平码五不中公式规律
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用于有效组合卫星导航信号的方法和装置.pdf

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用于 有效 组合 卫星 导航 信号 方法 装置
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摘要
申请专利号:

CN201410189703.3

申请日:

2014.05.06

公开号:

CN104142509A

公开日:

2014.11.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 19/30申请日:20140506|||公开
IPC分类号: G01S19/30(2010.01)I; G01S19/37(2010.01)I 主分类号: G01S19/30
申请人: 三星电子株式会社
发明人: 加里·伦南
地址: 韩国京畿道
优?#28909;ǎ?/td> 2013.05.09 US 13/891,008
专利代理机构: 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 代理人: 陈源;张帆
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410189703.3

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2018.01.30|||2016.06.08|||2014.11.12

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了用于有效组合卫星导航信号的方法和装置。一种卫星信号导航接收器可通过?#29992;?#20010;可见卫星的组合输入信号中产生单比特的本地复制码来?#26723;?#20449;道资源的使用和对匹配滤波器的需求。在一个实施例中,接收来自伽利略卫星的E1-B信号和E1-C信号并将其转换为单比特的数字表示:分别表示为B和C。通过由以下方式修改(B-C)来创建修正本地复制码D:用“-1”?#36947;?#26367;换所有的“-2”值、用“+1”?#36947;?#26367;换所有的“+2”值并且替换所有的零值使得在预定周期上的被替换的零值的总和将近似等于零。例如,“0”值可由交替的“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换。通过以相似的方式修改(B+C)可创建另一修正复制码D*。

权利要求书

权利要求书
1.  一种卫星导航信号接收器,其包括:
数字信号处理器,其配置为处理来自多个可见卫星中的每一个的多个输入卫星信号;
修正码产生单元,其配置为通过使用所述输入卫星信号的修正组合来产生单比特的修正本地复制码;以及
匹配滤波器,其配置为使所述输入卫星信号与所述修正本地复制码相关。

2.  根据权利要求1所述的卫星导航信号接收器,其中所述多个输入卫星信号包括来?#36816;?#36848;多个可见卫星中的每一个的一对卫星信号。

3.  根据权利要求2所述的卫星导航信号接收器,其中所述修正本地复制码是由以下方式创建的?#33322;?#25152;述多个输入卫星信号中的一个的单比特数字表示与所述多个输入卫星信号中的另一个的单比特数字表示相加或相减,然后创建组合的数字表示的单比特的近似值。

4.  根据权利要求3所述的卫星导航信号接收器,其中所述修正本地复制码是由以下方式创建的?#33322;?#25152;述单比特数字表示相加,然后用“-1”?#36947;?#26367;换每个“-2”值、用“+1”?#36947;?#26367;换每个“+2”值并且用“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换零值,使得在预定的周期上的所有被替换的零值的总和近似等于零。

5.  根据权利要求3所述的卫星导航信号接收器,其中所述修正本地复制码是由以下方式创建的?#33322;?#25152;述单比特数字表示中的一个与所述单比特数字表示中的另一个相减,然后用“-1”?#36947;?#26367;换每个“-2”值、用“+1”?#36947;?#26367;换每个“+2”值并且用“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换零值,使得在预定的周期上的所有被替换的零值的总和近似等于 零。

6.  根据权利要求4所述的卫星导航信号接收器,其中利用交替的“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换所述零值。

7.  根据权利要求5所述的卫星导航信号接收器,其中利用交替的“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换所述零值。

8.  根据权利要求4所述的卫星导航信号接收器,其中利用“-1”值和“+1”?#36947;?#20132;替地替换预定数量的零值。

9.  根据权利要求5所述的卫星导航信号接收器,其中利用“-1”值和“+1”?#36947;?#20132;替地替换预定数量的零值。

10.  根据权利要求1所述的卫星导航信号接收器,还包括两百个或更多的信道,所述两百个或更多的信道配置为处理来自多达两百个或更多的各个可见卫星的信号。

11.  一种用于在信号接收器中组合卫星导航信号的方法,所述方法包括步骤:
接收来自单个卫星的两个或更多的卫星信号;
将两个或更多的所述卫星信号中的每一个转换为所述卫星信号的数字表示;
组合两个或更多的所述卫星信号的数字表示?#28304;?#24314;组合的信号表示;以及
修改所述组合的信号表示?#28304;?#24314;单比特本地复制码。

12.  根据权利要求11所述的方法,其中组合两个或更多的所述数字表示的步骤包括将所述数字表示相加。

13.  根据权利要求11所述的方法,其中组合两个或更多的所述数字表示的步骤包括将所述数字表示中的一个与另一个相减。

14.  根据权利要求11所述的方法,其中修改所述组合的信号表示的步骤包括用“-1”?#36947;?#26367;换所有的“-2”值、用“+1”?#36947;?#26367;换所有的“+2”值并且用“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换“0”值,使得在预定的周期上的被替换的“0”值的总和近似等于零。

15.  根据权利要求14所述的方法,其中利用交替的“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换所述“0”值。

16.  一种卫星导航信号接收器,其包括:
信号接收单元,其配置为从可见卫星接收多个输入信号;
模拟到数字转换电路,其配置为将所接收的输入信号中的每一个转换为单比特信号码;以及
数字信号处理器,其配置为处理所述单比特信号码以获得导航信息,所述数字信号处理器包括:
修正码产生器,其配置为通过修正所述单比特信号码的组合来产生单比特本地复制码;以及
匹配滤波器,其配置为将所述本地复制码与所述输入信号相关。

17.  根据权利要求16所述的卫星导航信号接收器,其中所述多个输入信号包括一对输入信号。

18.  根据权利要求17所述的卫星导航信号接收器,其中所述单比特本地复制码是由以下方式产生的?#33322;?#25152;述单比特信号码中的一个与另一个相加或相减,然后用“-1”?#36947;?#26367;换所有的“-2”值、用“+1”?#36947;?#26367;换所有的“+2”值并且用“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换“0”值,使得在预定的周期上的被替换的“0”值的总和近似等于零。

19.  根据权利要求18所述的卫星导航信号接收器,其中利用交替的“-1”值和“+1”?#36947;?#26367;换所述“0”值。

20.  根据权利要求18所述的卫星导航信号接收器,其中以交替的序列,利用“-1”?#36947;?#26367;换预定数量的“0”值,并利用“+1”?#36947;?#26367;换所述预定数量的“0”值。

说明书

说明书用于有效组合卫星导航信号的方法和装置
技术领域
本发明总体上涉及卫星导航信号接收器,例如全球导航卫星?#20302;?GNSS)接收器,更具体而言,涉及用于有效组合卫星导航信号的方法和装置。
背景技术
常规的全球定位?#20302;?GPS)传统上仅向客户用户传送一个信号(例如,GPS L1C/A码)。然而,例如在伽利略(Galileo)定位?#20302;持?#30340;现代卫星?#20302;?#21487;在相同的频率上传送多于一个的信号以用于不同的目的(其中例如包括提供不打算供大多数用户使用的安全信号,以及提供在数据信道和导频信道之间分离的多个信号)。在Galileo?#20302;?#30340;情况下,在相同频率上提供两个信号(Galileo E1-B信号和E1-C信号),其中在每个信号中传送50%的能量。
常规的?#20302;?#21487;以组合来自单个卫星的信号以增?#26377;?#21495;强度并优化接收器采集、跟踪灵敏度和在动态特性下的操作。然而,常规的?#20302;?#32570;乏以下述方式组合信号的能力,即:允许每个卫星使用单个信道来将组合的信号作为例如单比特信号进行有效地处理。
发明内容
具有全球或几乎全球覆盖的卫星导航?#20302;?#21487;被称为全球导航卫星?#20302;?GNSS)。这些?#20302;?#20363;如包括美国的NAVSTAR全球定位?#20302;?GPS)、俄罗斯的全球导航卫星?#20302;?GLONASS)、中国的北斗导航?#20302;?Compass)以及欧盟的伽利略定位?#20302;?Galileo)。
在Galileo卫星信号的情况下,GNSS接收器通常在通过模拟到数字转换器(ADC)对信号带进行采样之前将每个可见卫星(satellite in-view)的E1-B信号和E1-C信号的频?#39318;?#25442;成低载波频率。然后 在数字信号处理器中对信号进行数字处理。由于Galileo和GPS的接收带足够接近,因而使得数?#21482;?#30340;信号可包含这两个?#20302;?#30340;可视的卫星。
使用常规接收器中的数字信号处理来捕获、跟踪和解调各个卫星信号,并且实现本领域技术人?#24065;?#30693;的许多其它功能。数字信号处理器的输出通常是对每个可见卫星信号的范围测量,进而可?#28304;?#29702;这些范围测量以产生同样为本领域技术人?#24065;?#30693;的导航、速度和定时的解决方案。
在常规的数字信号处理器中,将数?#21482;?#30340;采样发送?#37327;?#25191;行干扰抑制、滤波、再采样或其它操作的数字预处理器块。这些操作例如可包括产生被设计用来将N比特的采样信号+噪声保持在最佳范围内的自动增益控制(AGC)信号。
如果接收器能处理20个信道,则该接收器能用于最多20个信道来执行卫星捕获和跟踪任务。尽管在常规意义上来说20个信道对GPS的定位跟踪和导航而言已足够,但是随着其它卫星?#20302;?例如,Glonass、Galileo、Compass等)的发展,可见卫星的数量和用户所期望的性能已大大提高。因?#35828;?#21069;,期望卫星导航接收器具有多于200个的信道并非是不合理的。
匹配滤波器操作使输入卫星信号与本地产生的扩频码?#21271;?#30456;关,如下给出该数学定义:
z(t)=∫x(t)*y(t+τ)dτ(τ通常覆盖-1ms到+1ms)
其中,x(t)是输入卫星信号,y(t)是本地产生的?#21271;尽?#21464;量τ是施加到y(t)上以在不同的相关码延迟处产生输出的时间偏移。输出z(t)是期望的相关输出。每个卫星传送不同的扩频码,并且在Galileo卫星?#20302;?#30340;情况下,每个卫星传送两个扩频码(即,每个扩频码用于E1-B信号或E1-C信号)。
通常以相同的能量传送E1-B信号和E1-C信号。因此,如果仅接收到一个信号,则将浪费一半的可用信号能量(例如,浪费大约3dB的信号能量)。因而,对于在大多数挑战性环?#25345;?#30340;卫星接收而言,优选的是接收E1-B和E1-C两个信号随后组合这两个信号以使得 所接收的信号能量最大化。这种信号组合可获得最高的灵敏度和最佳的动态性能的卫星捕获和跟踪。
E1-B信号和E1-C信号都被定义为二进制序列。因此,当接收E1-B信号或E1-C信号时,可将本地产生的?#21271;?#26377;效地表示为K=1比特的信号。并且,因为用于这些信号的本地产生的?#21271;?#26159;1比特的信号,因此这允许将用于E1-B信号和E1-C信号的匹配滤波器最佳地设计为具有最小化的专用集成电路(ASIC)面积和功率消耗。
举例而言,可通过将输入卫星信号与本地产生的?#21271;?(E1-B)–(E1-C))相关来实现对E1-B信号和E1-C信号的组合。然而,像这样从两个二进制序列中产生?#21271;?#21364;产生了一个三状态的序列(例如,二进制状态={-1,+1}),组合的状态={-2,0,+2})。不幸的是,对最佳化的匹配滤波器设计而言,由于这样的三状态的本地码不能由单个比特来表示,因此三状态的本地码会带来问题。通常,这个问题由以下方式得以解决:使匹配滤波器首先与E1-B相关,然后独立地与E1-C相关,并随后组合输出结果来创建E1-B和E1-C的相关。然而,这种操作对每个卫星而言需要两个信道,由于这会消耗更多的接收器的重要信道资源,因而也是不受欢迎的。
智能电话和其它的GNSS设备倾向于接收Galileo E1-B信号和E1-C信号。在载波频率1575.42MHz上一起传送这两个信号。每个卫星具有针对其E1-B传输和E1-C传输的不同扩频码,已经在接口控制文件(ICD)(参见“European GNSS(Galileo)Signals in Space Interface Control Document?#20445;?#31532;一期,2010年2月,其内容以全文引用的方式并入到本文中)中定义了50对这样的码。
根据本发明构思的原理,可以将接收器设计为允许利用单个的匹配滤波器操作来执行组合的E1-B和E1-C的相关,同?#21271;?#25345;1比特的本地复制码的产生。从而,这将获得具有最小ASIC空间和功率要求的匹配滤波器设计,同时节约了对有限信道资源的额外要求。
在一个实施例中,使输入信号与修正本地产生码相关,而不是与ICD定义的E1-B或E1-C存储器码相关。可将这些本地产生的码设计为例如D和D*,且为每个卫星产生D和D*码。在一个实施例中,D 表示(B-C)的修正版本(其中B和C分别是E1-B信号和E1-C信号的数字表示)。相应地,D*表示(B+C)的修正版本。通过在任何给定时间的B码和C码之间的数据比特符号关系可确定与哪个本地产生码(D或D*)相关。
可用不同的方法来创建修正本地复制码。例如,通过由以下方式来替换所得到的三状态的值{-2,0,+2}可形成D码:设置“-2?#20445;?gt;“-1”、“+2?#20445;?gt;“+1”并且用交替的“-1”和“+1”?#36947;?#26367;换存储器码中的“0”值,使得在码相关周期(例如4ms)上这些值近似等于零。但是,应该注意的是,用于保证在期望周期上的被替换的零值的累积值近似为零的其它机制同样是可能的。例如,前二个、三个、四个或更多的“0”值可由“-1”值替换,而接下来的同样数量的“0”值可由“+1”替换,在周期持续期内重复这样的替换序列。可用相似的方式从(B+C)形成D*码。
因此,D和D*分别是(B-C)和(B+C)的修正版本,其具有单比特的信号空间{-1,+1}而不是三状态的序列{-2,0,-2}。由于替换的D和D*信号是单比特的表示,因此通过使用D和D*,匹配滤波器的结构可保持不变。因此,ASIC面积和功率消耗的属性可从这种设计中极大获益,并且可从额外的负担中节约信道资源。
附图说明
图1是示出了根据常规技术的接收卫星跟踪信号的GNSS接收器的示意图。
图2是示出了用于在GNSS接收器中处理卫星信号的常规?#20302;?#21644;方法的示意框图。
图3是进一步示出了图2所示的常规?#20302;?#21644;方法的数字信号处理器的结构和操作的示意框图。
图4是示出了在根据本发明构思的原理构造的接收器中用于处理卫星信号的?#20302;?#21644;方法的示意框图。
图5和图6是这样的示图,其示出了常规B和C信号与使用本发明构思的原理创建的修正本地码之间的相关性的相似性。
图7是这样的图表,其示意地示出了当使用本发明构思的原理在接收器?#20302;?#21644;方法中利用D码替换常规的(B-C)码时,对载波与噪声密度比(CNO)的可忽略的变化。
具体实施方式
提供以下详细的描述以使本领域的普通技术人员能实现并使用本发明,并且在专利申请及其要求的语?#25345;?#25552;供以下详细的描述。因此,本领域的技术人员将易于理解对本文所描述的示例性实施例和一般原理及特征的各种修改。主要根据在特定实施方案中所提供的特定方法和?#20302;?#26469;描述示例性实施例。但是,所述方法和?#20302;?#21487;有效地操作在其它实施方案中。例如“示例性实施例”、“一个实施例”和“另一个实施例”的短语可指代相同或不同的实施例以及多种实施例。将参照具有特定组件的?#20302;?#21644;/或设备来对这些实施例进行描述。但是,根据本发明构思原理的?#20302;?#21644;/或设备可包括比图示出的更多或更少的组件,并且在不脱离本发明构思的范围的情况下可对组件的排列和类型作出变化。还可在具有特定步骤的特定方法的语?#25345;?#25551;述示例性实施例。但是,所述方法和?#20302;?#21487;有效地为其它方法而操作,所述其它方法具有与示例性实施例不相一致的不同的和/或额外的步骤以及步骤的不同顺序。因此,本发明构思不旨在限定于所示的实施例,而是被给予与本文所描述的原理和特征相一致的最广泛的范围。
图1示出了从众多可见卫星(例如,本实施例中的四个卫星)接收导航信号(E1-B,E1-C)的卫星接收器100。图2和图3示出了用于在GNSS接收器100中处理卫星信号的常规方法。参照图1、图2和图3,接收器100通常在通过ADC120对信号带进行采样之前将每个可见卫星的E1-B信号和E1-C信号的频?#39318;?#25442;成低载波频率。在AD转换之后,再对信号进行数字处理。
图2是示出了这?#21046;德首?#25442;和数?#21482;低?#21644;过程的示意框图。应该理解的是,这种?#20302;?#21487;用于多个卫星?#20302;場?#20363;如,Galileo和GPS的接收带足够接近,使得来自ADC120的数字信号能包含两个?#20302;?#30340;可视的卫星。
参照图2,天线102将卫星信号接收到接收器100中。输入信号通过前置放大和滤波处理器104,其输出大约为1575.42MHz载波频率的E1-B信号和E1-C信号。随后,信号在频?#39318;?#25442;器106中进行频?#39318;?#25442;?#38477;?#36733;波频率(例如,大约4MHz)。接着,在通过模拟到数字转换器(ADC)120对信号带进行采样之前,信号通过低通滤波器108和可变增益放大器110。来自数字信号处理器140的AGC控制信号可结合可变增益放大器110一起使用,以便将N比特的采样信号+噪声比保持在最佳范围内。
在ADC120中数?#21482;?#20043;后,信号被发送至数字信号处理器140,图3示出其更多?#38468;凇?#25968;字信号处理器140的目的在于捕获、跟踪和解调各个卫星信号,并且实现本领域已知的许多其它功能。数字信号处理器140的输出通常是对每个可见卫星信号10的范围测量。接着,可进一步处理这些范围测量中的每一个以产生同样为本领域已知的导航、速度和定时的解决方案。
如另外参考图4和图5进一步详?#35813;?#36848;的那样,参考在数字信号处理器140中所发生的事情可以更完全地理解本发明构思的原理。
图3示出了常规数字信号处理器140的操作。首先特别地参见图3,来自ADC120的数字采样被发送至数字预处理器142,其可执行例如干扰抑制、滤波、再采样或其它操作(包括产生被设计用来将N比特的采样信号+噪声比保持在最佳范围内的AGC控制信号)的。数字预处理器142的输出包含来自每个可见卫星10的所有信号的采样,并且将数字预处理器142的输出存储在输入采样存储器143中。随后,可在非常高的时钟速率下读取输入采样存储器143,使得能连续地处理多个卫星信号,?#23548;?#19978;会比实?#22791;?#24555;地处理信号。
该数字信号处理器140通常确定接收器能够处理的信道数量。例如,如果接收器能够处理20个信道,则接收器最多可以用这20个信道来执行卫星捕获和跟踪任务。尽管在常规意义上来说20个信道已经足以用来执行GPS卫星信号的捕获、跟踪和测量功能,但是随着其它卫星?#20302;?例如,Glonass、Galileo、Compass等)的发展,可见卫星的数量和用户所期望的性能已大大提高,其中,多于200 个的信道并不是不合理的期望。
如图3所示,?#28304;?#20648;在输入采样存储器143中的信号采样执行针对各个卫星的信号处理。由卫星导航接收器对各个卫星信号执行的典型信号处理包括在频?#39318;?#25442;器144中的数?#21046;德首?#25442;以及在码产生和处理块145中的匹配滤波。使用如?#28388;?#32473;定的数学定义,(在匹配滤波器148中执行的)匹配滤波操作使输入卫星信号与本地产生的扩频码?#21271;?#30456;关:
z(t)=∫x(t)*y(t+τ)dτ(τ通常覆盖-1ms到+1ms)
在此方程式中,x(t)是输入卫星信号,y(t)是本地产生的?#21271;尽?#21464;量τ是施加到y(t)上以在不同的相关码延迟处产生输出的时间偏移。输出z(t)是期望的相关输出。每个卫星传送不同的扩频码,并且在Galileo卫星的情况下,每个卫星传送两个扩频码(每个扩频码用于E1-B信号或E1-C信号)。
如上文可注意到,利用相同的能量传送E1-B信号和E1-C信号,从而如果仅接收和利用一个信号,则将浪费一半的可用信号能量。因此,对于在大多数挑战性环?#25345;?#30340;卫星接收而言,期望接收E1-B和E1-C两个信号随后组合这两个信号以使得所接收的信号能量最大化,从而导?#20262;?#39640;的灵敏度和最佳动态性能的卫星捕获和跟踪。
E1-B和E1-C被定义为二进制序列。因此,当接收E1-B或E1-C时,可将本地产生的?#21271;?#26377;效地表示为K=1比特的信号。并且因为它是1比特的信号,这允许将匹配滤波器设计为使得ASIC面积和功率消耗最小化。即使当仅处理单个比特的信号时,匹配滤波器148就其空间和功率要求而言也是一个重要的组件。因此,期望使得匹配滤波器148的复杂度最小化,以?#26723;?#20854;对?#20302;?#31354;间和功率的要求。
通常通过将输入卫星信号与卫星码产生电路146中产生的组合信号((E1-B)–(E1-C))的本地产生?#21271;?#30456;关来实现对E1-B和E1-C信号的组合。然而不幸地是,从两个二进制序列产生本地?#21271;?#23548;致了三状态的序列(二进制={-1,+1}),组合={-2,0,+2})。由于必须由多比特来表示这个三状态的本地码,因此给优化匹配滤波器设计带来问题。这个问题通常由以下方式得以解决:使匹配滤波器148 首先与E1-B相关,然后与E1-C独立,并相继组合输出结果从而创建E1-B和E1-C的相关。然而,不幸地是,这种操作对每个卫星而言需要两个信道,由于这会很快地消耗接收器的重要信道资源,因而也是不受欢迎的。因此,期望在不显著?#26723;?#20854;其它性能特征的情况下可以由单比特的本地复制码来表示来自单个卫星的组合信号。
本发明构思的原理被设计为允许利用单个匹配滤波器操作来执行组合的E1-B和E1-C的相关,同?#21271;?#25345;1比特的本地码产生。它们进一步允许每个卫星仅用单个卫星信道来执行组合信号的相关。
根据本发明构思的原理,智能电话和其它GNSS接收器可接收Galileo E1-B信号和E1-C信号两者。如前文所释,在载波频率1575.42MHz上一起传送这两个信号,并且每个卫星具有用于其E1-B传输和E1-C传输的不同扩频码。在ICD(参见“European GNSS(Galileo)Signals in Space Interface Control Document?#20445;?#31532;一期,2010年2月)中定义了50对这样的码。
图4是修正卫星码产生和处理块145A的示意框图,示出了如何将本发明构思结合到接收器100中的一个实施例。参见图4,修正卫星码产生和处理块145A可替代图3的码产生和处理块145。从对图3和图4的比较可以看出,修正卫星码产生和处理块145A用修正卫星码产生器146A替代了常规的卫星码产生器146。
使用修正卫星码产生和处理块145A,可使输入信号与修正本地产生码(例如,D和D*)相关,而不是与ICD中定义的E1-B或E1-C存储器码相关。根据本实施例,将新的本地产生的码指定为D和D*,且为每个卫星产生D码和D*码。D表示(B-C)的修正版本,D*表示(B+C)的修正版本。在任何给定时间通过B码和C码之间的数据比特符号关?#36947;?#30830;定与哪个码相关。
更具体而言,D和D*分别是(B-C)和(B+C)的优选修正版本,其中D和D*中的每一个都具有信号空间{-1,+1}而不是信号空间{-2,0,+2}。由于D和D*具有单比特的信号空间,因此可将匹配滤波器的结构优化为具有?#26723;?#30340;面积和功率要求。
应该注意的是,(B-C)和(B+C)的结果通常包含大约50%的“0” 值、25%的“-2”值和25%的“+2”值。因此,根据本发明构思的原理,为了获得{-1,+1}的信号空间,可分别从(B-C)或(B+C)中形成本地产生的D和D*码,如?#28388;?#31034;:
●将所有的“-2”值设为等于“-1”值,
●将所有的“+2”值设为等于“+1”值,以及
●用交替的“-1”和“+1”?#36947;?#26367;换“0”值,使得在码相关
周期(例如4ms)上这些值的总和近似等于零。
?#27604;唬?#26131;于理解的是,用于保证在预定周期上的单比特(B-C)和(B+C)表示中的总的零?#36947;?#31215;值近似为零的其它机制同样是可能的。例如,前二个、三个、四个或更多的“0”值可由“-1”值替换,而接下来的同样数量的“0”值可由“+1”替换,在周期持续期内重复这样的替换序列。
总的来说,因而可由以下方式来创建和使用本地产生的D码和D*码:
第一步:在预定的信号周期上,利用D≈(B–C)和D*≈(B+C)从E1-B信号和E1-C信号创建两个新的本地产生的单比特存储器码。
第二步:如基于在给定时间上的B码和C码之间的数据比特符号关系所确定的那样,将输入信号与D或D*相关。
通过使用根据本发明原理的修正相关码,单个比特的匹配滤波器可用于相关操作,并且可有效地保留空间、功率和/或信道资源。?#36865;猓?#26681;据这些原则,可在D和D*之间的相关选择中构建数据剥离(data stripping),使得不再需要图3的数据剥离块149。
图5、图6和图7进一步示出了本发明构思的操作和益处。特别地,图5和图6的曲线图示出?#23435;?#35770;是使用D还是(B-C)作为本地复制码,相关结果是如何保持不变的。图7是这样的图表,其示出了当使用本发明构思的原理在接收器?#20302;?#21644;方法中利用D替换(B-C)作为的本地复制码时,对载波与噪声密度比(CNO)的可忽略的变化。
首先参照图5和图6,这些曲线图显示了对于B相关、C相关、(B-C)相关以及D相关中每一者的相关幅值和码延迟之间的关系。图5与图6之间的差异仅在于用于码延迟的比例。从图5和图6中可看 出,根据本发明构思原理的D相关与(B-C)相关非常一致,并且提供了相同的信号放大益处。另外参照图7,D相关和(B-C)相关在其载波与噪声密度比方面而言也是等同的。
因此,本发明构思的原理允许使用单比特的本地产生码与输入卫星导航信号相关,从而允许具有最小空间和功率需求的优化的匹配滤波器设计。这些原理还可用来限制对信道资源的需求。
尽管已经参考本发明构思的特定实施例在此描述了本发明构思的原理,但是没有将本发明构思限制于此。例如,本发明构思的原理不限于使用Galileo E1-B信号和E1-C信号。在相同频率上从相同卫星传送的其它信号例子包括与传统的GPS L1C/A码组合的现代/未来的GPS L1-C信号,可使用二进制扩频码并且在1575.42MHz的频率上传送这两种信号。?#36865;猓?#20174;相同卫星上与SBAS C/A码一起传送GPSL1C/A信号是可能的,正如日本的增强卫星?#20302;?QZSS)中的情况那样。本发明构思的信号组合原理同样适用于这些或其它的信号?#20302;場?
因此,本发明原理的范围不应该被限制为任何特定的实施例,而应该被解释为覆盖所附权利要求的精神和范围所包含的所有配置和修改。

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本文标题:用于有效组合卫星导航信号的方法和装置.pdf
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