비게이션 위성 수신기 간의 거리들의 근사치들을 포함하는 "의사거리" 측정치들을 획득할 수 있다. 특정 예에서, 그러한 의사거리는 위성 위치결정 시스템(SPS)의 일부로서 하나 이상의 SV들로부터의 신호들을 프로세싱할 수 있는 수신기에서 결정될 수 있다. 그것의 위치를 결정하기 위하여, 위성 네비게이션 수신기는 3개 이상의 위성들로의 의사거리 측정치들과 송신 시점에서의 위성들의 위치들을 획득할 수 있다.
본 명세서에 기재된 기술들은 여러 SPS들 중 임의의 하나 및/또는 SPS들의 조합들과 사용될 수 있다. 부가하여, 그러한 기술들은 의사위성(pseudolite)들 또는 위성들과 의사위성들의 조합을 이용하는 위치 결정 시스템들과 함께 사용될 수 있다. 의사위성들은 시간으로 동기화될 수 있는 L-대역(또는 다른 주파수) 캐리어 신호 상에서 변조된 PN 코드 또는 다른 레인징 코드(ranging code)(예를 들어, GPS 또는 CDMA 셀룰러 신호와 유사함)를 브로드캐스팅하는 지상-기반 송신기들을 포함할 수 있다. 그러한 송신기는 원격 수신기에 의한 식별을 허용하기 위하여 고유한 PN 코드를 할당받을 수 있다. 의사위성들은 이동위성(orbiting satellite)으로부터의 GPS 신호들이 터널들, 광산들, 빌딩들, 도심지 협곡(urban canyon)들 또는 다른 에워싸인 영역들과 같은 곳에서 이용가능하지 않을 수 있는 상황들에 유용하다. 의사위성들의 또 다른 구현은 무선-비컨(radio-beacon)들로서 알려져 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "위성"은 의사위성들, 의사위성들의 균등물들, 및 가능하게 다른 것들을 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "SPS 신호들"은 의사위성들 또는 의사위성의 균등물들로부터의 SPS-형 신호들을 포함하도록 의도된다.
본 명세서에서 언급되는 "전세계 네비게이션 위성 시스템"(GNSS)은 공통의 시그널링 포맷에 따라 동기화된 네비게이션 신호들을 송신하는 SV들을 포함하는 SPS에 관한 것이다. 그러한 GNSS는 예를 들어, 집합체 내 다수의 SV들로부터 지구의 표면의 광대한 부분 상의 위치들로 동시에 네비게이션 신호들을 송신할 동기화된 궤도들 내 SV들의 집합체를 포함할 수 있다. 그러한 별개의 GNSS들은 예를 들어, 미국 국방부에 의해 운영되는 NAVSTAR 전세계 위치결정 시스템(GPS), 유럽 연합 및 유럽 우주 기구(European Space Agency)에 의한 운영을 위한 유럽 위성 네비게이션 시스템에 의해 개발되고 있는 계획된 갈릴레오 시스템, 소비에트 연방에 의해 개발되어 현재 러시아 정부에 의해 운영되는 글로나스(Glonass) 시스템 및 중국 정부에 의해 개발되고 있는 컴패스(Compass) 시스템을 포함할 수 있다. 그러나 이들은 단지 특정 구현예들에 사용될 수 있는 GNSS들의 예들에 불과할 뿐이며, 미래에 구현된 GNSS들을 포함한 다른 GNSS들도 청구대상을 벗어나지 않으면서 사용될 수 있음이 이해되어야 한다.
특정 GNSS 집합체의 멤버인 SV는 전형적으로 특정 GNSS 포맷에 고유한 포맷으로 네비게이션 신호들을 송신한다. 따라서, 제 1 GNSS 내 SV에 의해 송신된 네비게이션 신호를 획득하기 위한 기술들은 제 2 GNSS 내 SV에 의해 송신된 네비게이션 신호를 획득하기 위해 변경될 수 있다. 특정 예에서, 비록 청구대상이 이러한 점에서 제한되지는 않지만, GPS, 갈릴레오 및 글로나스는 각각 나머지 다른 2개의 명칭의 SPS들과 구별되는 GNSS를 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 그러나 이들은 단지 별개의 GNSS들과 연관된 SPS들의 예들에 불과할 뿐, 청구대상은 이러한 점에서 제한되지 않는다.
다수의 GSNN들의 존재는 다수의 GSNN들의 SV들이 수신기의 시야 내에 있는 경우 수신기가 그러한 다수의 GNSS들로부터의 SPS 신호들을 수신할 수 있게 한다. 그와 같이, 상이한 GNSS로부터의 SV들의 존재는 향상된 전세계 커버리지 및 GNSS 집합체들 내의 알려진 위치들에 배치된 SV들로의 의사거리 측정치들을 얻기 위한 다수의 기회들을 제공할 수 있다. 따라서, 상이한 GNSS들로부터 SPS 신호들을 프로세싱할 수 있는 네비게이션 수신기는 상이한 GNSS들의 그러한 SV들로의 의사거리 측정치들에 적어도 부분적으로 기초하여 위치를 결정할 수 있는 이점을 가질 수 있다. 여기서, 상이한 GNSS들로부터의 SPS 신호들은 상이한 시그널링 포맷들을 채택할 수 있기 때문에, 수신기는 SPS 신호를 송신하는 특정 GNSS에 기초하여 의사거리 측정치를 획득하기 위해 수신된 SPS 신호의 상이한 프로세싱을 채택할 수 있다. 이것은 상이한 캐리어 주파수들 상에서 상이한 GNSS로부터의 SPS 신호들의 송신에 의해 더 복잡하게 된다. 여기서, 각각의 GNSS에 의해 송신된 SPS 신호들에 대한 독립적인 그리고 전용의 프로세싱을 사용하는 것은 점차적으로 네비게이션 수신기들과 연관된 제조 비용, 전력 소모 및 무게에 부가될 수 있다.
도 2는 일 양상에 따라 다수의 GNSS들에서 발생하는 SPS 신호들과 연관된 스펙트럼들을 보여준다. 여기서, 제 1 GNSS(GNSS1)로부터 수신된 SPS 신호는 제 1 캐리어 주파수 f 1 에 중심이 맞추어진 스펙트럼(202)을 가질 수 있는 반면, 상이한 제 2 GNSS(GNSS2)로부터 수신된 제 2 SPS 신호는 제 2 캐리어 주파수 f 2 에 중심이 맞추어진 스펙트럼(204)을 가질 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 스펙트럼들(202 및 204)은 GNSS1 내 제 1 SV로의 의사거리 측정치들의 결정 및 GNSS2 내 제 2 SV의 결정을 가능하게 하기 위해 단일 수신기 채널 및/또는 단일 수신기 경로에서 수신될 수 있다. 따라서, 상이한 GNSS들로부터 수신된 SPS 신호들로부터 획득된 이러한 의사거리 측정치들은 수신기의 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
일 양상에서, 단일 수신기 채널 및/또는 단일 수신기 경로는 연관된 다수의 GNSS들로부터 수신된 다수의 SPS 신호들을 동시에 프로세싱하기 위해 단일 시리즈의 수신기 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 그러한 단일 수신기 채널 및/또는 단일 수신기 경로는 무선 주파수(RF) 필터, 그 다음 로컬 오실레이터로 다수의 GNSS들로부터 수신된 다수의 SPS 신호들을 믹싱할 단일 하향변환단, 다수의 SPS 신호들로부터 도출된 신호들을 필터링할 하나 이상의 필터들을 포함할 수 있다. 그러나,이것은 단일 수신기 채널 및/또는 단일 수신기 경로의 일 예에 불과할 뿐이며, 청구대상은 이러한 점에서 제한되지 않는다.
하나의 구현예에서, GNSS1 및 GNSS2로부터 수신된 SPS 신호들은 f 1 및 f 2 에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된 주파수 FLO를 갖는 로컬 오실레이터(LO) 신호로 수신된 신호들을 믹싱함으로써 단일 수신기 채널에서 프로세싱될 수 있다. 특정 구현예에 따른 도 3에 도시된 바와 같이, 수신기(300)는 단일 무선 주파수(RF) 안테나(302), 표면 탄성파(surface acoustic wave; SAW) 필터와 같은 대역통과 RF 필터(304) 및 저잡음 증폭기(low-noise amplifier)(306)에서 GNSS1 및 GNSS2로부터의 SPS 신호들을 수신할 수 있다. 그 다음 수신된 SPS 신호들은 도시된 바와 같이 수신된 신호들을 LO 신호와 믹싱함으로써 중간 주파수들로 복소 하향변환(complex downconvert)될 수 있다.
이러한 맥락에서, "하향변환"은 제 1 주파수 특성을 가진 입력 신호를 제 2 주파수 특성을 가진 출력 신호로 변환하는 것에 관한 것일 수있다. 하나의 특정 구현예에서, 비록 청구대상이 이러한 점에서 제한되는 것은 아니지만, 그러한 하향변환은 제 1 신호를 제 2 신호로 변환하는 것을 포함할 수 있고, 여기서, 제 2 신호는 제 1 신호의 주파수보다 더 낮은 주파수의 주파수 특성을 갖는다. 여기서, 특정 예들에서, 그러한 하향변환은 무선 주파수(RF) 신호를 중간 주파수(IF)로 변환하는 것 또는 IF 신호를 기저대역 신호 및/또는 기저대역 정보로 변환하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 이들은 단지 하향변환의 예들에 불과할 뿐이며, 청구대상은 이러한 점에서 제한되지 않는다.
특정 구현예에서, f 1 과 f 2 사이의 대략 중간점(midpoint)에서 FLO를 선택함으로써, 스펙트럼들(202 및 204)로부터 하향변환된 신호들의 부분들은 실질적으로 대역통과 필터들(308 및 310)에 의해 커버될 수 있다. 여기서, 예를 들어, FLO에 대한 특정 주파수의 선택은 실질적으로 또 다른 하향변환된 SPS 신호의 목적하는 신호 성분과 중첩할 수 있는 하나의 하향변환된 SPS 신호의 이미지 주파수 성분을 야기할 수 있다. 특정 실시예들에서, 그러한 중첩의 영향들은 LO로 믹싱하기 이전에 이미지 주파수 성분들을 감쇠하지 않고 회피될 수 있다. 그러나, 다른 구현예들에서 FLO는 f 1 과 f 2 사이의 대략 중간점이 아닌 어딘가로 선택될 수 있고, 청구대상은 이러한 점에서 제한되지 않는다.
그 다음, 연관된 BPF들(308 및 310)에 의해 필터링된 동위상(in-phase) 및 직교위상(quadrature) 성분들은 이하에 예시된 바와 같이 추가 프로세싱을 위해 디지털로 샘플링된 동위상 및 직교위상 성분들을 제공하기 위해 아날로그 대 디지털 변환 회로(ADC)들(312 및 314)에서 디지털로 샘플링될 수 있다. 여기서, ADC들(312 및 314)은 결합된 신호의 나이퀴스트(Nyquist) 레이트 이상으로 BPF들(308 및 310)의 출력 신호들을 샘플링하도록 적응될 수 있다. 또한, 현재 예시된 구현예는 일차 하향변환단과 이차 하향변환단 사이에 ADC들(312 및 314)을 포함한다. 그러나, 다른 구조가 청구대상으로부터 벗어나지 않으면서 구현될 수 있음이 이해되어야 한다. 다른 구현예들에서, 예를 들어, 아날로드 대 디지털 변환은 이차 하향변환 다음에 일어날 수 있다. 다시, 이러한 것들은 단지 예시적인 구현예들에 불과할 뿐이며, 청구대상은 이러한 점들에서 제한되지 않는다.
또한, 대안적인 구현예들에서, ADC들(312 및 314)은 단일의 복소(complex) ADC로, 또는 동위상 및 직교위상 신호 경로들 간에 공유될 적절한 지연들을 가진 단일의 시간 공유된 그리고/또는 멀티플렉싱된 ADC로 대체될 수 있다.
특정 구현예들에서, GNSS1 및 GNSS2는 상이한 GNSS들의 여러 쌍들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 비록 청구대상이 이러한 점에서 제한되는 것은 아니지만, GNSS1 및 GNSS2는 동작 대역을 제한함으로써 SAW(304) 및/또는 LNA(306)의 저비용 제조를 가능하게 하기 위해 f 1 및 f 2 가 주파수에서 근접하도록 선택될 수 있다. 여기서, 예를 들어, GNSS1 및 GNSS2는 GPS L1 및 Glonass L1(여기서, f 1 ≒ 1575 MHz이고 f 2 ≒ 1602 MHz), GPS L1 및 Compass L1((여기서, f 1 ≒ 1575 MHz이고 f 2 ≒ 1590 또는 1561 MHz), Galileo L1 및 Glonass L1((여기서, f 1 ≒ 1575 MHz이고 f 2 ≒ 1602 MHz), GPS L2 및 Glonass L2((여기서, f 1 ≒ 1228 MHz이고 f 2 ≒ 1246 MHz), 그리고 GPS L2 및 Compass L2(여기서, f 1 ≒ 1228 MHz이고 f 2 ≒ 1269 또는 1207 MHz)와 같은 여러 쌍들 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나,이들은 특정 구현예들에서 선택될 수 있는 GNSS 쌍들 중 특정 예들에 불과할 뿐이고, 청구대상은 임의의 특정 GNSS 쌍에 제한되지 않는다.
GNSS1 및 GNSS2는 특정 실시예들에서 앞서 예시한 바와 같이 f 1 및 f 2 가 주파수에서 가깝도록(예를 들어, 둘 다 L1 대역에 있거나 둘 다 L2 대역에 있도록) 선택될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 더 많이 분리된 캐리어 주파수들에서 송신된 SPS 신호들은 앞서 예시한 바와 같이 단일 수신기 채널에서 공통의 중간 주파수로 하향변환될 수 있다. 하나의 특정 예에서, GNSS 집합체 내 SV는 예를 들어, L1 및 L2 주파수 대역들(GPS에서, 예를 들어, L1은 1575.42 MHz에 위치하고 L2는 1227.6 MHz에 위치함)과 같이 상이한 캐리어 주파수들 및/또는 주파수 대역들에서 다수의 SPS 신호들을 송신할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 기술들은 동일한 GNSS로부터 수신된, 그러나 상이한 주파수 대역들 상에서 송신된 SPS 신호들(예를 들어, L1 및 L2에서의 GPS 신호들)의 프로세싱에 적용가능할 수 있음이 이해되어야 한다. 결과로 나오는 복합 신호는 더 큰 대역폭을 가질 수 있고, 그리하여 ADC들(312 및 314)에서의 샘플링을 위한 나이퀴스트 레이트를 증가시킨다.
특정 실시예들에서, BPF들(308 및 310)의 대역폭은 GNSS1 및 GNSS2 양쪽 모두로부터 수신된 SPS 신호들의 부분들을 프로세싱하기 위해 대략 공통의 중간 주파수 IF0에서 중심이 맞추어질 수 있다. 부가하여, BPF들(308 및 310)의 대역폭은 스펙트럼들(202 및 204)의 대역들 외부에서 현저한 잡음을 도입하지 않으면서 GNSS1 및 GNSS2 양쪽 모두로부터 수신된 충분한 정보 SPS 신호들을 포착하기에 충분히 넓도록 구현될 수 있다. 부가하여, BPF들(308 및 310)은 현저한 왜곡 없이 주어진 샘플링 레이트에서(예를 들어, 대략 나이퀴스트 레이트에서) ADC들(312 및 314)에 의한 샘플링을 가능하게 하기에 충분히 좁게 선택될 수 있다.
특정 구현예들에 따라, ADC들(312 및 314)에 의해 제공된 샘플링된 동위상 및 직교위상 성분들은 GNSS 프로세서들(3181 내지 318n)에서 GNSS-특정 기저대역 프로세싱하기에 앞서 복소 하향변환(316)에 따라 더 프로세싱될 수 있다. 일 구현예에서, GNSS 프로세서(318j)는 특정 GNSS 또는 그것의 부분에 대해 기저대역 프로세싱을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, GNSS 프로세서(318i)가 GPS L1에 따라 SPS 신호들을 프로세싱하도록 적응되는 반면, 상이한 GNSS 프로세서(318j)가 Galileo L1에 따라 SPS 신호들을 프로세싱하도록 적응될 수 있음이 가능하다. 또 다른 실시예에서, 3개 또는 그 이상의 GNSS로부터 수신된 SPS 신호들은 연관된 GNSS 프로세서(318)에 의해 프로세싱될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 개별 GNSS 프로세서들(318)은 수신된 Glonass 신호의 8개의 개별 서브-대역들 각각에 대하여 8번의 하향변환들 각각을 개별적으로 반복하기 위해 사용될 수 있다.
특정 구현예들에서, 상이한 GNSS1 내지 GNSSn의 기저대역 신호들은 상이한 로컬 오실레이터 주파수들과 연관될 수 있다. 그와 같이, 도 3에 도시된 복소 하향변환(316)은 상이한 GNSS1 내지 GNSSn과 연관된 기저대역 신호들을 복구하기 위해 상이한 로컬 오실레이터 주파수들을 ADC들(312 및 314)에 의해 제공된 샘플링된 동위상 및 직교위상 성분들과 결합할 수 있다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같은 하향변환 회로의 특정 예에서, 상이한 기저대역 신호들은 동일한 로컬 오실레이터 주파수와 연관된다. 여기서, 도 4에 도시된 특정 하향변환 회로는 특정 구현예에 따른 예시적인 하향변환 회로에 불과할 뿐이고 청구대상이 이러한 점에서 제한되지 아니함이 이해되어야 한다.
도 4는 복소 하향변환(316)의 일 특정 구현예에 따른 복소 하향변환을 보여주고, 여기서 복소 하향변환은 2개의 GNSS들(예를 들어, GNSS1 및 GNSS2에 대해 n = 2)에 대해 수행되고, 동위상 및 직교위상 샘플들은 GNSS1(GNSS1_I 및 GNSS1_Q)에 따른 프로세싱을 위한 출력 샘플들 및 GNSS2(GNSS2_I 및 GNSS2_Q)에 따른 프로세싱을 위한 출력 샘플들을 제공하기 위하여 도시된 바와 같이 믹싱되고 결합된다. 여기서, 특정 GNSS들에 대하여 LO_I1, LO_Q1, LO_I2 및 LO_Q2에 대한 주파수들은 서브대역 중심 주파수들의 특정 부호의 오프셋(signed offset)들, 및 더 이전의 RF 대 IF 하향변환단에서의 LO로의 믹싱으로부터 야기된 중간 주파수들에 의존할 수 있다.
이러한 특정 구현예에서, 믹서 출력 신호들 LO_I1, LO_Q1, LO_I2 및 LO_Q2는 예를 들어, 주파수 FLO와 같은 시스템 파라미터들의 특정 선택에 따른 특정 출력 샘플들을 제공하기 위해 합산 및/또는 감산에 의해 결합될 수 있다. 그러나, 믹서 출력은 다른 구현예들에서 상이하게 결합될 수 있고, 청구대상은 이러한 점에서 제한되지 않음이 이해되어야 한다.
GNSS1 및 GNSS2에 대한 로컬 오실레이터들이 매우 근접하거나 동일한 도 4에 도시된 특정 구현예에서, LO_I1, LO_Q1, LO_I2 및 LO_Q2에 대한 주파수들은 동일할 수 있다. 그와 같이, 도 4에 도시된 복소 하향변환 회로의 특정 구현예는 제 1 및 제 2 중간 주파수(IF) 신호들을 연관된 제 1 및 제 2 기저대역 신호들로 하향변환시키도록 적응될 수 있다. 여기서, 단지 4개의 곱셈기(multiplier)들만이 로컬 오실레이터로 제 1 및 제 2 IF 신호들을 결합하기 위해 사용되어, 연관된 4개의 곱셈기 출력 신호들을 제공한다. 제 1 쌍 합산기(pair adder)는 4개의 곱셈기 출력 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 기저대역 신호를 제공한다. 제 2 쌍의 합산기들은 4개의 곱셈기 출력 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 기저대역 신호를 제공한다.
특정 실시예들에서, 복소 하향변환(316)으로부터의 출력 샘플들은 GNSS-특정 프로세싱 이전에 더 프로세싱될 수 있다. Glonass에 따른 프로세싱을 위한 출력 샘플들을 제공하기 위해 동위상 및 직교위상 샘플들을 프로세싱하기 위해 사용된 하나의 특정 구현예에서, 부가적인 프로세싱이 Glonass로부터 수신된 SPS 신호에서 주파수 분할 멀티플렉싱된 개별 신호들을 추출하기 위해 사용될 수 있다. 여기서, 예를 들어, Glonass에 대한 출력 샘플들 GNSS2_I 및 GNSS2_Q은 수신된 SPS 신호의 N개의 주파수 서브-대역들과 연관된 N개의 출력 샘플들을 제공하도록 더 프로세싱될 수 있다. 여기서, 예를 들어, 그러한 부가적인 프로세싱은 예를 들어, 디지털 푸리에 변환 및/또는 다른 디지털 필터들을 포함할 수 있다.
앞서 지적한 바와 같이, 복소 하향변환(316)에 의해 제공된 출력 샘플들은 예를 들어, 수신기의 위치를 결정하는 것을 보조할 의사거리 측정치들을 결정하기 위해 특정 GNSS 신호 프로세싱 요구조건들에 따라 기저대역 프로세싱될 수 있다. 특정 예에 따라 이하에서 예시되는 바와 같이, 그러한 기저대역 프로세싱은 도플러 주파수 측정치를 결정하는 것 및 수신된 SPS 신호와 연관된 코드 위상 검출을 포함할 수 있다.
일 예에 따라, 수신기에서 볼 수 있는 SV는 그러한 SV에 대해 탐색될 코드 위상 및 도플러 주파수 가정들의 2차원 도메인을 정의하는 탐색 윈도우 파라미터들의 특정 세트와 연관될 수 있다. 도 5에 도시된 일 구현예에서, SV에 대한 탐색 윈도우 파라미터들은 코드 위상 탐색 윈도우 크기 WIN_SIZE CP , 코드 위상 윈도우 중심, WIN_CENT CP , 도플러 탐색 윈도우 크기, WIN_SIZE DOPP , 및 도플러 윈도우 중심, WIN_CENT DOPP 를 포함한다. 하나의 구현예에서, 이러한 파라미터들은 PDE에 의해 가입자국에 제공된 동기획득 보조 메시지(acquisition assistance message)에 의해 표시될 수 있다.
도 5에 예시된 SV에 대한 2-차원 탐색 공간은 코드 위상 축이 수평축이고 도플러 주파수 축이 수직축임을 보여주나, 이러한 할당은 임의적이고 역으로 될 수 있다. 코드 위상 탐색 윈도우의 중심은 WIN_CENT CP 으로 지칭되고, 코드 위상 탐색 윈도우의 크기는 WIN_SIZE CP 로 지칭된다. 도플러 주파수 탐색 윈도우의 중심은 WIN_CENT DOPP 로 지칭되고, 도플러 주파수 탐색 윈도우는 WIN_SIZE DOPP 로 지칭된다.
SV들로부터 주기적으로 반복되는 신호들을 획득하기 위한 시스템이 특정 예에 따라 도 6에 예시된다. 그러나, 이것은 특정 예에 따른 그러한 신호들을 획득할 수 있는 시스템의 구현예에 불과할 뿐이고, 다른 시스템들이 청구대상으로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 특정 구현예에 따른 도 6에 예시된 바와 같이, 그러한 시스템은 프로세서(1302), 메모리(1304) 및 상관기(1306)를 포함하는 컴퓨팅 플랫폼을 포함할 수 있다. 상관기(1306)는 직접적으로 또는 메모리(1304)를 통해 프로세서(1302)에 의해 프로세싱될 수신기(미도시)에 의해 제공된 신호들로부터 상관 함수들을 생성하도록 적응될 수 있다. 상관기(1306)는 하드웨어, 소프트웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 그러나, 이러한 것들은 단지 상관기가 특정 양상들에 따라 어떻게 구현될 수 있는지에 대한 예들에 불과할 뿐이고, 청구대상은 이러한 양상들에 제한되지 않는다.
일 예에 따라, 메모리(1304)는 컴퓨팅 플랫폼의 적어도 일부를 제공하기 위해 프로세서(1302)에 의해 액세스가능하고 실행가능한 기계-판독가능 명령들을 저장할 수 있다. 특정 예에서, 비록 청구대상은 이러한 점들에서 제한되지 않지만, 프로세서(1302)는 앞서 예시된 바와 같이 상관기(1306)에게 위치 결정 신호들을 탐색하고 상관기(1306)에 의해 생성된 상관 함수들로부터 측정치들을 도출할 것을 지시할 수 있다.
본 명세서에 기재된 네비게이션 수신기의 구현예들은 예를 들어, 이동국(MS), 기지국 및/또는 차량 네비게이션 시스템들과 같은 여러 디바이스들 중 어느 하나에 통합될 수 있다. 그러한 MS는 예를 들어, 이동 전화, 노트북 컴퓨터, 개인용 휴대 단말(PDA), 개인용 네비게이션 디바이스 및/또는 이와 유사한 것과 같은 여러 디바이스들 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 도 7은 MS의 특정 구현예를 보여주고, 여기서 무선 트랜시버(1406)는 RF 캐리어 상의 음성 또는 데이터와 같은 기저대역 정보로 RF 캐리어 신호를 변조하도록 적응될 수 있고, 그러한 기저대역 정보를 획득하기 위해 변조된 RF 캐리어를 복조할 수 있다. 안테나(1410)는 무선 통신 링크를 통해 변조된 RF 캐리어를 송신하고 무선 통신 링크를 통해 변조된 RF 캐리어를 수신하도록 적응될 수 있다.
기저대역 프로세서(1408)는 무선 통신 링크를 통한 송신을 위하여 CPU(1402)로부터 트랜시버(1406)로 기저대역 정보를 제공하도록 적응될 수 있다. 여기서, CPU(1402)는 사용자 인터페이스(1416) 내 입력 디바이스로부터 그러한 기저대역 정보를 획득할 수 있다. 기저대역 프로세서(1408)는 또한 사용자 인터페이스(1416) 내 출력 디바이스를 통한 송신을 위하여 트랜시버(1406)로부터 CPU(1402)로 기저대역 정보를 제공하도록 적응될 수 있다.
사용자 인터페이스(1416)는 음성 또는 데이터와 같은 사용자 정보를 입력 또는 출력하기 위한 복수 개의 디바이스들을 포함할 수 있다. 그러한 디바이스들은 예를 들어, 키보드, 디스플레이 스크린, 마이크로폰 및 스피커를 포함할 수 있다.
SPS 수신기(SPS Rx)(1412)는 SPS 안테나(1414)를 통해 SV들로부터의 송신들을 수신하여 복조하고, 복조된 정보를 상관기(1418)로 제공하도록 적응될 수 있다. 상관기(1418)는 수신기(1412)에 의해 제공된 정보로부터 상관 함수들을 도출하도록 적응될 수 있다. 주어진 PN 코드에 대하여, 예를 들어, 상관기(1418)는 코드 위상 탐색 윈도우를 마련할 코드 위상들의 범위에 걸쳐, 그리고 앞서 예시된 바와 같이 도플러 주파수 가정들의 범위에 걸쳐 정의된 상관 함수를 생성할 수 있다. 그와 같이, 개별 상관은 정의된 코히어런트 및 넌-코히어런트 적분 파라미터들에 따라 수행될 수 있다.
*상관기(1418)는 또한 트랜시버(1406)에 의해 제공된 파일럿 신호들에 관한 정보로부터 파일럿-관련 상관 함수들을 도출하도록 적응될 수 있다. 이러한 정보는 무선 통신 서비스들을 획득하기 위해 가입자국에 의해 사용될 수 있다.
채널 디코더(1420)는 기저대역 프로세서(1408)로부터 수신된 채널 심볼들을 기저에 있는 소스 비트들로 디코딩하도록 적응될 수 있다. 채널 심볼들이 컨볼루션으로 인코딩된 심볼들을 포함하는 일 예에서, 그러한 채널 디코더는 비터비 디코더(Viterbi decoder)를 포함할 수 있다. 채널 심볼들이 컨볼루션 코드들의 직렬 또는 병렬 연쇄들을 포함하는 제 2 예에서, 채널 디코더(1420)는 터보 디코더를 포함할 수 있다.
메모리(1404)는 기재되었거나 제안된 프로세스들, 예시들, 구현예들, 또는 그에 대한 예시들 중 하나 이상을 수행하도록 실행가능한 기계-판독가능 명령들을 저장하도록 적응될 수 있다. CPU(1402)는 그러한 기계-판독가능 명령들을 액세스하여 실행하도록 적응될 수 있다. 이러한 기계-판독가능 명령들의 실행을 통해, CPU(1402)는 상관기(1418)에게 상관기(1418)에 의해 제공된 SPS 상관 함수들을 분석하고 그것의 피크들로부터 측정치들을 도출하고 위치의 추정이 충분히 정확한지 여부를 결정할 것을 지시할 수 있다. 그러나, 이러한 것들은 특정 양상에서 CPU에 의해 수행될 수 있는 작업들의 예들에 불과하며, 청구대상은 이러한 양상들에 제한되지 않는다.
특정 예에서, 가입자국에서의 CPU(1402)는 앞서 예시된 바와 같이 SV들로부터 수신된 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 가입자국의 위치를 추정할 수 있다. CPU(1402)는 또한 특정 예들에 따라 앞서 예시된 바와 같이 제 1 수신 신호들에서 검출된 코드 위상에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 수신 신호를 획득하기 위한 코드 탐색 범위를 결정하도록 적응될 수 있다. 그러나, 이러한 것들은 의사거리 측정치들에 적어도 부분적으로 기초하여 위치를 추정하고 그러한 의사거리 측정치들의 양적인 평가들을 결정하며 특정 양상들에 따라 의사거리 측정치들의 정확성을 개선할 프로세스를 종결하기 위한 시스템들의 예시들에 불과하고, 청구대상은 이러한 점들에서 제한되지 않음이 이해되어야 한다.
현재 예시적인 특징들인 것으로 간주되는 것을 예시하고 기술한 반면, 청구대상으로부터 벗어나지 않으면서 여러 다양한 다른 변형예들이 이루어질 수 있고 균등물들로 대체될 수 있음이 당업자들에 의해 이해될 것이다. 부가적으로, 다수의 변형예들이 본 명세서에 기술된 중심 개념에서 벗어나지 않으면서 청구대상의 교시들에 특정 상황을 적응시키도록 이루어질 수 있다. 따라서, 청구대상이 개시된 특정 예들에 제한되는 것이 아니라, 그러한 청구대상이 또한 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 모든 양상들 및 그 균등물들을 포함할 수 있음을 의도한다.

Claims (1)

  1. 다수의 위성 포지셔닝 신호들을 포함하는 신호를 수신하는 단계;
    적어도 제 1 위성 신호 성분 및 제 2 위성 신호 성분을 포함하는 복합 신호를 생성하기 위하여 상기 수신된 신호를 처리하는 단계;
    적어도 별개의 제 1 위성 신호 부분 및 별개의 제 2 위성 신호 성분을 생성하기 위하여 상기 복합 신호를 처리하는 단계를 포함하며,
    상기 복합 신호를 처리하는 단계는,
    상기 복합 신호의 아날로그 대 디지털 변환과 복합 하향변환을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
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