專利名稱：采用特定碼調(diào)制的信號(hào)接收機(jī)的相關(guān)和解調(diào)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用預(yù)定重復(fù)長(zhǎng)度的第一碼調(diào)制的信號(hào)接收機(jī)的相關(guān)和解調(diào)電路，所述第一碼限定了上述信號(hào)的發(fā)射源。該電路包括連接到控制裝置的一個(gè)相關(guān)級(jí)，控制裝置專用于配置所述相關(guān)級(jí)的正常操作模式或測(cè)試模式。在正常操作模式下，上述的級(jí)就會(huì)接收與接收機(jī)調(diào)制信號(hào)接收裝置中成形的調(diào)制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的中頻信號(hào)。然后，在上述相關(guān)級(jí)的一個(gè)相關(guān)器控制環(huán)中將中間信號(hào)與一個(gè)碼發(fā)生器產(chǎn)生的第一碼副本相關(guān)。
對(duì)于GPS接收機(jī)，射頻信號(hào)是由位于軌道上的若干個(gè)衛(wèi)星發(fā)射的，彼此間由調(diào)制在載頻信號(hào)上的一種被稱為Gold碼的特殊偽隨機(jī)碼加以區(qū)別。Gold碼是由1023個(gè)片構(gòu)成并且每毫秒重復(fù)一次的一種數(shù)字信號(hào)。這些片具有和一個(gè)位相同的1或0值。所有Gold碼都具有正交特性，這也就意味著將它們彼此相關(guān)的相關(guān)結(jié)果能給出一個(gè)接近0的值。這一特性允許在同一接收機(jī)的若干相關(guān)信道中獨(dú)立地處理同時(shí)來自若干個(gè)衛(wèi)星的若干射頻信號(hào)。
GPS信號(hào)為接收機(jī)提供用于計(jì)算X，Y和Z位置，速度和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的位置和時(shí)間數(shù)據(jù)。然而，為了確定位置和時(shí)間，接收機(jī)必須從至少四個(gè)看得見的衛(wèi)星上獲得數(shù)據(jù)。
在采用特殊碼調(diào)制信號(hào)接收機(jī)的各種場(chǎng)合，例如是射頻信號(hào)，必須要假設(shè)接收機(jī)中用于從接收信號(hào)中提取消息的那些部分工作正常。在組裝前、后可以對(duì)上述接收機(jī)部分執(zhí)行操作測(cè)試。當(dāng)然，上述接收機(jī)部分在檢查其整體操作之前還需要經(jīng)過多次初步的元件測(cè)試步驟。
在GPS接收機(jī)的使用過程中，必須緊密結(jié)合著實(shí)際條件來執(zhí)行上述接收機(jī)的操作測(cè)試，以便確認(rèn)相關(guān)級(jí)的各個(gè)信道在正常工作。如果操作測(cè)試是成功的，就能為接收機(jī)的用戶保證其對(duì)位置，速度和時(shí)間的計(jì)算是正確有效的。
例如在電信領(lǐng)域中，美國(guó)專利US4,100,531公開了用于測(cè)量諸如數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等數(shù)字設(shè)備的誤碼率的裝置。對(duì)設(shè)備的測(cè)試是采用由一個(gè)發(fā)射機(jī)提供的偽隨機(jī)碼(PRN碼)，并且由待測(cè)接收機(jī)來接收。被測(cè)接收機(jī)產(chǎn)生一個(gè)PRN碼副本，在一個(gè)相關(guān)級(jí)中與按照確定長(zhǎng)度的PRN碼進(jìn)行調(diào)制的信號(hào)執(zhí)行相關(guān)。
這種設(shè)備的一個(gè)缺點(diǎn)在于，在測(cè)試中，編碼的測(cè)試信號(hào)是由外部發(fā)射機(jī)發(fā)送給接收機(jī)的，這種測(cè)試不允許明顯地縮短測(cè)試時(shí)間。另外一個(gè)缺點(diǎn)是，為了構(gòu)成代表接收機(jī)操作性能的測(cè)試，發(fā)射的信號(hào)必須能反映真實(shí)通信信號(hào)。這樣就必須為測(cè)試信號(hào)加上噪聲，而這一點(diǎn)往往是難以實(shí)現(xiàn)的。
在GPS型接收機(jī)的領(lǐng)域，美國(guó)專利US5,093,800公開了一種能夠產(chǎn)生GPS型射頻信號(hào)的測(cè)試裝置。由該裝置產(chǎn)生的GPS信號(hào)可以由待測(cè)的GPS接收機(jī)來接收。為此，該裝置還包括關(guān)于衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，這樣就能產(chǎn)生和發(fā)射與若干衛(wèi)星發(fā)射給接收機(jī)的編碼信號(hào)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
這種測(cè)試裝置的一個(gè)缺點(diǎn)在于，為了能夠檢查接收機(jī)的相關(guān)級(jí)工作是否正常，測(cè)試信號(hào)是一種與衛(wèi)星發(fā)射的射頻信號(hào)等效的射頻信號(hào)。為了檢查相關(guān)級(jí)工作是否正常，該裝置產(chǎn)生的射頻信號(hào)顯然就要包括產(chǎn)生額外的噪聲。另一個(gè)缺點(diǎn)是接收機(jī)操作測(cè)試時(shí)間比較長(zhǎng)，因?yàn)檫@取決于偽隨機(jī)碼也就是Gold碼的重復(fù)長(zhǎng)度。如果接收機(jī)被裝在一個(gè)由電池或蓄電池供電的設(shè)備中，長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試就會(huì)不必要地消耗上述電池或蓄電池。
本發(fā)明的目的是為用于按照一種碼調(diào)制的信號(hào)接收機(jī)提供一種相關(guān)和解調(diào)電路，它能夠盡量縮短代表上述電路操作的測(cè)試時(shí)間，克服了現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)試設(shè)備或方法的缺點(diǎn)。另外，在上述電路的操作測(cè)試中還可以考慮到與接收信號(hào)噪聲有關(guān)的參數(shù)。
這種相關(guān)和解調(diào)電路的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于大大縮短了相關(guān)級(jí)的閉環(huán)測(cè)試時(shí)間。這樣就能加快上述電路和包含這種電路的接收機(jī)的操作狀態(tài)。
對(duì)于GPS型射頻信號(hào)接收機(jī)來說，如果偽隨機(jī)碼重復(fù)長(zhǎng)度相當(dāng)于Gold碼，相關(guān)和解調(diào)電路測(cè)試時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。另外，如果上述電路的相關(guān)級(jí)中包括若干個(gè)相關(guān)信道，測(cè)試時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)。為此就要用一種縮短長(zhǎng)度的偽隨機(jī)碼為電路的相關(guān)級(jí)提供中間測(cè)試信號(hào)，以便快速檢查電路的操作。
由于射頻信號(hào)也包括噪聲，縮短的偽隨機(jī)碼長(zhǎng)度在考慮這一噪聲時(shí)會(huì)收到限制。在無噪聲條件下產(chǎn)生的這種縮短碼的測(cè)試信號(hào)能夠使相關(guān)級(jí)積分計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)所提供的功率接近包括噪聲的實(shí)際輸出信號(hào)的功率。最佳測(cè)試信號(hào)的偽隨機(jī)碼重復(fù)長(zhǎng)度是31片，而Gold碼是1023片。
可以在相關(guān)和解調(diào)電路外部產(chǎn)生這些中間測(cè)試信號(hào)，或者是最好在電路內(nèi)部由一體的測(cè)試信號(hào)發(fā)生器來產(chǎn)生。這些測(cè)試信號(hào)發(fā)生器僅僅在相關(guān)和解調(diào)電路中占據(jù)少量空間，因?yàn)樗鼈冎皇怯伤氖畞韨€(gè)邏輯門或觸發(fā)器構(gòu)成的，而整個(gè)電路具有接近2百萬個(gè)晶體管。由一個(gè)控制裝置也就是微處理器裝置來切換這些測(cè)試信號(hào)發(fā)生器。
可以按照在微處理器裝置中編程的時(shí)間周期切換上述測(cè)試信號(hào)發(fā)生器。如果上述電路是安裝在一個(gè)完整的接收機(jī)中，上述測(cè)試信號(hào)發(fā)生器的導(dǎo)通就會(huì)阻止由接收機(jī)的接收裝置向上述電路發(fā)送中間信號(hào)。這樣，在測(cè)試階段中，該電路僅僅接收測(cè)試信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的中間測(cè)試信號(hào)。
在相關(guān)級(jí)的所有信道中相等地利用這些測(cè)試信號(hào)對(duì)信道同時(shí)進(jìn)行測(cè)試。微處理器控制各個(gè)信道的碼發(fā)生器，使其在測(cè)試階段中為各個(gè)信道產(chǎn)生縮短的偽隨機(jī)碼的一個(gè)副本。
值得注意的是，沒有從整個(gè)接收機(jī)的外部提供測(cè)試信號(hào)。反之就最好采用無噪聲操作檢查測(cè)試信號(hào)來代替普通的中間信號(hào)提供給相關(guān)和解調(diào)電路。
如果相關(guān)和解調(diào)電路是安裝在一個(gè)調(diào)制信號(hào)接收機(jī)中，為了快速執(zhí)行測(cè)試階段，縮短電路的測(cè)試時(shí)間在理論上是需要的。如果接收機(jī)是安裝在諸如手表或電話等便攜物體中的，測(cè)試時(shí)間的縮短能夠避免過多地消耗蓄電池中的能量。然而，也可以在相關(guān)和解調(diào)電路被安裝到接收機(jī)內(nèi)之前用提供給相關(guān)級(jí)的對(duì)應(yīng)著普通中間信號(hào)的無噪聲測(cè)試信號(hào)對(duì)它進(jìn)行測(cè)試。
用戶自己也可以在任何時(shí)候?qū)邮諜C(jī)相關(guān)和解調(diào)電路主動(dòng)執(zhí)行完整的測(cè)試。
優(yōu)選實(shí)施例詳述下文要參照一種GPS型射頻信號(hào)接收機(jī)來解釋相關(guān)和解調(diào)電路的實(shí)施例。應(yīng)該注意到有幾種接收機(jī)元件是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，在本文中無需詳細(xì)說明。
在這種GPS接收機(jī)中，接收的射頻信號(hào)是用被稱為Gold碼的一種偽隨機(jī)碼調(diào)制的，信號(hào)中還包括需要由相關(guān)和解調(diào)電路解調(diào)的消息。電路中的微處理器裝置用來自至少四個(gè)衛(wèi)星的消息就能計(jì)算出具體的X，Y和Z位置，接收機(jī)的速度，和/或時(shí)間。然而，使用這種相關(guān)和解調(diào)電路還要面對(duì)其他類型的用于按照確定重復(fù)長(zhǎng)度調(diào)制的碼來調(diào)制的接收機(jī)。例如，這種相關(guān)和解調(diào)電路可以用在電信接收機(jī)中，或者是用在采用光信號(hào)傳送一種確定代碼的測(cè)量接收機(jī)中，或者是用于其他領(lǐng)域。


圖1表示帶相關(guān)和解調(diào)電路的GPS型接收機(jī)的示意圖。它包括用于接收從若干個(gè)衛(wèi)星發(fā)出的GPS射頻信號(hào)的一個(gè)天線2，用于接收天線2提供的射頻信號(hào)并且整形的裝置3，以及從接收裝置3接收400kHz頻率級(jí)合成形式的中間信號(hào)IF的一個(gè)相關(guān)和解調(diào)電路6。
在接收裝置3中，第一電子電路4’首先將來自1，57542GHz頻率的射頻信號(hào)變換成例如是179MHz的頻率。第二電子電路中頻4″執(zhí)行雙變頻，首先將GPS信號(hào)調(diào)節(jié)到4.76MHz的頻率，然后按4.36MHz采樣后最終變成400kHz的頻率。按照400kHz頻率級(jí)采樣并量化的中間合成信號(hào)中頻被提供給相關(guān)和解調(diào)電路。這樣的中間合成信號(hào)中頻是由一個(gè)同相信號(hào)I和圖中與確定為2比特的一條斜線交叉的黑體線表示的一個(gè)雙相信號(hào)Q構(gòu)成的。然而，如果在前級(jí)已經(jīng)執(zhí)行了2-比特或者是2n比特(n是大于1的整數(shù))變換，這些中間信號(hào)中頻就可以超過4比特。
用于頻率變換操作的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器5是射頻接收和整形裝置3的一部分。這一發(fā)生器具有一個(gè)圖中沒有表示的石英振蕩器，它被校準(zhǔn)到17.6MHz的頻率級(jí)上。兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLK和CLK16被提供給相關(guān)和解調(diào)電路作為所有電路操作的時(shí)鐘。第一時(shí)鐘頻率CLK的值是4.36MHz，而第二時(shí)鐘頻率可以固定在供大部分相關(guān)級(jí)使用的16倍以下即272.5kHz，以便節(jié)省能量消耗。
值得注意的是，在近半數(shù)情況下，由第一電路4’提供的信號(hào)會(huì)給出不同奇偶的信號(hào)，即2輸出位的(+1和-1)，4輸出位的(+3；+1；-1；-3)。對(duì)接收機(jī)中的GPS信號(hào)解調(diào)操作必須要考慮到這種奇偶。
上述相關(guān)和解調(diào)電路6包括一個(gè)相關(guān)級(jí)7，它是由12個(gè)信道7’，將各個(gè)信道連接到各自一個(gè)緩沖寄存器11的數(shù)據(jù)傳輸總線10，以及將各個(gè)緩沖寄存器連接到微處理器裝置12的的數(shù)據(jù)總線13構(gòu)成的。連接到作為微處理器裝置12一部分的微處理器上的存儲(chǔ)裝置18用來存儲(chǔ)與位于軌道上的各個(gè)衛(wèi)星和載波頻率以及用于各個(gè)衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼參數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)。構(gòu)成相關(guān)和解調(diào)電路的所有元件都可以集成在單個(gè)半導(dǎo)體基片例如是一個(gè)硅基片上。
在相關(guān)和解調(diào)電路6的輸入端設(shè)有測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置14，它包括測(cè)試信號(hào)發(fā)生器15和一個(gè)多路復(fù)用器16。測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置14的多路復(fù)用器16在一個(gè)輸入端接收由接收裝置3提供的中間信號(hào)中頻，在另一個(gè)輸入端接收中間測(cè)試信號(hào)IFtest。由集成在微處理器裝置12中的控制裝置通過控制總線19和緩沖寄存器11’提供的控制信號(hào)來控制上述多路復(fù)用器16。必要時(shí)也可以將多路復(fù)用器16集成在測(cè)試信號(hào)發(fā)生器15中。
在沒有控制信號(hào)Test的正常操作模式下，多路復(fù)用器16將代表若干衛(wèi)星發(fā)射的射頻信號(hào)的中間信號(hào)中頻傳送給用于所有信道7’的相關(guān)級(jí)7。通過微處理器12將某些信道配置成不同的正常操作模式，這些信道各自用中間信號(hào)中頻搜索一個(gè)看得見的衛(wèi)星，對(duì)接收的GPS消息解調(diào)。反之，當(dāng)微處理器12執(zhí)行測(cè)試階段時(shí)，微處理器12通過控制總線19向測(cè)試信號(hào)發(fā)生裝置14發(fā)送測(cè)試控制信號(hào)。在測(cè)試階段中，測(cè)試信號(hào)發(fā)生器15就被接通，多路復(fù)用器16接收測(cè)試信號(hào)Test，僅僅將發(fā)生器15產(chǎn)生的中間測(cè)試信號(hào)IFtest發(fā)送給相關(guān)級(jí)7。以下要參照?qǐng)D2具體解釋上述測(cè)試信號(hào)發(fā)生器。
一旦接通，測(cè)試信號(hào)發(fā)生器15就產(chǎn)生中間測(cè)試信號(hào)IFtest代替普通的中間信號(hào)來執(zhí)行代表閉環(huán)中的相關(guān)級(jí)的測(cè)試。為了更快地執(zhí)行閉環(huán)測(cè)試，采用比Gold碼的重復(fù)長(zhǎng)度短的一種偽隨機(jī)碼來調(diào)制這些測(cè)試信號(hào)IFtest。縮短的偽隨機(jī)碼的最佳重復(fù)長(zhǎng)度是31片即25-1，而Gold碼的重復(fù)長(zhǎng)度是1023片即210-1。
接近1000片的1023片從比例上可能被認(rèn)為是相當(dāng)于射頻信號(hào)噪聲。反之，之所以選擇31片縮短的碼是為了能夠?yàn)榱舜硐嚓P(guān)級(jí)的測(cè)試提供無噪聲中間測(cè)試信號(hào)。
當(dāng)然，對(duì)于采用相關(guān)和解調(diào)電路的其它領(lǐng)域，縮短的第二偽隨機(jī)碼的重復(fù)長(zhǎng)度可以是2(n-m)-1，而接收信號(hào)的第一偽隨機(jī)碼的重復(fù)長(zhǎng)度是2n-1。數(shù)字n和m都是整數(shù)，n大于3，而m的確定值在1和n-1之間。
在測(cè)試階段，微處理器12向各自位于一個(gè)獨(dú)立信道7’中的測(cè)試選擇器17發(fā)送測(cè)試控制信號(hào)TMS。每個(gè)信道7’包括一個(gè)接收信號(hào)IF或IFtest的相關(guān)器8和一個(gè)控制器9，用來通過一個(gè)專用程序進(jìn)入操作，特別是一種信號(hào)處理算法，用來獲取衛(wèi)星信號(hào)并且跟蹤由該信道檢測(cè)到的衛(wèi)星。分別連接到各自的相關(guān)器8上的測(cè)試選擇器17的任務(wù)是為上述相關(guān)器提供指令CS，特別是用來配置一個(gè)偽隨機(jī)碼發(fā)生器，以下要參照?qǐng)D3b具體解釋。
在正常操作中，選擇器17不向相關(guān)器8發(fā)送指令CS，這一意味著碼發(fā)生器會(huì)產(chǎn)生與Gold碼具有相等重復(fù)長(zhǎng)度的一個(gè)碼的副本。然而，在測(cè)試階段中，一旦收到微處理器12的指令，選擇器7就發(fā)送用于配置碼發(fā)生器的指令CS，使其產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)長(zhǎng)度比Gold碼短的偽隨機(jī)碼副本。因此，在測(cè)試階段中，這一縮短的偽隨機(jī)碼必須是被調(diào)制到中間測(cè)試信號(hào)上的一種偽隨機(jī)碼。
控制信號(hào)TMS從理論上來說被定義為一種用于正常操作或各種測(cè)試模式的二比特控制字。如果TMS的二進(jìn)制數(shù)字等于00，就是正常操作，不發(fā)送測(cè)試指令CS。如果TMS的二進(jìn)制數(shù)字等于11，就用從輸入端引入的中間測(cè)試信號(hào)IFtest實(shí)施閉環(huán)測(cè)試模式檢查相關(guān)級(jí)7的所有信道7’工作是否正常。如果TMS的二進(jìn)制數(shù)字等于01，就是開始由微處理器12通過一個(gè)沒有表示的測(cè)試矢量發(fā)生器來控制對(duì)各個(gè)信道的相關(guān)器模塊8執(zhí)行測(cè)試。如果TMS的二進(jìn)制數(shù)字等于10，就可以開始通過測(cè)試矢量發(fā)生器對(duì)各個(gè)信道的控制器模塊執(zhí)行測(cè)試。按照本發(fā)明，信號(hào)TMS的最佳值是00或11。
在沒有表示的另一個(gè)實(shí)施例中，所有選擇器17都可以是微處理器裝置12的一部分。同樣也可以通過總線10和13向各個(gè)相關(guān)器8發(fā)送指令CS。
在選擇器17發(fā)送指令CS的同時(shí)，微處理器12通過總線13和10發(fā)送與需要搜索的偽隨機(jī)碼有關(guān)以及和中間測(cè)試信號(hào)的載波頻率有關(guān)的參數(shù)。發(fā)送這些參數(shù)是為了在測(cè)試階段中配置所有的信道7’，象正常操作中一樣，但是是單獨(dú)針對(duì)每一個(gè)信道。然而，在測(cè)試階段中對(duì)所有信道的參數(shù)是相同的，這樣就能用相同的方式同時(shí)在所有信道中處理具有縮短的唯一偽隨機(jī)碼的中間測(cè)試信號(hào)IFtest。
在上文所述的正常操作中，各信道的寄存器11能夠接收微處理器12以及和每一個(gè)相關(guān)信道7’有聯(lián)系的存儲(chǔ)裝置18發(fā)出的配置數(shù)據(jù)或參數(shù)。在相關(guān)并鎖定在一個(gè)特定衛(wèi)星上之后，通過寄存器11可以向微處理器12發(fā)送關(guān)于GPS消息的數(shù)據(jù)，PRN碼的狀態(tài)，有關(guān)Doppler效應(yīng)的頻率增量，偽范圍，以及其它數(shù)據(jù)。
在測(cè)試階段，上述寄存器11接收閉環(huán)測(cè)試的結(jié)果，以及需要由微處理器來處理的消息。在測(cè)試完之后，在將相關(guān)和解調(diào)電路設(shè)置到正常模式之前，微處理器就能檢查出所有相關(guān)信道是否都能獨(dú)立地工作正常。
還要注意到，這些寄存器11可以在相關(guān)階段中累積數(shù)據(jù)，在衛(wèi)星探測(cè)和跟蹤操作過程中可以使用這些數(shù)據(jù)，不需要自動(dòng)發(fā)送給微處理器12。
在另一個(gè)實(shí)施例中，相關(guān)級(jí)的所有信道7’可以共用一個(gè)寄存器框11，放在寄存器框中的數(shù)據(jù)對(duì)每一個(gè)信道是公用的。
如果每一個(gè)信道7’都包括一個(gè)用于所有衛(wèi)星探測(cè)和跟蹤階段的控制器9，就能縮小微處理器12的尺寸。這種微處理器12例如可以是EMMicroelectronic-Marin SA，Switzerland制造的一種8-位CoolRISC-816微處理器。然而也可以用較大尺寸的微處理器例如是一個(gè)32-位微處理器來避免在各個(gè)信道中安置控制器9。按照本發(fā)明，在這種情況下，尺寸較大的這種微處理器在正常操作和測(cè)試階段中能夠勝任所有衛(wèi)星探測(cè)和跟蹤處理工作。
圖2示意性地表示了構(gòu)成測(cè)試信號(hào)發(fā)生器15的不同單元。如上所述，用微處理器的指令接通這一測(cè)試信號(hào)發(fā)生器。一旦接通，它就產(chǎn)生中間測(cè)試信號(hào)IFtest，將信號(hào)輸入在閉環(huán)中等待測(cè)試的相關(guān)級(jí)。無噪聲中間測(cè)試信號(hào)IFtest是這樣設(shè)計(jì)的，它是從在接收機(jī)中整形的射頻信號(hào)中提取的中間信號(hào)。然而，這一中間測(cè)試信號(hào)或替代信號(hào)是用長(zhǎng)度比Gold碼要短的一種偽隨機(jī)碼來調(diào)制的，以便縮短相關(guān)級(jí)的測(cè)試時(shí)間。
測(cè)試信號(hào)發(fā)生器15包括一個(gè)8-位數(shù)字控制振蕩器(NCO)151，利用時(shí)鐘信號(hào)CLK確定碼的時(shí)鐘，一個(gè)小PRN碼發(fā)生器152，一個(gè)消息發(fā)生器154，一個(gè)8-位數(shù)字控制振蕩器153(NCO)，利用時(shí)鐘信號(hào)CLK確定載波頻率的時(shí)鐘，以及兩個(gè)信號(hào)混頻器155和156。8-位振蕩器151和153的頻率分辨率等級(jí)是17kHz，它是由4.36MHz的時(shí)鐘頻率CLK除以28獲得的。
在測(cè)試階段，兩個(gè)8-位數(shù)字控制振蕩器151和153各自從微處理器接收一個(gè)8-位二進(jìn)制字。第一振蕩器151接收一個(gè)用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)PRN-CLK的碼增量，為后面的小PRN碼發(fā)生器152定時(shí)鐘。第二振蕩器153接收一個(gè)載波頻率增量。用于產(chǎn)生載波信號(hào)，其中之一是同相信號(hào)，而其它是雙相信號(hào)。載波頻率的值對(duì)于相關(guān)級(jí)的閉環(huán)測(cè)試并不是很重要。因此，載波頻率值可以采取和普通中間信號(hào)一樣的400kHz以下的值。
圖3a中所示的具體的小PRN碼發(fā)生器152從振蕩器151接收時(shí)鐘信號(hào)PRN-CLK，用來產(chǎn)生重復(fù)長(zhǎng)度縮短的偽隨機(jī)碼。如下文所述，這種碼的重復(fù)長(zhǎng)度最好是31即25-1。
時(shí)鐘信號(hào)PRN-CLK的頻率是從數(shù)字控制振蕩器151的輸入端輸入的碼增量的一個(gè)函數(shù)。如果碼增量值被固定在2也就是二進(jìn)制數(shù)字的11000，時(shí)鐘信號(hào)PRN-CLK就等于17kHz的24倍也就是408kHz。碼增量當(dāng)然也可以固定在更高值，接近相關(guān)級(jí)碼發(fā)生器在正常操作時(shí)的頻率1.023MHz。然而，為了能使測(cè)試階段近似上述相關(guān)級(jí)在正常操作下的真實(shí)過程，為頻率PRN-CLK選擇的值是408kHz。
如圖4所示，相關(guān)級(jí)的輸出信號(hào)必須和它們的普通中間信號(hào)是等效的，包括比有用信號(hào)高大約16dB的噪聲，或者是提供給相關(guān)級(jí)輸入端的無噪聲中間測(cè)試信號(hào)。其目的是考慮到固有的射頻信號(hào)噪聲，用無噪聲測(cè)試信號(hào)對(duì)相關(guān)級(jí)執(zhí)行一種接近實(shí)際的快速測(cè)試。
為了使中間測(cè)試信號(hào)接近普通的中間信號(hào)，必須在載波頻率信號(hào)上的50Hz頻率處設(shè)置一個(gè)消息。這樣就能讓微處理器在測(cè)試結(jié)束時(shí)檢查所管理的各個(gè)信道對(duì)正確的消息解調(diào)。為此就要用一個(gè)恒定相位延遲信號(hào)(1ms)為消息發(fā)生器154計(jì)時(shí)，在50Hz(模20-恒定相位延遲)處給出一個(gè)消息。
來自消息發(fā)生器154的消息和來自小PRN碼發(fā)生器152的縮短的PRN碼在一個(gè)混頻器155中混頻?；祛l器155的輸出在混頻器156中又混頻或調(diào)制到環(huán)路載波上產(chǎn)生中間測(cè)試信號(hào)IFtest。
圖3a表示小偽隨機(jī)碼發(fā)生器152的細(xì)節(jié)，上述發(fā)生器的構(gòu)造是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。因?yàn)樗仨毊a(chǎn)生長(zhǎng)度為31的碼，它在一個(gè)編碼器G1s和一個(gè)編碼器G2s中包括一系列五個(gè)觸發(fā)器30，用FF和各個(gè)觸發(fā)器的編號(hào)表示。在每個(gè)時(shí)鐘敲擊點(diǎn)PRN-CLK上從觸發(fā)器FF1到觸發(fā)器FF5產(chǎn)生各觸發(fā)器30的一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
在第一編碼器G1s中，觸發(fā)器30的FF3和FF5各自的輸出在XOR型加法器34中相加。加法器34的輸出被引入觸發(fā)器FF1，每當(dāng)時(shí)鐘敲擊點(diǎn)PRN-CLK上在最后一個(gè)觸發(fā)器FF5的輸出上產(chǎn)生一個(gè)第一編碼信號(hào)G1s。
在第二編碼器G2s中，觸發(fā)器30的FF2和FF5各自的輸出在XOR型加法器32中相加。加法器32的輸出被引入觸發(fā)器FF1，每當(dāng)時(shí)鐘敲擊點(diǎn)PRN-CLK上在最后一個(gè)觸發(fā)器FF5的輸出上產(chǎn)生一個(gè)第二編碼信號(hào)G2s。
第一和第二編碼信號(hào)G1s和G2s又在一個(gè)XOR型加法器33中相加產(chǎn)生編碼的信號(hào)Gs，它對(duì)應(yīng)著從小PRN碼發(fā)生器152輸出的信號(hào)。
圖3b表示在相關(guān)級(jí)的各個(gè)相關(guān)器中使用的一種普通的偽隨機(jī)發(fā)生器25。這種發(fā)生器的構(gòu)造是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，可用于在正常操作中產(chǎn)生一種Gold碼副本。然而，這種碼發(fā)生器25還包括多路復(fù)用器46到48，用于在測(cè)試階段中配置上述發(fā)生器。在測(cè)試階段需要這樣來配置碼發(fā)生器25，令其在測(cè)試信號(hào)發(fā)生器中產(chǎn)生一種偽隨機(jī)碼副本，也就是重復(fù)長(zhǎng)度為31(25-1)的碼。
偽隨機(jī)碼發(fā)生器25包括第一編碼器G1，其中串聯(lián)設(shè)置有十個(gè)觸發(fā)器40，用FF和各個(gè)觸發(fā)器的編號(hào)表示，第二編碼器G2，其中也串聯(lián)設(shè)置有十個(gè)觸發(fā)器，還有一個(gè)時(shí)移選擇器G2(TAP選擇器)用來確定具體的衛(wèi)星碼。在正常操作中，編碼器G1的觸發(fā)器FF3和FF10各自的輸出在XOR型加法器41中相加。如果不為上述多路復(fù)用器46提供指令CS，觸發(fā)器FF10的輸出信號(hào)就自由通過(在圖中用虛線表示)多路復(fù)用器46。加法器41的輸出被引入觸發(fā)器40的FF1的輸入，每當(dāng)時(shí)鐘敲擊點(diǎn)PRN-CLK上在最后一個(gè)觸發(fā)器FF10的輸出上產(chǎn)生一個(gè)第一編碼信號(hào)G1。這一時(shí)鐘信號(hào)PRN-CLK在正常操作時(shí)的值大約是1.023MHz，而在測(cè)試階段中的值大約是408kHz，它是中間測(cè)試信號(hào)的一個(gè)函數(shù)。
在測(cè)試階段對(duì)多路復(fù)用器46施加一個(gè)指令CS，僅有觸發(fā)器40的FF3和FF5的輸出在加法器41中相加。這種配置相當(dāng)于參照?qǐng)D3a所述的編碼器G1s，用來產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)G1s。
在編碼器G2中，觸發(fā)器FF2，F(xiàn)F3，F(xiàn)F6，F(xiàn)F8，F(xiàn)F9和FF10各自的輸出在XOR型加法器42中相加。加法器42的輸出通過多路復(fù)用器47被引入第一觸發(fā)器40的FF1的輸入。在正常操作中，如果不為上述多路復(fù)用器47提供指令CS，多路復(fù)用器47的輸出信號(hào)就自由通過(在圖中用虛線表示)多路復(fù)用器47。這樣，每當(dāng)時(shí)鐘敲擊點(diǎn)PRN-CLK上就在第二編碼器G2的最后一個(gè)觸發(fā)器40FF10的輸出上產(chǎn)生一個(gè)第二編碼信號(hào)G2。
編碼器G2的觸發(fā)器FF2到FF5的輸出被引入XOR型加法器45，其輸出提供給多路復(fù)用器47的輸入。在測(cè)試階段中對(duì)多路復(fù)用器47施加一個(gè)指令CS，將加法器45的輸出引入第一觸發(fā)器FF1的輸入，代替加法器42的輸出。這種配置相當(dāng)于參照?qǐng)D3a所述的編碼器G2s，用來產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)G2s。
選擇器G2特別包括一個(gè)XOR型加法器43，用來將從第二編碼器G2的十個(gè)觸發(fā)器40當(dāng)中選擇的兩個(gè)觸發(fā)器例如是觸發(fā)器40FF3和FF7的輸出信號(hào)相加，產(chǎn)生一個(gè)確定衛(wèi)星的特殊碼。選擇器G2的加法器43還會(huì)產(chǎn)生一定的延遲，這是本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員所公知的。
如果不對(duì)多路復(fù)用器48施加指令CS，加法器43的輸出就能自由通過(在圖中用虛線表示)多路復(fù)用器48。因此，在正常操作中，選擇器G2的輸出可以在一個(gè)XOR型加法器44中與輸出G1相加而給出輸出信號(hào)G。在這種情況下，由輸出G確定特別為一個(gè)確定的衛(wèi)星產(chǎn)生一個(gè)Gold碼副本。
在測(cè)試階段中對(duì)多路復(fù)用器48施加一個(gè)指令CS，這樣就僅有輸出G1和G2在加法器44中相加，以便產(chǎn)生一個(gè)與上文中參照?qǐng)D3a所述的信號(hào)Gs相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
圖4表示為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的相關(guān)級(jí)中的相關(guān)器的不同電子元件。關(guān)于這種相關(guān)器的各種元件的具體細(xì)節(jié)，讀者可以參見Philip Ward所著并且編輯為Elliott D.Kaplan(Artech HousePubLishers，USA 1996)，ISBN出版號(hào)是0-89006-793-7的一本書“Understanding GPS Principles and Applications”的第五章所描述的技術(shù)，特別是圖5.8和5.13用大線路圖表示了圖4的所有元件。值得注意的是在該圖中用帶斜杠的粗體線表示一定數(shù)量的并行位。
在測(cè)試階段，相關(guān)級(jí)信道的所有相關(guān)器都是按相同的方式配置，用于代表相關(guān)和解調(diào)電路操作的測(cè)試。為了簡(jiǎn)化以下的說明而僅僅描述了一個(gè)相關(guān)器。
該相關(guān)器包括一個(gè)載波混頻器20，一個(gè)碼混頻器21，積分計(jì)數(shù)器22，碼鑒別器23和載波鑒別器26，用于碼24和載波27的數(shù)字控制振蕩器，一個(gè)偽隨機(jī)碼發(fā)生器25，和一個(gè)用于載波的sin/cos表28。
首先，載波混頻器20的一個(gè)輸入端在正常操作中接收用虛線表示的中間IF信號(hào)，或是在測(cè)試階段接收中間測(cè)試信號(hào)IFtest。這些中間信號(hào)是復(fù)合信號(hào)，也就是說，它們是由符合公式(I+iQ)的一個(gè)同相信號(hào)I和一個(gè)雙相信號(hào)Q構(gòu)成的。如上文所述，對(duì)到達(dá)混頻器20的信號(hào)的選擇是由微處理器控制裝置來執(zhí)行的。在一個(gè)PRN碼控制環(huán)和一個(gè)載波控制環(huán)中處理這些中間信號(hào)。
在混頻器20中對(duì)中間信號(hào)IFtest執(zhí)行乘法運(yùn)算，一方面用Cosines負(fù)i乘以內(nèi)部產(chǎn)生的載波副本的Sinus以便從中間復(fù)合信號(hào)中提取同相信號(hào)I，另一方面用負(fù)Sinus負(fù)i乘以內(nèi)部產(chǎn)生的載波副本的Cosines以便從中間信號(hào)中提取雙相信號(hào)Q。
在這一載波相關(guān)操作之后將信號(hào)I和Q輸入一個(gè)碼混頻器21以便建立和內(nèi)部產(chǎn)生的碼等效的PRN碼。一方面將同相信號(hào)I和雙相信號(hào)Q各自乘以PRN碼的一個(gè)早期副本E，另一方面乘以PRN碼的一個(gè)晚期副本L，給出四個(gè)輸出信號(hào)IE，IL，QE和QL。在每個(gè)相關(guān)級(jí)信道中僅僅保留有半片間隔的早期和晚期副本，不考慮中間的準(zhǔn)時(shí)副本。
四個(gè)相關(guān)信號(hào)IE，IL，QE和QL被輸入到作為前置檢測(cè)元件的積分計(jì)數(shù)器22。用對(duì)應(yīng)著Gold碼的一個(gè)完整周期的十個(gè)比特代表積分計(jì)數(shù)器22的四個(gè)輸出值IES，ILS，QES和QLS。然而，在碼和載波控制環(huán)中僅僅使用8個(gè)最高有效位。
在正常操作中，在每一毫秒或每一恒定相位延遲之后獲得完整的一組輸出值IES，ILS，QES和QLS，因?yàn)榇a重復(fù)長(zhǎng)度是1023片，而碼時(shí)鐘頻率是1.023MHz。與此相反，在碼重復(fù)長(zhǎng)度縮短到31片而碼時(shí)鐘頻率是408kHz的測(cè)試階段中，是在大約每76μs之后獲得一組完整的輸出值。這一76μs的值對(duì)應(yīng)著31除以408kHz。
為了在正常操作或測(cè)試階段中提供完整的組，積分計(jì)數(shù)器22隨著每一個(gè)碼序列的開頭或結(jié)尾開始計(jì)數(shù)。這樣就能估算用于獲得對(duì)應(yīng)著積分時(shí)間比例也就是(1ms/76μs)乘以碼重復(fù)長(zhǎng)度比例即1023/31的時(shí)間增益。用于相關(guān)和解調(diào)電路的閉環(huán)測(cè)試的時(shí)間增益大約比如果采用重復(fù)長(zhǎng)度為1023片的偽隨機(jī)碼獲得的測(cè)試時(shí)間小435倍。如果在測(cè)試階段中將碼時(shí)鐘頻率固定在1023MHz，這一增益甚至能小1000倍，因?yàn)榉e分時(shí)間從76μs變成了大約31μs。
通過將用于IPS值的兩個(gè)輸出信號(hào)IES和ILS及用于QPS值的兩個(gè)輸出信號(hào)QES和QLS相加就可以獲得對(duì)應(yīng)著偽準(zhǔn)時(shí)值的另外兩個(gè)輸出值IPS和QPS。
在PRN碼控制環(huán)中將四個(gè)輸出信號(hào)IE，IL，QE和QL引入一個(gè)用來對(duì)上述輸出信號(hào)執(zhí)行能量計(jì)算操作的碼鑒別器23。在碼鑒別器23中執(zhí)行對(duì)一定數(shù)量整數(shù)周期例如是16個(gè)周期中的數(shù)值累計(jì)。還包括一個(gè)濾波器的這一鑒別器23為一個(gè)碼數(shù)字控制振蕩器(NCO)24提供一個(gè)濾波的碼相位環(huán)增量。這一相位環(huán)增量能夠通過調(diào)整相位而產(chǎn)生碼的副本。這樣，振蕩器24就從鑒別器23接收例如是一個(gè)濾波的28-位二進(jìn)制字。
在一個(gè)搜索程序的開頭，通過微處理器及參數(shù)輸入和輸出寄存器提供一個(gè)碼相位增量INCR-C，以便固定必須由振蕩器24提供的碼時(shí)鐘頻率的起始值。當(dāng)然，這一增量INCR-C的值對(duì)于電路處在正常操作模式或測(cè)試階段是不同的。
時(shí)鐘頻率信號(hào)PRN-CLK被提供給PRN碼發(fā)生器25，為產(chǎn)生偽隨機(jī)碼的早期和晚期副本確定時(shí)鐘。如果對(duì)碼發(fā)生器25施加一個(gè)指令CS，就意味著按照測(cè)試階段來配置該發(fā)生器，用以產(chǎn)生具有31個(gè)重復(fù)長(zhǎng)度的代碼副本。同樣在測(cè)試階段中將增量INCR-C提供給數(shù)字控制振蕩器24，最好讓振蕩器輸出上的時(shí)鐘頻率PRN-CLK具有408kHz的值。
在載波控制環(huán)中，偽準(zhǔn)時(shí)輸出信號(hào)IPS和QPS被輸入到載波鑒別器26。在一定數(shù)量整數(shù)周期例如是16個(gè)周期中用載波鑒別器26執(zhí)行一種數(shù)值累計(jì)。還包括一個(gè)濾波器的這一鑒別器26向一個(gè)載波數(shù)字控制振蕩器(NC0)27提供一個(gè)濾波的載波環(huán)路增量。這一載波環(huán)路增量可以通過頻率調(diào)節(jié)而產(chǎn)生載波副本。例如，這一振蕩器27可以從鑒別器26接收一個(gè)濾波的24-位二進(jìn)制字。
對(duì)于一個(gè)搜索程序開頭的碼控制環(huán)，可以通過微處理器輸入一個(gè)頻率增量INCR-P。頻率增量INCR-P可以將振蕩器27產(chǎn)生的載波頻率初步固定在與中間信號(hào)的載波頻率的一個(gè)近似值上。當(dāng)然，這一增量INCR-P當(dāng)電路處在正常操作模式或測(cè)試階段時(shí)是不同的。
來自數(shù)字控制振蕩器27的輸出信號(hào)被提供給sin/cos表28，由后者為混頻器20提供兩個(gè)合成信號(hào)。合成信號(hào)(Cosx-iSinx)和(-Sinx-iCosx)在混頻器20中與中間合成信號(hào)相乘后提供一個(gè)同相信號(hào)I和雙相信號(hào)Q。
如上所述，為調(diào)制到中間測(cè)試信號(hào)上的偽隨機(jī)碼選擇31片重復(fù)長(zhǎng)度的做法能夠在電路測(cè)試階段中考慮到具有1023片重復(fù)長(zhǎng)度的射頻信號(hào)中固有的噪聲。
提供給相關(guān)級(jí)的普通中頻信號(hào)IF包括的噪聲要比有用信號(hào)高大約16dB。因而必須要考慮到積分計(jì)數(shù)器22所提供的輸出信號(hào)上的真實(shí)信號(hào)的信噪比(SNR)，以便獲得與沒有噪聲的中間測(cè)試信號(hào)近似的值。一般來說，如果碼副本與中間測(cè)試信號(hào)碼是同相的，其輸出信號(hào)的SNR大約在15dB到20dB之間。
如果對(duì)相關(guān)級(jí)的測(cè)試是用從接收機(jī)外部產(chǎn)生的無噪聲射頻信號(hào)來執(zhí)行的，積分計(jì)數(shù)器22就有可能出現(xiàn)飽和狀態(tài)。正是為此，才需要在用射頻測(cè)試信號(hào)來執(zhí)行代表相關(guān)級(jí)操作的測(cè)試時(shí)為上述信號(hào)添加噪聲。與此相反，采用本發(fā)明的中間測(cè)試信號(hào)不需要添加噪聲，因?yàn)榉e分計(jì)數(shù)器的輸出值累加中不會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。
積分輸出信號(hào)的功率與接收機(jī)所接收的射頻信號(hào)之間的關(guān)系由公式PS＝(C/N0)Tσ2來決定，其中的(C/N0)T一項(xiàng)代表信噪比(SNR)，T取值為1ms，而σ2代表平均噪聲功率。中間測(cè)試信號(hào)由此產(chǎn)生的積分計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)與包括噪聲的真實(shí)射頻信號(hào)的輸出功率具有近似的輸出功率。這樣就能用具有縮短到31片的偽隨機(jī)碼的無噪聲測(cè)試信號(hào)對(duì)相關(guān)級(jí)執(zhí)行一種接近實(shí)際的閉環(huán)操作測(cè)試。
在測(cè)試階段的結(jié)尾，在積分計(jì)數(shù)器22的各個(gè)輸出信道中對(duì)中間信號(hào)消息解調(diào)，以便為微處理器提供數(shù)據(jù)。依據(jù)測(cè)試結(jié)果和接收到的數(shù)據(jù)，微處理器就能檢查各個(gè)相關(guān)級(jí)信道工作是否正常。由于縮短了偽隨機(jī)碼的重復(fù)長(zhǎng)度，大大縮短了測(cè)試時(shí)間，同時(shí)又能保證閉環(huán)測(cè)試接近真實(shí)的操作測(cè)試。在這種閉環(huán)測(cè)試模式下可以完成對(duì)90％以上元件的測(cè)試。
如上所述，可以按照一個(gè)由微處理器裝置的程序來確定的時(shí)間周期重復(fù)這種閉環(huán)測(cè)試操作。當(dāng)然，如果將帶有相關(guān)和解調(diào)電路又包括測(cè)試信號(hào)發(fā)生器的接收機(jī)安裝在由電池或蓄電池供電的便攜物體中，也可以使用這種程序。這種便攜物體例如可以是手表或手持電話，這些設(shè)備即使在測(cè)試階段中也需要節(jié)省功率消耗。
盡管如此，也可以設(shè)想在接收機(jī)中安裝相關(guān)和解調(diào)電路之前來執(zhí)行這種測(cè)試。在這種情況下，可以在一個(gè)測(cè)試臺(tái)上執(zhí)行對(duì)相關(guān)級(jí)電路的閉環(huán)測(cè)試，或者甚至可以在電路或晶片生產(chǎn)線的末尾處執(zhí)行測(cè)試。
在權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然還可以設(shè)想出相關(guān)和解調(diào)電路的其他實(shí)施例。能夠配置成正常操作模式和測(cè)試模式的這種電路可以用在采用確定的碼重復(fù)長(zhǎng)度的調(diào)制信號(hào)的任何接收機(jī)中?？梢杂晌挥跍y(cè)試臺(tái)上的測(cè)試信號(hào)發(fā)生器來提供中間測(cè)試信號(hào)，發(fā)生器不一定要集成在電路中。然而，因?yàn)闇y(cè)試信號(hào)發(fā)生器僅僅包括四十來個(gè)邏輯門或觸發(fā)器，而整個(gè)電路具有接近2百萬個(gè)晶體管，這種構(gòu)造只會(huì)給電路增加一點(diǎn)點(diǎn)空間。
權(quán)利要求
1.一種用于接收機(jī)(1)的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，所接收的信號(hào)是用確定重復(fù)長(zhǎng)度的第一碼調(diào)制的，上述第一碼規(guī)定了上述信號(hào)的發(fā)射源，上述電路包括一個(gè)相關(guān)級(jí)(7)，它被連接到用于按正常操作模式或測(cè)試模式配置上述相關(guān)級(jí)的一個(gè)控制裝置(2)上，在正常模式下，上述相關(guān)級(jí)可以接收對(duì)應(yīng)著在接收機(jī)調(diào)制信號(hào)接收裝置(3)中整形的調(diào)制信號(hào)的中頻信號(hào)(IF)，上述中頻信號(hào)在上述相關(guān)級(jí)(7)的一個(gè)相關(guān)器控制環(huán)(8)中和一個(gè)由碼發(fā)生器(25)提供的第一碼的副本相關(guān)，其特征在于在測(cè)試階段中，上述碼發(fā)生器(25)適合通過控制裝置(12)利用由一種比第一碼要短的第二重復(fù)碼調(diào)制的測(cè)試中頻信號(hào)(IFtest)，產(chǎn)生一個(gè)比用于相關(guān)操作的第一碼要短的第二重復(fù)碼的副本，并且提供給相關(guān)級(jí)(7)用來執(zhí)行代表相關(guān)級(jí)閉環(huán)操作的一種測(cè)試，比采用第一碼調(diào)制的信號(hào)更快。
2.按照權(quán)利要求1的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于它包括一個(gè)測(cè)試信號(hào)發(fā)生器(15)，它能夠在測(cè)試階段為相關(guān)級(jí)提供中頻測(cè)試信號(hào)(IFtest)代替來自接收機(jī)的中頻信號(hào)(IF)，上述測(cè)試信號(hào)是采用比第一碼的重復(fù)長(zhǎng)度短的第二碼來調(diào)制的，用來執(zhí)行代表相關(guān)級(jí)(7)的閉環(huán)操作的一種測(cè)試。
3.按照權(quán)利要求2的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，對(duì)于射頻信號(hào)接收機(jī)(1)，第一碼是第一偽隨機(jī)碼，它對(duì)于各個(gè)發(fā)射衛(wèi)星是不同的，其特征在于測(cè)試信號(hào)發(fā)生器(15)在測(cè)試階段中提供采用比第一偽隨機(jī)碼的重復(fù)長(zhǎng)度短的第二偽隨機(jī)碼來調(diào)制的測(cè)試信號(hào)(IFtest)，并且這一碼發(fā)生器(25)在測(cè)試階段中適合通過控制裝置(2)產(chǎn)生用于與測(cè)試信號(hào)相關(guān)操作的第二偽隨機(jī)碼的一個(gè)副本。
4.按照權(quán)利要求3的用于GPS接收機(jī)的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于控制裝置是微處理器裝置(12，18)的一部分，它能夠計(jì)算位置，速度和時(shí)間數(shù)據(jù)，在相關(guān)操作的開頭修改控制環(huán)參數(shù)，并且在測(cè)試階段檢查相關(guān)級(jí)工作是否正常。
5.按照權(quán)利要求3和4之一的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于相關(guān)級(jí)(7)包括各自設(shè)有一個(gè)相關(guān)器(8)的若干個(gè)信道(7’)，在正常操作時(shí)可以同時(shí)捕捉和跟蹤若干個(gè)看得見的衛(wèi)星，而在測(cè)試階段中，所有相關(guān)級(jí)信道中的各個(gè)碼發(fā)生器(25)都改成產(chǎn)生相同的第二碼副本，僅僅從測(cè)試信號(hào)發(fā)生器(15)接收測(cè)試信號(hào)(IFtest)，以便同時(shí)檢查所有相關(guān)級(jí)信道的相關(guān)操作是否工作正常。
6.按照權(quán)利要求4的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于由微處理器(12)的程序按照預(yù)定的時(shí)間周期發(fā)出相關(guān)級(jí)(7)的測(cè)試階段指令。
7.按照權(quán)利要求3到6之一的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于測(cè)試信號(hào)發(fā)生器(15)在測(cè)試階段中產(chǎn)生由確定重復(fù)長(zhǎng)度的第二偽隨機(jī)碼調(diào)制的載波頻率測(cè)試信號(hào)，從而在涉及到載波頻率和相關(guān)級(jí)的偽隨機(jī)碼的控制環(huán)中對(duì)按照第一偽隨機(jī)碼調(diào)制的射頻信號(hào)中的固有噪聲加以考慮，以便獲得和諸如積分計(jì)數(shù)器(22)等待檢測(cè)元件的輸出信號(hào)相近似的功率。
8.按照權(quán)利要求7的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于微處理器裝置(12)與相關(guān)級(jí)各信道中的碼發(fā)生器(25)協(xié)作，按照第一或第二偽隨機(jī)碼的重復(fù)長(zhǎng)度來確定待檢測(cè)元件的積分時(shí)間。
9.按照權(quán)利要求3或7的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于測(cè)試信號(hào)發(fā)生器(15)包括一個(gè)第二偽隨機(jī)碼發(fā)生器，作為第一數(shù)字控制振蕩器(151)的一個(gè)8-位振蕩器，它根據(jù)微處理器裝置提供的第一二進(jìn)制字為第二偽隨機(jī)碼發(fā)生器(152)提供時(shí)鐘信號(hào)(PRN-CLK)，作為第二數(shù)字控制振蕩器(153)的一個(gè)8-位振蕩器，它根據(jù)微處理器裝置提供的第二二進(jìn)制字產(chǎn)生載波頻率信號(hào)，第二偽隨機(jī)碼被調(diào)制到上述載波頻率信號(hào)上，以及一個(gè)消息發(fā)生器(154)，其消息信號(hào)也被調(diào)制到載波頻率信號(hào)上，相關(guān)級(jí)(7)被用來為微處理器裝置提供測(cè)試消息數(shù)據(jù)，用于在閉環(huán)操作測(cè)試階段中檢查相關(guān)級(jí)。
10.按照權(quán)利要求7或9的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于縮短的第二偽隨機(jī)碼的重復(fù)長(zhǎng)度等于31，而射頻信號(hào)的第一偽隨機(jī)碼的重復(fù)長(zhǎng)度等于1023，能夠在相關(guān)級(jí)待檢測(cè)元件(22)的一個(gè)輸出上提供考慮到射頻信號(hào)中固有噪聲的近似信號(hào)(IES，ILS，QES和QLS)。
11.按照權(quán)利要求3到5之一的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于相關(guān)級(jí)(7)包括連接到相關(guān)器(8)上用于各個(gè)信道(7’)的一個(gè)控制器(9)，用來執(zhí)行對(duì)所有同步任務(wù)中的數(shù)字信號(hào)的一種處理算法，以便在正常操作模式或測(cè)試模式下為碼發(fā)生器(25)調(diào)節(jié)特定的相位和/或頻率參數(shù)。
12.按照權(quán)利要求5的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征在于相關(guān)級(jí)(7)各信道中的相關(guān)器(8)包括用來產(chǎn)生載波頻率信號(hào)副本的一個(gè)裝置(27，28)，在正常操作模式或測(cè)試模式下可以由微處理器裝置(12)根據(jù)提供給相關(guān)器的中間信號(hào)的載波頻率來進(jìn)行修改。
13.按照前述權(quán)利要求之一的相關(guān)和解調(diào)電路(6)，其特征是上述電路的所有元件都被裝在單個(gè)半導(dǎo)體基片例如是一個(gè)硅基片上。
全文摘要
專用于一種偽隨機(jī)碼射頻信號(hào)接收機(jī)(1)的相關(guān)和解調(diào)電路(6)包括一個(gè)連接到控制裝置(12)上的相關(guān)級(jí)(7),由控制裝置來配置上述相關(guān)級(jí)的正常操作模式或測(cè)試模式。在正常操作中,上述相關(guān)級(jí)接收對(duì)應(yīng)著在用于從接收機(jī)接收調(diào)制信號(hào)的一個(gè)裝置(3)中整形的射頻信號(hào)的一個(gè)中頻信號(hào)(IF)。上述中間信號(hào)在上述相關(guān)級(jí)(7)的一個(gè)相關(guān)器控制環(huán)(8)中和一個(gè)由碼發(fā)生器(25)提供的第一碼的副本相關(guān)。在測(cè)試階段中,碼發(fā)生器(25)適合通過控制裝置(12)產(chǎn)生一個(gè)重復(fù)長(zhǎng)度比射頻信號(hào)的偽隨機(jī)碼要短的一種偽隨機(jī)碼的副本。具有縮短的偽隨機(jī)碼的中頻測(cè)試信號(hào)(IF
文檔編號(hào)H04B1/707GK1360399SQ01143668
公開日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2001年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月18日
發(fā)明者P·-A·法林, J·－D·埃蒂恩尼, R·里姆-維斯, E·菲羅茲 申請(qǐng)人:阿蘇拉布股份有限公司