专利名称：用于处理组合的导航信号的方法
用于处理组合的导航信号的方法背景MM 本文中公开的主题内容涉及处理接收自发射机的具有多个信号分量的导航信号。itl,卫星定位系统(SPS)通常包括定位成使得各实体能够至少部分地基于接收自发射机的信号来确定其在地球上的位置的发射机系统。此类发射机通常发射用有设定数目个码片的重复伪随机噪声(PN)码标记的信号，并且可位于基于地面的控制站、用户装备和/ 或空间飞行器上。在特定示例中，此类发射机可位于环地轨道卫星上。例如，诸如全球定位系统(GPQ、Galileo、Glonass或Compass之类的全球导航卫星系统(GNSS)的星座中的卫星可发射用与该星座中的其他卫星所发射的PN码可区分的PN码标记的信号。为了在接收机处估计位置，导航系统可至少部分地基于对从接收自卫星的信号中的PN码的检测使用公知技术来确定至在接收机的“视野中”的卫星的伪距测量。这种至卫星的伪距可以至少部分地基于在接收机处捕获收到信号的过程期间在用与卫星相关联的 PN码标记的收到信号中检测到的码相来确定。为了捕获收到信号，导航系统通常将收到信号与本地生成的与卫星相关联的PN码相关。例如，此类导航系统通常将此类收到信号与此类本地生成的PN码的多个码移和/或时移版本相关。检测到产生具有最高信号功率的相关结果的特定时移和/或码移版本可指示与所捕获到的信号相关联的码相以供用在如上面所讨论的伪距测量中。—旦检测到接收自GNSS卫星的信号的码相，接收机就可形成多个伪距假言。使用外加信息，接收机就可排除这样的伪距假言以在实效上减少与真伪距测量相关联的模糊性。在对接收自GNSS卫星的信号的时基的知识上有着充分准确性的情况下，就可以排除一些或所有假伪距假言。

图1图解了 SPS系统的应用，藉此无线通信系统中的移动站(MS) 100接收来自在 MS 100的视线中的卫星10加、102b、102c、102d的传输，并且从这些传输中的4个或更多个来推导时间测量。MS 100可将此类测量提供给定位实体(PDE) 104，后者从这些测量确定该站的位置。替换地，订户站100可从此信息确定其自己的位置。MS 100可通过将属特定卫星的PN码与收到信号相关来搜索来自该卫星的传输。 此收到信号在有噪声的情况下通常包括来自在MS 100处的接收机的视线内的一颗或更多颗卫星的传输的合成。相关可在称为码相搜索窗Wcp的码相假言范围上以及在称为多普勒搜索窗Wmpp的多普勒频率假言范围上执行。如以上指出的，此类码相假言通常被表示为PN 码移范围。同样，多普勒频率假言通常被表示为多普勒频隙。附图简述将参照以下附图来描述非限定性和非穷尽性的特征，其中相近参考标号贯穿各种附图始终指代相近部分。图1是根据一个方面的卫星定位系统(SPS)的示意图。图2A和2B示出了根据一个实现的收到码与参考码的比较。
图3是根据特定示例的相关器的示意性框图。图4是示出了根据一个特定实现的二维搜索窗的图示。图5是示出了在一个特定示例中如可从视线信号获得的峰值的能量标绘。图6图解了根据一个方面的检测收到导航信号中的码相的方法。图7A-C图解了根据一个方面的第一和第二导航信号分量以及合成信号。图8A-D图解了根据一个方面的第一和第二导航信号分量以及合成信号的能量分布。图9是根据一个方面的移动站的示意图。概述在一个特定的实现中，提供了一种在其中从发射机接收导航信号的方法。该导航信号包括第一导航信号分量和第二导航信号分量。第一导航信号分量中的码相至少部分地基于第二导航信号分量中的信息来确定。然而，应当理解，这仅仅是一个示例实现，并且所要求保护的主题内容并不被限定于此特定实现。详细描述贯穿本说明书引述的“一个示例”、“一个特征”、“示例”或“特征”意指结合该特征和/或示例所描述的特定特征、结构或特性包含在所要求保护的主题内容的至少一个特征和/或示例中。由此，短语“在一个示例中”、“示例”、“在一个特征中，，或“特征”贯穿本说明书始终在各处的出现并非必然全部引述同一特征和/或示例。此外，特定特征、结构、或特性在一个或更多个示例和/或特征中可被组合。本文中描述的方法体系取决于根据特定特征和/或示例的应用可以藉由各种手段来实现。例如，此类方法体系可在硬件、固件、软件、和/或其组合中实现。在硬件实现中， 例如，处理单元可在一个或更多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计成执行本文中描述的功能的其他设备单元、和/或其组合内实现。本文中引述的“空间飞行器”(SV)涉及能够向地球表面上的接收机发射信号的物体。在一个特定示例中，这样的SV可包括对地静止卫星。替换地，SV可包括在轨道中行进并且相对于地球上的固定位置移动的卫星。然而，这些仅仅是SV的示例，并且所要求保护的主题内容在这些方面并不受到限定。本文中所描述的位置确定和/或估计技术可用于各种无线通信网络，诸如无线广域网(WffAN)、无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)，等等。术语“网络”和“系统”在本文中能被可互换地使用。WWAN可以是码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络，等等。 CDMA网络可实现诸如cdma2000、宽带CDMA(W-CDMA)等的一种或更多种无线电接入技术 (RAT)，以上只是列举了少数无线电技术。在此，cdma2000可包括根据IS-95、IS-2000、以及IS-856标准实现的技术。TDMA网络可实现全球移动通信系统(GSM)、数字高级移动电话系统(D-AMPS)、或其他某种RAT。GSM和W-CDMA在来自名为“第三代伙伴项目(3GPP) ”的集团的文献中描述。Cdma2000在来自名为“第三代伙伴项目2 (3GPP2) ”的集团的文献中描述。3GPP和3GPP2文献是公众可获取的。例如，WLAN可包括IEEE802. Ilx网络，并且WPAN
6可包括蓝牙网络、IEEE 802. 15x。本文中所描述的这类位置确定技术也可用于WWAN、WLAN 和/或WPAN的任何组合。根据一示例，一种设备和/或系统可至少部分地基于从各SV接收到的信号来估计其位置。具体而言，这样的设备和/或系统可获得“伪距”测量，其包括相关联的各SV与导航卫星接收机之间的距离的近似。在特定示例中，这样的伪距可在能够处理来自一个或更多个作为卫星定位系统(SPQ —部分的SV的信号的接收机处确定。为确定其位置，卫星导航接收机可获得至三颗或更多颗卫星的伪距测量以及它们在发射之时的位置。本文中描述的技术可随同若干SPS’中的任何一个和/或SPS’的组合使用。此外，这类技术可随同利用伪卫星或者卫星与伪卫星组合的定位系统使用。伪卫星可包括广播被调制在L频带(或其他频率)载波信号上的PN码或其他测距码(例如，类似于GPS或 CDMA蜂窝信号)的基于地面的发射机，其中该载波信号可以与时间同步。这样的发射机可以被指派唯一性的PN码从而准许其能被远程接收机标识。伪卫星在其中来自轨道卫星的 GPS信号或许不可用的情形中是有用的，诸如在隧道、矿井、建筑物、市区峡谷或其他封闭区域中。伪卫星的另一种实现被称为无线电信标。如本文所使用的术语“卫星”旨在包括伪卫星、伪卫星的等效物、及可能还有其他。如本文中所使用的术语“PS信号”旨在包括来自伪卫星或伪卫星的等效物的类SPS信号。如本文中所引述的“全球导航卫星系统”(GNSQ涉及包括根据通用信令格式发射同步导航信号的SV的SPS。这样的GNSS可包括例如处在同步轨道中的SV的星座，以便从该星座中的多个SV同时向地球表面的辽阔部分上的位置发射导航信号。GNSS卫星可发射具有多个导航信号分量的导航信号。这些导航信号分量可在相同或不同的载波频率上被发射。不仅如此，这些导航信号分量还可在相同的载波频率上但在不同基带调制上被发射，不同的基带调制诸如有二进制偏移载波(1，1) ( "BOC(Ll)")或二进制相移键控(“BPSK”) 之类。可根据不同的码长来调制这些导航信号分量。例如，这些导航信号分量中的一个可以是传统Ll C/A GPS信号，而第二导航信号分量可以是提议的具有更长码长的Ll C-D GPS 信号，这里仅是比较和例举几个示例。这些导航信号分量中的每一个被发射并且可由例如移动站中的接收机接收。一旦接收到这些导航信号分量，就将它们对照与各个导航信号分量中的每一个对应的已知参考码进行相关。对于每个导航信号分量，接收机生成参考码并将其比对收到导航信号分量中的码。图2A示出了如(在时间索引0时开始)接收到的导航信号分量的预定码Sl与该码的参考副本SR(下文中被称为“参考码”)之间的比较的示例。在此示例中，经填充的方形指示一个二进制码元(例如，+1)，而空着的方形指示另一个二进制码元(例如，-1)。在图2A的示例中可见，这两个码没有对准。图2B中，将参考码SR关于时间索引0移位到有8个码片的偏移。在参考码处于此位置中的情况下，现在这两个码对准了。如果参考码处在使得如接收到的码与该参考码对准的位置中，那么这两个码之间的偏移就被称为该信号的码相。因此，收到码Sl具有8 个码片的码相。码相可被用作对收到信号的延迟的指示，其进而可被用作对发射机与接收机之间的距离的测量。补充地或替换地，码相可被用在涉及一个或更多个其他信号的接收和/或发射的同步操作中。例如，从码相推导出的时基信息可用来使接收机同步到分隙的接入信道。分隙的接入信道的示例包括(例如，在下行链路或反向链路上)可由收到码的发射机发射的接入信道以及(例如，在上行链路或前向链路上)可由该位置处的接收机监视的寻呼信道。在一个示例中，收到码序列与参考码的相关可在时域中藉由根据如下关系式(1) 在参考码的长度的某个部分上对收到码与参考码的乘积进行积分来执行
权利要求
1.一种方法，包括接收来自发射机的导航信号，所述导航信号包括第一导航信号分量和第二导航信号分量；以及至少部分地基于所述第二导航信号分量中的信息来检测所述第一导航信号分量中的码相。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一导航信号分量是用二进制相移键控技术来调制的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二导航信号分量是用二进制偏移载波(1，1)技术来调制的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括组合对所述第一和第二导航信号分量的处理。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一和第二导航信号分量是在相同的载波频率上被接收的，并且所述组合包括相干地组合对所述第一和第二导航信号分量的处理。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检测码相包括将所述第一和第二导航信号分量与三电平的参考信号相关。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述相干地组合包括对关于所述第一导航信号分量的参考信号与关于所述第二导航信号分量的参考信号进行求和以生成合成参考信号。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述组合包括非相干地组合对所述第一导航信号分量和所述第二导航信号分量的处理。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述非相干地组合包括至少部分地基于所接收到的第一导航信号分量来确定第一能量分布、至少部分地基于所接收到的第二导航信号分量来确定第二能量分布，并且其中所述组合对第一和第二导航信号分量的处理包括对所述第一和第二能量分布进行求和。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一和第二能量分布中的每一个包括根据时间和频率对准的能量元阵列。
11.一种装置，包括接收机，其被适配成接收来自发射机的导航信号分量，所述导航信号包括第一导航信号分量和第二导航信号分量；以及处理器，其被适配成至少部分地基于所述第二导航信号分量中的信息来检测所述第一导航信号分量中的码相。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理器还被适配成组合对所述第一和第二导航信号分量的处理。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一和第二导航信号分量是在相同的载波频率上被发射的，并且其中所述处理器还被适配成相干地组合对所述第一和第二导航信号分量的处理。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理器还被适配成非相干地组合对所述第一和第二导航信号分量的处理。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理器还被适配成至少部分地基于以下动作来非相干地组合对所述第一和第二导航信号分量的处理至少部分地基于所接收到的第一导航信号分量来确定第一能量分布；至少部分地基于所接收到的第二导航信号分量来确定第二能量分布；以及对所述第一和第二能量分布进行求和。
16.一种装置，包括用于接收来自发射机的导航信号分量的装置，所述导航信号包括第一导航信号分量和第二导航信号分量；以及用于至少部分地基于所述第二导航信号分量中的信息来检测所述第一导航信号分量中的码相的装置。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括用于组合对所述第一和第二导航信号分量的处理的装置。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述用于组合的装置还包括用于响应于所述第一和第二导航信号分量是在相同载波频率上被接收到而相干地组合对所述第一导航信号分量和所述第二导航信号分量的处理的装置。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述用于组合的装置还包括用于非相干地组合对所述第一和第二导航信号分量的处理的装置。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述用于非相干地组合的装置还被适配成至少部分地基于以下动作来非相干地组合对所述第一和第二导航信号分量的处理至少部分地基于所接收到的第一导航信号分量来确定第一能量分布；至少部分地基于所接收到的第二导航信号分量来确定第二能量分布；以及对所述第一和第二能量分布进行求和。
21.—种制品，包括包含存储于其上的机器可读指令的存储介质，所述机器可读指令若由计算平台执行则被适配成使所述计算平台能接收来自发射机的导航信号，所述导航信号包括第一导航信号分量和第二导航信号分量；以及至少部分地基于所述第二导航信号分量中的信息来检测所述第一导航信号分量中的码相。
22.如权利要求21所述的制品，其特征在于，所述机器可读指令还被适配成使所述计算平台能组合对所述第一和第二导航信号分量的处理。
23.如权利要求22所述的制品，其特征在于，组合所述处理包括非相干地组合对所述第一导航信号分量和所述第二导航信号分量的处理。
24.如权利要求23所述的制品，其特征在于，所述非相干地组合包括至少部分地基于所接收到的第一导航信号分量来确定第一能量分布、至少部分地基于所接收到的第二导航信号分量来确定第二能量分布，并且其中组合对所述第一和第二导航信号分量的处理包括对所述第一和第二能量分布进行求和。
25.如权利要求22所述的制品，其特征在于，所述机器可读指令还被适配成使所述计算平台能在相同载波频率上接收所述第一和第二导航信号分量，并且组合所述处理包括相干地组合对所述第一和第二导航信号分量的处理。
26.如权利要求25所述的制品，其特征在于，所述相干地组合包括对关于所述第一导航信号分量的参考信号和关于所述第二导航信号分量的参考信号进行求和以生成合成参考信号。
27.如权利要求22所述的制品，其特征在于，所述机器可读指令还被适配成使所述计算平台能将所述第一和第二导航信号分量与三电平的参考信号相关以检测所述码相。
全文摘要
本文中公开的主题内容涉及用于处理接收自多个全球导航卫星系统(GNSS)的多个导航信号分量的系统和方法。在特定的实现中，第一导航信号分量中的码相可以至少部分地基于第二导航信号分量中的信息来检测。
文档编号G01S1/00GK102171584SQ200980139989
公开日2011年8月31日 申请日期2009年10月7日 优先权日2008年10月7日
发明者P·A·康弗利蒂, R·W·波恩, R·阿迈德 申请人:高通股份有限公司