[发明专利]对全球导航卫星系统信号执行相关性运算的方法及装置

说明书

技术领域

本发明是关于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收器，特别是有关于对全球导航卫星系统信号进行处理的方法及装置。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)为卫星导航系统的一个总称，包括美国使用的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)以及欧洲使用的伽利略系统(Galileo System)。在GNSS卫星传送一段数据前，该段数据必须先以一段虚拟随机码(pseudo random code)调制到一段频宽上以供传送。虚拟随机码是由一长段连续的比特所构成并且不断循环出现。举例来说，GPS系统中L1频带的虚拟随机码包含1023个比特。

GNSS接收器接收GNSS信号后，GNSS接收器必须从信号中去除调制的虚拟随机码以将信号还原为原本的数据。这是通过将所接收的信号与本地端产生的虚拟随机码做相关性运算(correlation)而达成，其中本地端产生的虚拟随机码为传送端产生的虚拟随机码的复制码。由于只有当复制码与传送端虚拟随机码相位相等时，相关性运算得到的相关值会有峰值出现，因此必须不断的变动复制码的相位后与所接收的信号求相关值。当相关值出现峰值时，表示本地端复制码与传送端虚拟随机码的相位已达成同步。此时GNSS接收器便可锁定本地端复制码的相位，以正确地从信号中解调出原始数据。上述达成同步的过程称为“信号获取阶段”(aquisition stage)，而相位锁定后的阶段称为“信号追踪阶段”(tracking stage)。

前述的相关性运算过程需要耗费GNSS接收器大量的运算资源。这些需要耗费的运算资源随着虚拟随机码或复制码的位数目的增大而增加。GNSS系统的新标准需要更高的频宽并使用更长的虚拟随机码。举例来说，Galileo系统的L1C频带及E5频带分别使用长度为8192与10230比特的虚拟随机码，而前述两种虚拟随机码的比特数目分别是GPS系统中L1频带使用的虚拟随机码的比特数目的8倍与10倍。依据前述原理，显然本地端接收器也需使用同样长度的复制码。图1A是显示Galileo系统中复制码长度的表格。越长的复制码将耗费本地端接收器越大的运算资源。例如若复制码变成N倍长，则整个相关运算需要相对于原来N2倍的运算资源。