[发明专利]用于接收器中的码空间搜索的方法及设备

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张基于2006年3月2日申请的标题为“用于信号获取的长相干积分设备 和方法(Long Coherent Integration Apparatus and Method for Signal Acquisition)”的第 60/779,172号临时美国申请案的优先权，且主张基于2007年1月17日申请的标题为“用 于接收器中的码空间搜索的方法和设备(Method and Apparatus for Code Space Search in a Receiver)”的第60/885,523号临时美国申请案的优先权，所述两个申请案均转让给本受 让人，且以引用的方式并入本发明中。

技术领域

本发明涉及无线通信装置的位置定位。更明确地说，本发明涉及用于无线通信装置 中的码空间搜索的可重配置系统。

背景技术

许多无线通信利用直接序列扩频来传达信息。用以扩展信号的码通常为伪随机码。 接收器通常通过使扩展码与局部产生码相关来恢复基本信息。

接收器有时可利用与码相关联的时间偏移来建立可用以执行位置定位的定时基准。 在各种位置定位系统中执行基于由伪随机扩展信号所建立的定时的位置确定。

举例来说，全球定位系统(GPS)导航系统使用围绕地球的轨道中的卫星。地球上 的任何地方的任何GPS用户均可获得精确的导航信息，其包括三维位置、速度及日时。 GPS系统在三个平面中包括布署于具有26,600公里的半径的圆形轨道中的24个卫星， 所述三个平面相对于赤道倾斜55°且相对于彼此间隔120°。在三个轨道路径中的每一者 内相等地间隔八个卫星。使用GPS的位置测量基于从轨道运行卫星广播到GPS接收器的 GPS信号的传播延迟时间的测量。通常，在四维(纬度、经度、高度，及时间)中的精 确的位置确定需要从四个卫星接收信号。一旦接收器测量到相应信号传播延迟，则通过 以光速乘每一延迟来计算到每一卫星的距离。接着，通过解答具有并有经测量的距离及 卫星的已知位置的四个未知数的一组四个方程式来查明位置及时间。借助于每一卫星的 机载原子钟及通过地面跟踪站(其连续监视且校正卫星时钟及轨道参数)来维持GPS系 统的精确能力。

每一GPS卫星在L带中传输两个直接序列编码的扩频信号。在1.57542GHz的载波 频率下的L1信号及在1.2276GHz下的L2信号。L1信号由以相位正交调制的两个相移 键控(PSK)扩频信号组成。P码信号(P：精确的)及C/A码信号(C/A：粗略/获取)。 L2信号仅含有P码信号。P码及C/A码为调制到载波上的位(还称作“码片(chip)”) 的重复伪随机序列。在进行时间延迟测量中，接收器利用这些码的类时钟本质。用于每 一卫星的码为唯一的，从而允许接收器可辨别哪个卫星传输了给定码(即使所述码全部 在同一载波频率下)。也调制到每一载波上的是50位/秒的数据流，其含有关于导航计算 所需要的系统状态及卫星轨道参数的信息。P码信号经加密且并不可普遍用于商业及私 人用户。所有用户均可使用C/A信号。

GPS接收器中所执行的操作为在任何直接序列扩频接收器中所执行的那些操作的典 型主要部分。必须将伪随机码调制的扩展效应从每一信号移除，其是通过在称作解扩展 的处理中以码的时间对准、局部产生的复本与其相乘而实现。因为在接收器起动时无法 知道适当的时间对准或码延迟，所以必须通过在GPS接收器的操作的初始“获取”阶段 期间进行搜索来确定适当的时间对准或码延迟。一旦经确定，则在GPS接收器操作的“跟 踪”阶段期间来维持适当的码时间对准。

一旦解扩展所接收的信号，则每一信号由在中间载波频率下的50位/秒的PSK信号 组成。归因于因卫星与终端单元之间的相对移动而导致的多普勒效应且归因于局部接收 器GPS时钟基准误差，此信号的精确频率并不确定。在初始信号获取期间，因为在获取 前通常不知道此多普勒频率，所以也必须对其搜索。一旦近似确定了多普勒频率，则进 行载波解调。

在载波解调后，通过位同步环路来获得数据位定时，且最终检测数据流。一旦已获 取且锁上来自4个卫星的信号、已进行必需的时间延迟及多普勒测量，及已接收到足够 数目的数据位(足以确定GPS时间基准及轨道参数)，则可进行导航计算。