TW201525506A - 於全球定位系統(gps)信號中的無線電頻率干擾(rfi)之減輕 - Google Patents

於全球定位系統(gps)信號中的無線電頻率干擾(rfi)之減輕 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種用於減少脈衝式無線電頻率干擾之技術。可在一全球定位系統(GPS)裝置處接收GPS信號。該GPS裝置可包含一GPS接收器。該GPS信號可包含複數個符號及量值位元。可基於該GPS信號中之該等量值位元之樣本而偵測該GPS信號中之脈衝式RFI。可在該等量值位元之該等樣本指示該脈衝式RFI時藉由傳達一空白信號來減少在該GPS接收器處接收之該脈衝式RFI。

Description

於全球定位系統(GPS)信號中的無線電頻率干擾(RFI)之減輕 政府許可權利
本發明係根據由空軍部授予之編號為FA8682-10-C-0007之合同在政府支援下進行。政府具有本發明之某些權利。
近年來,全球定位系統(GPS)裝置之數目在世界各地之軍事、民用及商業使用者當中迅速增長。一般而言,GPS係提供位置及時間資訊之一基於空間之衛星導航系統。GPS可在地球上或地球附近對於四個或四個以上GPS衛星而言存在一無障礙視線之任何地方發揮作用。因此,GPS不可接達建築物內部、地下位置或水下。GPS在陸地上、海上或在空中具有多種應用。舉例而言,GPS可促進諸如銀行業務、行動電話操作、對商用飛機及船隻之導航、科學研究、追蹤及監控之活動。
100‧‧‧實例性圖解說明
102‧‧‧L1信號
104‧‧‧L2信號
106‧‧‧全球定位系統接收器
200‧‧‧系統
202‧‧‧全球定位系統信號
204‧‧‧先進先出延遲緩衝器
206‧‧‧移動累計
402‧‧‧天線
404‧‧‧先進先出延遲緩衝器
406‧‧‧狀態機
408‧‧‧選擇可用性反欺騙模組(SAASM)
410‧‧‧場可程式化閘陣列/全球定位系統裝置
412‧‧‧全球定位系統接收器
500‧‧‧全球定位系統裝置
502‧‧‧接收模組
504‧‧‧脈衝式無線電頻率干擾偵測模組
506‧‧‧脈衝式無線電頻率干擾減少模組
本發明之特徵及優點將自結合附圖進行之以下詳細說明顯而易見,該等附圖與該詳細說明一起藉由實例方式圖解說明本發明之特徵;且,在該等附圖中:圖1係根據本發明之一實施例之傳達至一GPS接收器之全球定位系統(GPS)信號之一實例性圖解說明。
圖2係根據本發明之一實施例之用於減少無線電頻率干擾(RFI)之 一實例性系統。
圖3係根據本發明之一實施例之用於減少無線電頻率干擾(RFI)之一方法之一實例性圖式。
圖4係根據本發明之一實施例之可接收具有經減少無線電頻率干擾(RFI)之一GPS信號之一實例性全球定位系統(GPS)裝置。
圖5係根據本發明之一實施例之能夠接收具有經減少無線電頻率干擾(RFI)之GPS信號之一全球定位系統(GPS)裝置之一實例性圖式。
現在將參考所圖解說明之例示性實施例,且本文中將使用特定語言對其進行闡述。然而仍將理解不意欲藉此限制本發明之範疇。
如本文中所使用,術語「實質上」指代一動作、特性、性質、狀態、結構、項目或結果之完全或幾乎完全範圍或程度。舉例而言,「實質上」封圍之一物件將意指完全封圍或幾乎完全封圍該物件。與絕對完全性之確切容許偏差度在某些情形中可取決於特定內容脈絡。然而,一般而言,接近完全所得到之結果將如同絕對且徹底完全所得到之總體結果一般。「實質上」之使用在用於一消極含義中時是同樣適用的以指代一動作、特性、性質、狀態、結構、項目或結果之完全或幾乎完全缺少。
下文提供對技術實施例之一初始概述且然後於稍後進一步詳細地闡述特定技術實施例。此初始概要意欲幫助讀者更快速地理解該技術,而非意欲識別該技術之關鍵特徵或基本特徵,亦不意欲限制所主張之標的物之範疇。
全球定位系統(GPS)接收器可用於提供範圍廣泛之情景中之位置資訊。舉例而言,GPS接收器可與汽車、飛機、導彈、行動裝置等一起使用。GPS接收器可接收來自複數個衛星之GPS信號以判定GPS接收器之位置。舉例而言,一導彈可在計算一導航路徑時使用GPS信號 或使用GPS信號以追隨一預定導航路徑。在某些例項中,由GPS接收器接收之GPS信號可包含脈衝式無線電頻率干擾(RFI)。一般而言,一脈衝式信號可經歷振幅自一基線值至一較高或較低值且然後快速返回至基線值之一迅速改變。一脈衝式信號可具有一矩形脈衝、一餘弦平方脈衝、一狄悅克(Dirac)脈衝、一辛克(sinc)脈衝、一高斯(Gaussian)脈衝等。
脈衝式RFI可遮蔽GPS信號且結果係,GPS接收器可能無法基於GPS信號來判定其位置。換言之,脈衝式RFI可具有與一典型GPS信號相比較大之振幅,以使得脈衝式RFI可遮蔽GPS信號。因而,可使用一脈衝式RFI減輕技術來識別GPS信號中之脈衝式RFI,且然後自GPS信號移除脈衝式RFI。實質上無脈衝式RFI之GPS信號可傳達至GPS接收器。因此,GPS裝置可成功地追蹤GPS信號以執行導航功能。
圖1係傳達至GPS接收器106之GPS信號之一實例性圖解說明100。GPS接收器106可使用L1及L2頻率來接收GPS信號。換言之,GPS接收器可接收來自複數個衛星之一L1信號102及一L2信號104。L1信號102可以1.57542吉赫(GHz)之一頻率進行廣播且L2信號104可以1.2276GHz之一頻率進行廣播。GPS接收器106可使用在200赫茲(Hz)下以一50%工作循環進行之L1信號104與L2信號104之間的頻帶多工。L1信號102或L2信號104可在每一L1或L2頻帶之相對50%工作上對於GPS接收器106而言係空白的(亦即,無信號或一「0」信號)。換言之,當L1信號102係空白的時,則L2信號104不係空白的,且反之亦然。因此,L1信號102及L2信號104可各自50%之時間係空白的。如將在下文進一步詳細論述,可獨立於L2信號104來減輕L1信號102中之脈衝式RFI。因而,脈衝式RFI減輕技術可應用於L1信號102及L2信號104兩者以用於減少在GPS接收器106處接收之脈衝式RFI的量。
脈衝式RFI可藉由使載波對信號雜訊(C/No)降級來不利地影響GPS接收器106,其中以分貝或dB為單位來表達C/No。當L1及L2頻帶兩者中之脈衝式RFI減少時,C/No比率可增加。作為一實例,脈衝式RFI可使用脈衝式RFI減輕技術使C/No比率減小大約3.8dB,然而當不使用脈衝式RFI減輕技術時可使C/No比率減小大約24dB。在不存在脈衝式RFI之情況下,GPS接收器106之C/No比率可不改變,此乃因實質上100%之GPS信號可提供至GPS接收器106。
在一項實例中,可在GPS接收器106之現有韌體中實施脈衝式RFI減輕技術。舉例而言,可在包含於GPS裝置中之一場可程式化閘陣列(FPGA)裝置中實施脈衝式RFI減輕技術。可修改與FPGA裝置相關聯之超高速積體電路硬體描述語言(VHDL)以減少GPS信號中之脈衝式RFI。脈衝式RFI減輕技術可在天線及GPS接收器106中之溫度及增益變化期間支援一致操作。脈衝式RFI減輕技術可獨立於頻率、工作循環、脈衝率及RFI信號量值。另外,脈衝式RFI減輕技術可係非同步的,以使得可減輕非週期性RFI脈衝及週期性RFI脈衝。此外,脈衝式RFI減輕技術可不將RFI脈衝限於具有一50%工作循環。
圖2係用於減少GPS信號202中之脈衝式RFI之一系統200之一實例性圖式。在一項實例中,可在包含於一GPS裝置中之一場可程式化閘陣列(FPGA)中實施系統200。如先前所論述,GPS接收器可經由一天線接收GPS信號202(亦即,L1信號及L2信號)。GPS信號202可提供至一先進先出(FIFO)延遲緩衝器204,其中GPS信號包含複數個符號及量值位元。在FIFO延遲緩衝器204接收GPS信號202時,預定義數目個GPS信號樣本可暫時儲存於FIFO延遲緩衝器204中。在一項實例中,FIFO延遲緩衝器204可保存128個GPS信號樣本。該128個GPS信號樣本可隨著FIFO延遲緩衝器204接收到新GPS信號而不斷更新。
在一項實例中,包含於GPS信號樣本中之量值位元可指示至GPS 接收器中之輸入信號位準。舉例而言,量值位元可在其信號位準(或信號功率)超過一預期平均信號位準(或平均信號功率)達一規定偏差時指示一「1」狀態(或一「命中」)。相反,量值位元可在信號位準對應於平均信號位準時指示一「0」狀態(或一未命中)。如將在下文進行論述,量值位元可用於區分GPS信號202中之脈衝式RFI資料與非脈衝式RFI資料。
可在FIFO延遲緩衝器204中判定指示一「命中」之量值位元之一移動累計(running sum)206。可偵測GPS信號202中之脈衝式RFI,此取決於在FIFO延遲緩衝器204中偵測到的「命中」之數目。特定而言,若量值位元之移動累計206顯示預定義數目個連續命中,則可推測GPS信號202具有脈衝式RFI。在一項實例中,若量值位元之移動累計206指示連續不斷之100個或100個以上命中,則可推測GPS信號202具有脈衝式RFI。換言之,出自128個樣本之至少100個連續命中可指示GPS信號202中存在脈衝式RFI。
當在GPS信號202中偵測到脈衝式RFI時,可取代具有脈衝式RFI之GPS信號202將一空白樣本提供至GPS接收器。在一項實例中,可回應於指示一量值「命中」之100個連續樣本而將空白樣本提供至GPS接收器。若移動累計206指示少於100個連續量值命中(或0個量值命中),則不將空白樣本提供至GPS接收器。在另一實例中,若自128個樣本判定100個非連續「命中」,則不將空白樣本提供至GPS接收器。
在一項實例中,當100個或100個以上命中連續不斷地發生時,可多工處理FIFO延遲緩衝器204之輸出(亦即,GPS信號202之符號及量值位元)與一空白輸出(亦即,「0」資料)。連同空白輸出一起多工處理之FIFO延遲緩衝器204之輸出可產生空白信號。該空白信號可輸入至GPS接收器。換言之,GPS接收器可在移動累計206指示GPS信號202含有脈衝式RFI時接收「0」資料。當少於100個命中連續不斷地發 生時,FIFO延遲緩衝器204之輸出可輸入至GPS接收器。
如在下文進一步詳細論述,空白信號可饋送至GPS接收器達一預定義時間週期。舉例而言,空白信號可饋送至GPS接收器達額外160個樣本。由於GPS接收器接收空白信號,因此GPS信號202中之脈衝式RFI不可抑制GPS接收器之功能性。在一預定義時間週期之後,GPS接收器可停止接收空白信號並接收無脈衝式RFI之GPS信號。因而,GPS接收器可以空白信號之間隔接收不具有脈衝式RFI之GPS信號。空白信號之間隔可指示其中移除脈衝式RFI之GPS信號之部分。
在一項實例中,FIFO延遲緩衝器204之輸出可傳達至一選擇可用性反欺騙模組(SAASM)。SAASM可係由軍隊使用以允許解密GPS信號之一GPS接收器。由於GPS依賴於自衛星行進至地面上之GPS接收器之低功率頻率波,因此GPS在一軍事場景中可易受敵人之有意擾亂。因此,SAASM可減小GPS接收器接收一欺騙信號(亦即,致使GPS接收器判定一不正確位置之一經有意修改GPS信號)之可能性。另外,空白信號可在於GPS信號202中偵測到脈衝式RFI之週期期間傳達至SAASM。SAASM可解密GPS信號並使用經解密GPS信號來判定GPS裝置之一地理位置。
另一選擇係,FIFO延遲緩衝器204之輸出(亦即,GPS信號202之符號及量值位元)可傳達至一定位模組。定位模組可接收空白信號及無脈衝式RFI之一GPS信號。定位模組可在於GPS信號中偵測到脈衝式RFI時接收空白信號達預定義時間週期或高達100微秒。定位模組可使用無脈衝式RFI之GPS信號判定GPS裝置之一地理位置。換言之,可在SAASM不首先解密無脈衝式RFI之GPS信號之情況下判定位置。
當空白信號傳達至GPS接收器時,一固定量值命中率資料串流可輸入至一自動增益控制(AGC)VHDL,以使得空白信號可具有對AGC之一最小化效應。一般而言,AGC可係存在於GPS裝置中之一自適應 系統。可回饋平均輸出信號位準以將增益調整至針對一範圍之輸入信號位準之一適當位準。在GPS裝置中,AGC充當一可變增益放大器,從而調整傳入GPS信號之功率以最小化量化損耗。在一項實例中,一固定16%量值命中比率可輸入至AGC。另外,由於可基於具有一量值命中之100個連續樣本來判定脈衝式RFI,因此可在GPS接收器接收連續波(CW)擁塞信號或寬頻帶擁塞信號時類似地控制AGC。
在一項實例中,移動累計206判定預定義數目個未命中(亦即,不指示一「1」之樣本),且然後一0信號可饋送至AGC中以自動增加增益。舉例而言,一0信號可在移動累計206判定1280個連續未命中樣本時饋送至AGC中。換言之,一第二移動累計可保持1280個樣本以在於GPS信號樣本中未偵測到脈衝式RFI之情況下重設AGC。另外,可偵測並減少獨立於L2頻率之L1頻率中之脈衝式RFI信號。因而,可針對L1頻率及L2頻率兩者獨立地執行用於減少來自GPS信號之脈衝式RFI之脈衝式RFI技術。
在一項實例中,GPS信號可包含連續RFI且然後回復至一脈衝式RFI。由於AGC可已使中間頻率(IF)信號衰減,因此與脈衝式RFI相關聯之量值位元可在脈衝之ON部分期間表現為一正常信號(亦即,無RFI之一GPS信號)。在脈衝之OFF部分期間,量值位元可表現為一連串0。因此,可不多工處理空白信號與GPS信號,此乃因GPS信號可被IF AGC衰減。因此,一連串0可傳達至AGC狀態機達一預定時間週期(例如,10毫秒)。在10ms之後,AGC可返回至最大IF增益且移動累計206可繼續基於暫時儲存於FIFO延遲緩衝器204中之GPS信號樣本而偵測脈衝式RFI。
圖3係用於減少一GPS信號中RFI之一方法之一實例性圖式。脈衝式RFI減輕技術可受取決於諸如脈衝式RFI或習用RFI之輸入GPS信號之類型而改變狀態之一狀態機控制。習用RFI可包含連續波(CW)擁塞 信號及寬頻帶擁塞信號。狀態機可包含四個狀態:狀態0、狀態1、狀態2及狀態3。狀態1可包含狀態1A及狀態1B。
在狀態0處,可判定GPS信號中之RFI。狀態機可處於狀態0(亦即,一預設狀態)中直至在GPS信號中偵測到RFI。如先前所論述,可在出自128個樣本之100個連續量值位元指示存在RFI時在GPS信號中偵測到RFI。量值位元可指示至GPS接收器中之輸入信號位準。舉例而言,量值位元可在其信號位準(或信號功率)超過一預期平均信號位準(或平均信號功率)達一規定偏差時指示一「1」狀態(或一「命中」)。當在狀態0中在GPS信號中偵測到100個連續量值命中時,則狀態機可轉變為狀態1(亦即,發送空白信號)。在狀態0中,若連續不斷地偵測到1280個0(亦即,係未命中之量值位元),則可降低AGC臨限值(亦即,狀態3)。
在狀態1A中,一空白信號可傳達至GPS接收器。換言之,可多工處理GPS信號與一空白輸出以產生一空白信號。如先前所論述,當在狀態0中在GPS信號中偵測到100個連續量值命中時,空白信號可傳達至GPS信號。空白信號可基於一計時器傳達至GPS接收器。計時器可限制空白信號傳達至GPS接收器之週期。在一項實例中,計時器可將空白化限制為100微秒之一最大值。換言之,在偵測到脈衝式RFI之後,空白信號可傳達至GPS接收器高達100微秒。
若脈衝式RFI在100微秒內停止(亦即,移動累計在100微秒週期內未偵測到出自共128個樣本之100個連續量值命中),則狀態機可轉變為狀態1B,該狀態繼續使信號空白化達另外160個樣本以清空「命中」樣本之FIFO延遲緩衝器。
若脈衝式RFI長於100微秒(亦即,移動累計在100微秒週期之後繼續偵測到出自共128個樣本之100個連續量值命中),則可判定RFI係非脈衝式RFI。舉例而言,RFI可起因於連續波(CW)擁塞信號或寬頻帶 干擾。因此,若計時器逾時(亦即,脈衝式RFI長於100微秒),則狀態機可轉變為狀態2且等待AGC更新以使得量值樣本並非一「命中」。
在狀態1B處,若脈衝式RFI在計時器週期(例如,100微秒)內停止,則空白信號可繼續傳達至GPS接收器達一額外時間週期。舉例而言,空白信號可傳達至GPS接收器達額外160個樣本。藉由傳達空白信號達額外160個樣本,可移除脈衝式RFI之邊緣。在一替代組態中,可傳達空白信號達大於或少於160個樣本之一持續時間。狀態機可在已傳達空白信號達160個樣本之後轉變為狀態0。
另一選擇係,若在狀態1B中偵測到一新RFI脈衝(亦即,在傳達空白信號達160個樣本期間),則狀態機可轉變為狀態0。若偵測到新RFI脈衝,則狀態機可在一個時脈循環之後遷變至狀態1A。換言之,狀態機可保持在狀態0中達一個時脈循環。當在GPS信號中偵測到至少100個連續量值命中時,可偵測到新RFI脈衝。
在狀態2處,狀態機可等待AGC減小RFI增益。計時器逾時可暗示RFI並非脈衝式的。換言之,若發生RFI達長於100微秒,則可暗示RFI係連續的。因此,RFI可長於計時器之100微秒持續時間。可調整AGC直至RFI之量值變為一預定命中率。舉例而言,可調整AGC直至RFI之量值變為一16%命中率。在其他實例中,量值命中之百分比可對應於一特定GPS軟體演算法。另一選擇係,可調整AGC以補償額外連續RFI。在狀態2中,非空白信號可傳達至一GPS接收器或一SAASM。在經由AGC控制減小連續量值命中之移動累計時,狀態機可轉變為狀態0。
在狀態3處,AGC可重設為標稱強度。若偵測到1280個連續量值未命中,則可降低AGC以增加信號增益直至RFI之量值變為一預定命中率。舉例而言,在偵測到1280個連續未命中之後,可降低AGC以增加信號增益直至RFI之量值變為一16%命中率。狀態機可自狀態3轉變 為狀態0以起始脈衝RFI偵測。
在一項實例中,GPS信號可包含連續RFI且然後回復至一脈衝式RFI。由於AGC可已使中間頻率(IF)信號衰減,因此與脈衝式RFI相關聯之量值位元可在脈衝之ON部分期間表現為一正常信號(亦即,無RFI之一GPS信號)。在脈衝之OFF部分期間,量值位元可表現為一連串0。因此,可不多工處理空白信號與GPS信號,此乃因GPS信號可被IF AGC衰減。因此,一連串0可傳達至AGC狀態機達一預定時間週期(亦即,狀態3)。在一項實例中,該連串0可傳達至AGC狀態機達10毫秒(ms)。在10ms之後,AGC可返回至最大IF增益且可在狀態0處應用脈衝式RFI偵測。
圖4係一GPS裝置410之一實例。GPS裝置410可耦合至一天線402。天線402可接收來自複數個衛星之複數個GPS信號。GPS信號包括一L1信號(亦即,為一L1頻率之一GPS信號)及一L2信號(亦即,為一L2頻率之一GPS信號)。L1信號、L2信號或L1及L2信號可含有RFI。RFI可係脈衝式的、連續的或寬頻帶的。GPS信號可傳達至一先進先出(FIFO)延遲緩衝器404。FIFO延遲緩衝器404可暫時儲存GPS信號樣本。
一狀態機406可基於暫時儲存於FIFO延遲緩衝器404中之GPS信號樣本而偵測GPS信號中之脈衝式RFI。狀態機406可取代具有脈衝式RFI之GPS信號而選擇一空白信號以傳達至一選擇可用性反欺騙模組(SAASM)。另一選擇係,空白信號可傳達至一GPS接收器412。空白信號可與不具有脈衝式RFI之GPS信號一起經傳達。換言之,無脈衝式RFI之GPS信號可傳達至GPS接收器408,但GPS信號可包含空白信號之一或多個間隔。空白信號之間隔可指示其中移除脈衝式RFI之GPS信號之部分。GPS接收器412可使用GPS信號來判定GPS裝置412之位置。
在一項實例中,FIFO延遲緩衝器404及狀態機406可包含於一場可程式化閘陣列(FPGA)410中。可在GPS信號傳達至SAASM 408或GPS接收器412之前修改與FPGA 410相關聯之超高速積體電路硬體描述語言(VHDL)以減輕GPS信號中之脈衝式RFI的量。
圖5係能夠接收具有經減少無線電頻率干擾(RFI)之GPS信號之一全球定位系統(GPS)裝置500之一實例性圖式。一接收模組502可經組態以在一GPS裝置處接收GPS信號,其中GPS裝置包含一GPS接收器且GPS信號包含複數個符號及量值位元。
一脈衝式RFI偵測模組504可經組態以基於GPS信號中之量值位元之樣本而偵測GPS信號中之脈衝式RFI。脈衝式RFI偵測模組504可進一步經組態以偵測出自128個樣本的至少100個連續量值位元指示GPS信號包含脈衝式RFI。
一脈衝式RFI減少模組506可經組態以藉由將一空白信號傳達至GPS接收器達一預定義時間週期來減少在GPS接收器處接收之脈衝式RFI的量。在一項實例中,脈衝式RFI減少模組506可經組態以在量值位元之樣本指示脈衝式RFI時將空白信號傳達至GPS接收器達預定義時間週期。另外,脈衝式RFI減少模組506可經組態以在於GPS信號中偵測到脈衝式RFI時多工處理空白信號與GPS信號高達100微秒,並在100微秒之後藉由將空白信號傳達至GPS接收器達額外160個樣本來減少在GPS接收器處接收之脈衝式RFI的量。
根據本發明之一項實施例,揭示一種用於減少脈衝式無線電頻率干擾(RFI)之方法。該方法可包括:提供在一GPS裝置處接收GPS信號,其中該GPS裝置包含一GPS接收器且該GPS信號包含複數個符號及量值位元。在一項實例中,可在包含於GPS裝置中之一先進先出(FIFO)延遲緩衝器處接收該GPS信號。該方法亦可包括:基於該GPS信號中之該等量值位元之樣本而偵測該GPS信號中之脈衝式RFI。另 外,該方法可包括:在該等量值位元之該等樣本指示該脈衝式RFI時藉由傳達一空白信號來減少在GPS接收器處接收之脈衝式RFI。
在一項態樣中,該方法可進一步包括:將該空白信號傳達至該GPS接收器達一預定義時間週期。在另一態樣中,該方法可包括:將不含有脈衝式RFI之GPS信號傳達至包含於GPS裝置中之一選擇可用性反欺騙模組(SAASM)達一預定義時間週期。另外,該方法可包括:將不含有脈衝式RFI之GPS信號傳達至該GPS接收器,該等GPS信號包含空白信號之一或多個間隔。
在一項態樣中,該方法包括:藉由偵測出自128個樣本之至少100個連續量值位元指示該GPS信號含有該脈衝式RFI來偵測該GPS信號中之脈衝式RFI。另外,該方法包括:在該等量值位元之1280個連續樣本不指示脈衝式RFI時降低該GPS裝置之一自動增益控制(AGC)。此外,該方法包括:基於GPS信號樣本而偵測該GPS信號中之該脈衝式RFI;以及藉由根據一計時器將該空白信號傳達至該GPS接收器高達100微秒來減少在該GPS接收器處接收之該脈衝式RFI。
在一項態樣中,該方法包括:偵測在該空白信號根據該計時器正傳達至該GPS接收器時該等GPS信號樣本不指示該脈衝式RFI;以及將該空白信號傳達至該GPS接收器達額外160個樣本以用於減少在該GPS接收器處接收之該脈衝式RFI。另外,該方法包括:藉由偵測出自128個樣本之少於100個連續量值位元指示在該GPS信號中存在脈衝式RFI來偵測該GPS信號之該等樣本不包含該脈衝式RFI。
在一項態樣中,該方法包括:判定該等GPS信號樣本在該計時器逾時後旋即指示連續RFI;以及調整該GPS裝置之一自動增益控制(AGC)以補償該連續RFI。在一項實例中,調整該AGC包含將指示脈衝式RFI之該等量值位元之該等樣本之16%之一固定比率提供至該AGC。另外,該方法包括在包含於該GPS裝置中之一先進先出(FIFO) 延遲緩衝器處接收該GPS信號。
各種技術或其某些態樣或部分可採取體現於諸如軟碟、CD-ROM、影碟機或任何其他機器可讀儲存媒體之有形媒體中之程式碼(亦即,指令)之形式,其中當程式碼載入至諸如一電腦之一機器中並由該機器執行時,該機器變為用於實踐各種技術之一設備。在可程式化電腦上之程式碼執行之情形中,計算裝置可包含一處理器、可由處理器讀取之一儲存媒體(包含揮發性及非揮發性記憶體及/或儲存元件)、至少一個輸入裝置及至少一個輸出裝置。揮發性及非揮發性記憶體及/或儲存元件可係一RAM、EPROM、快閃磁碟機、光碟機、磁性硬碟機或用於儲存電子資料之其他媒體。基地台及行動台亦可包含一收發器模組、一計數器模組、一處理模組及/或一時脈模組或計時器模組。可實施或利用本文中闡述之各種技術之一或多個程式可使用一應用程式設計介面(API)、可重用控制及類似者。此等程式可以一高階程序或物件導向程式設計語言實施以與一電腦系統通信。然而,若需要,則該(等)程式可以組合或機器語言實施。在任何情形中,該語言可係一經編譯或解譯語言,並與硬體實作組合。
應理解,在本說明書中闡述之功能單元中之諸多者已被標示為模組,以便更加特定地強調其實施獨立性。舉例而言,一模組可實施為包括定製VLSI電路或閘陣列之一硬體電路、諸如邏輯晶片、電晶體或其他離散組件之成品半導體。亦可在諸如場可程式化閘陣列、可程式化陣列邏輯、可程式化邏輯裝置或類似者之可程式化硬體裝置中實施一模組。
模組亦可以藉由各種類型之處理器執行之軟體實施。可執行碼之一經識別模組可(例如)包括電腦指令之可(例如)組織為一物件、程序或功能之一或多個實體或邏輯區塊。然而,一經識別模組之可執行檔不需實體地定位在一起,而是可包括儲存於不同位置中之不同指 令,該等指令在邏輯地結合在一起時包括該模組並達成針對該模組之規定目的。
實際上,可執行碼之一模組可係一單個指令,或諸多指令,且可甚至跨數個不同碼段在不同程式當中且跨越數個記憶體裝置而分佈。類似地,操作資料可在本文中識別並圖解說明於模組內,且可以任何適合形式體現並組織於任何適合類型之資料結構內。操作資料可收集為一單個資料集,或可跨不同位置(包含跨不同儲存裝置)而分佈,且可至少部分地僅作為電子信號存在於一系統或網路上。模組可係被動的或主動的,包含可操作以執行所要功能之代理。
本說明書通篇對「一實例」之提及意指結合該實例闡述之一特定特徵、結構或特性包含於本發明之至少一項實施例中。因此,本說明書通篇在各處出現「在一實例中」之片語不必全都指代同一實施例。
如本文中所使用,複數個項目、結構性元件、組成元件及/或材料為方便起見可以一共同列表呈現。然而,此等列表應解釋為列表之每一成員皆個別地識別為一單獨且唯一成員。因此,在不指示相反的情況下,此列表之個別成員皆不應基於其在一共同群組中之呈現而被解釋為同一表之任何其他成員之一實際上等效物。另外,本發明之各項實施例及實例可在本文中連同其各種組件之替代形式一起經提及。應理解此等實施例、實例及替代形式不應被解釋為彼此之實際上等效物,而是應被視為本發明之單獨且自主表示。
此外,在一或多個實施例中,可以任何適合方式來組合所闡述特徵、結構或特性。在以下說明中,提供眾多特定細節,諸如佈局實例、距離、網路實例等,以提供對本發明之實施例之一透徹理解。然而,熟習相關技術者將認識到,本發明可在不具有特定細節中之一或多者之情況下來實踐,或使用其他方法、組件、佈局等來實踐。在其 他例項中,未詳細展示或闡述眾所周知之結構、材料或操作以避免模糊本發明之態樣。
雖然前述實例說明本發明在一或多個特定應用中之原理,但對熟習此項技術者將顯而易見的係可在無需運用發明能力且不背離本發明之原理及概念之情況下做出實施方案之形式、用途及細節之眾多修改。因此,除了藉由下文所陳述之申請專利範圍之外,不意欲限制本發明。
402‧‧‧天線
404‧‧‧先進先出延遲緩衝器
406‧‧‧狀態機
408‧‧‧選擇可用性反欺騙模組(SAASM)
410‧‧‧場可程式化閘陣列/全球定位系統裝置
412‧‧‧全球定位系統接收器

Claims (22)

  1. 一種用於減少脈衝式無線電頻率干擾(RFI)之方法,該方法包括:在一全球定位系統(GPS)裝置處接收一GPS信號,其中該GPS信號包含複數個符號及量值位元且該GPS裝置包含一GPS接收器;基於該GPS信號中之該等量值位元之樣本而偵測該GPS信號中之脈衝式RFI;及在該等量值位元之該等樣本指示該脈衝式RFI時藉由傳達一空白信號來減少在該GPS接收器處接收之該脈衝式RFI。
  2. 如請求項1之方法,其進一步包括:將該空白信號傳達至該GPS接收器達一預定義時間週期。
  3. 如請求項1之方法,其進一步包括:將不含有脈衝式RFI之GPS信號傳達至該GPS接收器,該等GPS信號包含空白信號之一或多個間隔。
  4. 如請求項1之方法,其進一步包括:將不含有脈衝式RFI之GPS信號傳達至包含於該GPS裝置中之一選擇可用性反欺騙模組(SAASM)。
  5. 如請求項1之方法,其進一步包括:藉由偵測出自128個樣本之至少100個連續量值位元指示該GPS信號含有該脈衝式RFI來偵測該GPS信號中之脈衝式RFI。
  6. 如請求項1之方法,進一步包括:在該等量值位元之1280個連續樣本不指示脈衝式RFI時降低該GPS裝置之一自動增益控制(AGC)。
  7. 如請求項1之方法,其進一步包括: 基於GPS信號樣本而偵測該GPS信號中之該脈衝式RFI;及藉由根據一計時器將該空白信號傳達至該GPS接收器高達100微秒來減少在該GPS接收器處接收之該脈衝式RFI。
  8. 如請求項7之方法,其進一步包括:偵測在該空白信號根據該計時器正傳達至該GPS接收器時該等GPS信號樣本不指示該脈衝式RFI;及將該空白信號傳達至該GPS接收器達額外160個樣本以用於減少在該GPS接收器處接收之該脈衝式RFI。
  9. 如請求項1之方法,其進一步包括:藉由偵測出自128個樣本之少於100個連續量值位元指示在該GPS信號中存在脈衝式RFI來偵測該GPS信號之該等樣本不包含該脈衝式RFI。
  10. 如請求項1之方法,其進一步包括:判定該等GPS信號樣本在該計時器逾時後旋即指示連續RFI;及調整該GPS裝置之一自動增益控制(AGC)以補償該連續RFI。
  11. 如請求項10之方法,其中調整該AGC包含將指示脈衝式RFI之該等量值位元之該等樣本之一16%固定比率提供至該AGC。
  12. 如請求項1之方法,其進一步包括:在包含於該GPS裝置中之一先進先出(FIFO)延遲緩衝器處接收該GPS信號。
  13. 一種全球定位系統(GPS)裝置,該GPS裝置包括:一FIFO延遲緩衝器,其經組態以接收具有脈衝式無線電頻率干擾(RFI)之一GPS信號;一狀態機,其經組態以偵測該GPS信號中之脈衝式RFI並取代該GPS信號而傳達一空白信號達一預定義時間週期;及一定位模組,其經組態以接收該空白信號及無脈衝式RFI之一GPS信號並使用無脈衝式RFI之該GPS信號來判定該GPS裝置之一地理位置。
  14. 如請求項13之GPS裝置,其中該狀態機進一步經組態以藉由偵測出自128個樣本的100個連續GPS信號樣本指示在該GPS信號中存在脈衝式RFI來偵測該GPS信號中之該脈衝式RFI。
  15. 如請求項13之GPS裝置,其中該狀態機經組態以藉由將一空白信號發送至該定位模組達該預定義時間週期來減少在該定位模組處接收之脈衝式RFI的量。
  16. 如請求項13之GPS裝置,其中該狀態機經組態以藉由在於該GPS信號中偵測到該脈衝式RFI時將一空白信號發送至該定位模組高達100微秒來減少在該定位模組處接收之脈衝式RFI的量。
  17. 如請求項13之GPS裝置,其中該狀態機經組態以:判定該等GPS信號樣本不指示該GPS信號中之脈衝式RFI;及藉由將一空白信號傳達至該GPS接收器達額外160個樣本來減少在該GPS接收器處接收之脈衝式RFI的量。
  18. 如請求項13之GPS裝置,其中該FIFO延遲緩衝器及該狀態機包含於一場可程式化閘陣列(FPGA)電路中,該FPGA電路係藉由複數個超高速積體電路(VHSIC)硬體描述語言(VHDL)指令來描述。
  19. 一種用於減少脈衝式無線電頻率干擾(RFI)之系統,該系統包括:一接收模組,其經組態以在一GPS裝置處接收一GPS信號,該GPS裝置包含一GPS接收器且該GPS信號包含複數個符號及量值位元;一脈衝式RFI偵測模組,其經組態以基於該GPS信號中之該等量值位元之樣本而偵測該GPS信號中之脈衝式RFI;及一脈衝式RFI減少模組,其經組態以藉由將一空白信號與該GPS信號一起傳達至該GPS接收器達一預定義時間週期來減少在該GPS接收器處接收之該脈衝式RFI。
  20. 如請求項19之系統,其中該脈衝式RFI偵測模組進一步經組態以在該等量值位元之該等樣本指示該脈衝式RFI時傳達該空白信號達該預定義時間週期。
  21. 如請求項19之系統,其中該脈衝式RFI偵測模組進一步經組態以偵測出自128個樣本的至少100個連續量值位元指示該GPS信號包含該脈衝式RFI。
  22. 如請求項19之系統,其中該脈衝式RFI減少模組進一步經組態以:當於該GPS信號中偵測到該脈衝式RFI時,多工處理該空白信號與該GPS信號高達100微秒;及在該100微秒之後藉由將該空白信號傳達至該GPS接收器達額外160個樣本而減少在該GPS接收器處接收之該脈衝式RFI。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10495759B2 (en) 2014-02-13 2019-12-03 The Mitre Corporation GPS spoofing detection techniques
US9651671B2 (en) * 2014-08-14 2017-05-16 Honeywell International Inc. Interference detection using multiple automatic gain controllers
EP3002610A3 (en) * 2014-10-03 2016-06-22 The Mitre Corporation Detection of satellite system anomalies
CN107290758B (zh) * 2017-05-02 2020-07-07 南京航空航天大学 Gnss干扰信号多级辨识检测系统及方法
KR102483921B1 (ko) 2018-05-18 2023-01-02 삼성전자 주식회사 항법위성시스템 수신기, 이를 포함하는 어플리케이션 프로세서 및 항법위성시스템 수신기의 동작방법
US11664837B2 (en) 2021-04-07 2023-05-30 Raytheon Company Mitigating strong non-Gaussian interference in SS receivers

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3050726A (en) * 1956-04-23 1962-08-21 Philco Corp Radar system including anti-jamming means
US5995042A (en) * 1997-01-02 1999-11-30 Motorola, Inc. Spoofer detection power management for GPS receivers
US6448925B1 (en) * 1999-02-04 2002-09-10 Conexant Systems, Inc. Jamming detection and blanking for GPS receivers
US6714605B2 (en) * 2002-04-22 2004-03-30 Cognio, Inc. System and method for real-time spectrum analysis in a communication device
US8253624B2 (en) * 2003-06-02 2012-08-28 Motorola Mobility Llc Detection and reduction of periodic jamming signals in GPS receivers and methods therefor
US6882310B1 (en) * 2003-10-15 2005-04-19 Raytheon Company Direct sampling GPS receiver for anti-interference operations
WO2006131886A2 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Nxp B.V. Gps processing arrangement
US7912158B2 (en) 2005-11-08 2011-03-22 Navcom Technology, Inc. Sampling threshold and gain for satellite navigation receiver
TWI301546B (en) 2006-06-16 2008-10-01 Via Tech Inc Global position system signal receiver and searching and acquiring method thereof
US8224283B2 (en) 2008-06-13 2012-07-17 Qualcomm Incorporated FM band availability based on GPS
US8238410B2 (en) * 2008-06-27 2012-08-07 Csr Technology Inc. Method and apparatus for mitigating the effects of narrowband interfering signals in a GPS receiver
US20100119020A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-13 Texas Instruments Incorporated Blanking Techniques in Receivers
US7994975B2 (en) * 2009-10-06 2011-08-09 Broadcom Corporation Method and system for RF interference mitigation using a blanking watchguard
US9048993B2 (en) * 2009-12-18 2015-06-02 Qualcomm Incorporated Wireless communication channel blanking
IT1404537B1 (it) 2011-02-25 2013-11-22 Sisvel Technology Srl Metodo per stimare la distanza di un ricevitore da un trasmettitore radio, relativi metodi per calcolare la posizione di un terminale mobile, terminale mobile e dispositivo.
WO2013090434A1 (en) 2011-12-13 2013-06-20 Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc Systems and methods for adaptive sample quantization

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US20160154111A1 (en) 2016-06-02
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