專利名稱：用于檢測多頻調(diào)擾亂的系統(tǒng)和/或方法
用于檢測多頻調(diào)擾亂的系統(tǒng)和/或方法本申請是PCT國際申請?zhí)枮镻CT/US2009/041976、國際申請日為2009年4月28日、中國國家申請?zhí)枮?00980112377. 3、題為“用于檢測多頻調(diào)擾亂的系統(tǒng)和/或方法”的申請的分案申請。背景領(lǐng)域:本文所公開的主題涉及處理從衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)收到的信號。信息:用于無線電定位和時間傳輸?shù)南到y(tǒng)的一個不例是在全球定位服務(wù)信號規(guī)范(第二 版，1995，USCG導(dǎo)航中心，亞歷山大，美國維吉利亞州沖所描述的NAVSTAR (導(dǎo)航星)全球定位系統(tǒng)(GPS)。其他示例包括由俄羅斯共和國維護(hù)的GLONASS GPS以及歐洲提出的GALILEO系統(tǒng)。NAVSTAR GPS包括在I. 57542-GHz載波(也稱為LI頻率)上發(fā)射導(dǎo)航消息的一組衛(wèi)星或“空間飛行器”(SV)。導(dǎo)航消息經(jīng)由BPSK (二進(jìn)制相移鍵控)調(diào)制到載波上的直接序列擴(kuò)頻(DSSS)信號以50比特每秒的數(shù)據(jù)率被傳送。為擴(kuò)展信號，每一 SV使用偽隨機(jī)噪聲(PRN或PN)碼一其也被稱為“粗略捕獲”或C/A碼一集合當(dāng)中不同的一個。每一 C/A碼的碼片率為I. 023MHz，長度為1023個碼片，以使得該碼每毫秒重復(fù)。C/A碼是出于其自相關(guān)性質(zhì)而被選擇的Gold碼。圖I示出GPS PRN I的自相關(guān)函數(shù)的一部分，其對于從+1到+511和從-I到-511的所有碼偏移量具有低于O. I的幅度。NAVSTAR GPS SV也可經(jīng)由調(diào)制到I. 22760GHz的載波(也稱為L2頻率)上的10. 23MHz P(Y)碼來發(fā)射消息。GPS SV也可經(jīng)由若干其他載波和/或碼以類似的方式發(fā)射消息。GPS信號的一種常見用途是支持地面接收機(jī)進(jìn)行定位操作。通常，求解三維位置需要來自至少4個SV的信號。地面用戶收到的GPS信號在地面的GPS信號收到功率通常為_130dBm。相反，熱噪聲電平通常為-llldBm，或即幾乎高出20dB?？深A(yù)期例如建筑物內(nèi)部的接收機(jī)會經(jīng)歷由混凝土和其他建筑材料導(dǎo)致的附加20dB的信號衰減，使得室內(nèi)收到的GPS信號可能比熱噪聲電平低大約40dB。在這些環(huán)境中，盡管有C/A碼的強(qiáng)自相關(guān)性質(zhì)，遠(yuǎn)低于熱噪聲電平的干擾信號就可能足以阻礙GPS接收機(jī)檢測到有效信號。附圖簡述將參考以下附圖來描述非限定性和非詳盡的特征，其中相同的附圖標(biāo)記貫穿各附圖指示相同的部分。圖I是示出根據(jù)一示例的GPS C/A碼的自相關(guān)函數(shù)的一部分的標(biāo)繪。圖2A-2C示出根據(jù)一種實現(xiàn)的收到碼與基準(zhǔn)碼的比較。圖3是根據(jù)特定示例的相關(guān)器的示意框圖。圖4是示出根據(jù)一種特定實現(xiàn)的二維搜索窗的示圖。圖5是示出一特定示例中可從視線信號獲得的峰值的能量標(biāo)繪。圖6是示出一特定示例中歸因于同一個所發(fā)射信號的多徑實例的若干峰值的能量標(biāo)繪。
圖7A是示出一特定示例中由擾亂導(dǎo)致的能量脊的能量標(biāo)繪。圖7B和7C是示出一特定示例中由多頻調(diào)擾亂導(dǎo)致的能量的能量標(biāo)繪。圖8是示出一種特定實現(xiàn)中毗鄰碼相搜索窗段之間的碼相空間交迭的示圖。圖9是示出一種特定示例中的能量峰值和能量脊的能量標(biāo)繪。

圖10是圖解一種特定實現(xiàn)中用于提供在多普勒頻槽中檢測出的峰值列表的過程的流程圖。圖11是代表一種特定實現(xiàn)中的一組分序峰值列表的示意圖。圖12是圖解一種特定實現(xiàn)中用于標(biāo)識多普勒頻槽中的峰值的過程的流程圖。圖13A是示出特定實現(xiàn)中可結(jié)合峰值列表來執(zhí)行的任務(wù)的示意圖。 圖13B是圖解特定實現(xiàn)中用于分析多普勒頻槽圖表中的峰值列表中的信息的過程的流程圖。圖14A是圖解根據(jù)特定實現(xiàn)的結(jié)合峰值強(qiáng)度測試的通過和失敗準(zhǔn)則的示圖。圖14B和14C是圖解根據(jù)特定實現(xiàn)的結(jié)合列表能量分布測試的通過和失敗準(zhǔn)則的示圖。圖15是圖解根據(jù)特定實現(xiàn)的用于進(jìn)行列表能量分布測試的過程的流程圖。圖16是圖解根據(jù)特定實現(xiàn)的用于對與多普勒頻槽相關(guān)聯(lián)的峰值能量執(zhí)行測試的過程的流程圖。圖17是示出特定示例中歸因于多徑信號的能量峰值以及能量脊的能量標(biāo)繪。圖18A是根據(jù)特定實現(xiàn)的用于測試頻槽能量分布的過程的流程圖。圖18B是根據(jù)特定實現(xiàn)的用于在存在多頻調(diào)擾亂的情況下處理能量峰值的過程的流程圖。圖19是根據(jù)特定實現(xiàn)的用于測試互相關(guān)的過程的流程圖。圖20是示出在旁瓣測試的特定實現(xiàn)中使用的掩碼的示例的示意圖。圖21是示出特定實現(xiàn)中在最佳早期峰值檢測過程的實現(xiàn)中使用的掩碼的示例的示意圖。圖22是根據(jù)一種特定實現(xiàn)的基帶處理器的示意圖。圖23是根據(jù)特定實現(xiàn)的接收機(jī)的示意圖。圖24A是根據(jù)特定實現(xiàn)的RF前端的示意圖。圖24B和24C是根據(jù)特定實現(xiàn)的下變頻器的示意圖。圖25是根據(jù)特定實現(xiàn)的通信設(shè)備的示意框圖。概述在一方面，處理收到SPS信號以獲得包括碼相假言范圍的碼相搜索窗中的相關(guān)峰值檢測。一旦在碼相搜索窗的邊界的設(shè)置的碼相假言范圍內(nèi)檢測到能量峰值，可更改對收到SPS信號的處理。然而，應(yīng)當(dāng)理解，這些僅僅是所公開主題的各方面的示例，且所要求保護(hù)的主題不限于此。詳細(xì)描述貫穿本說明書引述的“一示例”、“一特征”、“示例”或“特征”意指結(jié)合該特征和/或示例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在所要求保護(hù)的主題的至少一個特征和/或示例中。由此，短語“在一示例中”、“一示例”、“在一特征中”或“一特征”貫穿本說明書在各處的出現(xiàn)并非必要地全部引述同一特征和/或示例。進(jìn)一步，這些特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可在一個或多個示例和/或特征中加以組合。根據(jù)一示例，設(shè)備和/或系統(tǒng)可至少部分地基于從各SV收到的信號來估計其定位。具體而言，這樣的設(shè)備和/或系統(tǒng)可獲得包括對相關(guān)聯(lián)的各SV與導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)之間的距離的近似的“偽距”測量。在特定示例中，這種偽距可在能夠處理來自一個或多個作為衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS) —部分的SV的信號的接收機(jī)處確定。這樣的SPS可包括，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)、Galileo、Glonass，這僅列舉了少數(shù)幾種，或?qū)黹_發(fā)的任何SPS。為確定其定位，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)可獲得至三個或更多個SV的偽距測量以及它們在發(fā)射時的位置。知道這些SV的軌道參數(shù)，就能夠針對任何時間點計算出這些位置。偽距測量隨后可至少部分地基于信號從SV行進(jìn)到該接收機(jī)的時間乘以光速來確定。雖然本文中所描述的技術(shù)可作為在根據(jù)特定示例的具體例示說明的GPS和/或Galileo類型的SPS中的定位確定的實現(xiàn)來提供，但是應(yīng)理解這些技術(shù)也可應(yīng)用到其他類型的SPS，并且所要求保護(hù)的主題在這方面并不被限定。本文中描述的技術(shù)可連同若干SPS中的任一個一起使用，例如包括前述SPS。此 夕卜，這些技術(shù)可連同利用偽衛(wèi)星或衛(wèi)星與偽衛(wèi)星組合的定位系統(tǒng)一起使用。偽衛(wèi)星可包括廣播被調(diào)制在L頻帶(或其他頻率)載波信號上的PN碼或其他測距碼(例如，類似于GPS或CDMA蜂窩信號)的基于地面的發(fā)射機(jī),該載波信號可與GPS時間同步。這樣的發(fā)射機(jī)可以被指派唯一性的PN碼從而準(zhǔn)許能被遠(yuǎn)程接收機(jī)標(biāo)識。偽衛(wèi)星在其中來自環(huán)地軌道衛(wèi)星的GPS信號可能不可用的境況中是有用的，諸如在隧道、礦區(qū)、建筑、市區(qū)峽谷或其他封閉地區(qū)中。偽衛(wèi)星的另一種實現(xiàn)被公知為無線電信標(biāo)。如本文中所使用的術(shù)語“衛(wèi)星”旨在包括偽衛(wèi)星、偽衛(wèi)星的等效物、以及可能的其他。如本文中所使用的術(shù)語“SPS信號”旨在包括來自偽衛(wèi)星或偽衛(wèi)星的等效物的類SPS信號。如以下所例示的，SPS信號可用重復(fù)序列碼來編碼。在一種實現(xiàn)中，接收機(jī)可嘗試根據(jù)收到SPS信號至少部分地基于與收到SPS信號相關(guān)聯(lián)的碼相來確定偽距測量。在此，例如，這樣的接收機(jī)可基于碼相搜索窗內(nèi)能量峰值檢測的定位來檢測這樣的碼相。然而，多徑、噪聲和/或擾亂的存在可增加假警報的發(fā)生率。在一方面，如以下所例示的，單頻調(diào)擾亂可生成位于特定多普勒頻率上且跨碼相搜索窗中的所有碼相檢測假言的基本均勻的能量脊。這樣的均勻能量脊在圖7A中圖解。于2005年11月30日提及且轉(zhuǎn)讓給此要求保護(hù)主題的受讓人的針對“Systems, Methods andApparatus for Jammer Detection (用于擾亂檢測的系統(tǒng)、方法和裝置)”的美國專利申請S/N. 11/291，173除其他之外還示出用于從碼相搜索窗移除這樣的均勻能量脊的技術(shù)。用于移除來自這樣的單頻調(diào)擾亂的能量的技術(shù)例如通過檢測特定多普勒頻率上的這種基本均勻的能量脊來進(jìn)行。從碼相搜索窗移除這種能量可降低可能源自這樣的均勻邊緣的假警報的發(fā)生率。另一方面，多頻調(diào)擾亂可生成跨碼相搜索窗在多普勒區(qū)域中非均勻地變化的能量，如例如圖7B中所圖解的。在一方面，通過使用前述美國專利申請S/N. 11/291，173中示出的技術(shù)，例如碼相搜索窗中多頻調(diào)擾亂的非均勻變化能量可能不會被檢測為擾亂，并且可能表現(xiàn)為多徑而非多頻調(diào)擾亂。在一方面，本文中描述的技術(shù)和方法涉及對碼相搜索窗中由多頻調(diào)擾亂所導(dǎo)致的能量的檢測和棄用。例如，盡管要求保護(hù)的主題在這方面并不被限定，但各方法和過程適于防止將多頻調(diào)擾亂錯誤檢測為多徑信號。圖18B圖解處理碼相搜索窗中的相關(guān)峰值以檢測多頻調(diào)擾亂的存在性、以及相應(yīng)地更改對收到SPS信號的處理的方法的一種特定實現(xiàn)。用于無線電定位和/或時間傳輸?shù)姆椒òń邮站哂蓄A(yù)定碼(例如，碼元序列)的信號，諸如SPS或CDMA信號。在一特定示例中，這樣的預(yù)定碼可包括重復(fù)碼，諸如GPS C/A碼?；蛘?，這樣的預(yù)定碼可包括不重復(fù)或具有很長周期的碼，諸如GPS P(Y)碼。在許多應(yīng)用中，原始碼將包括諸如+1和-I之類的二進(jìn)制碼元的序列(如GPS C/A碼中)，雖然接收到的這種碼可包括范圍從這些碼元值之一到另一個的值。例如，收到碼可具有復(fù)數(shù)值，其中每一分量具有范圍從一碼元值到另一個(例如，從大約+1到-I)的值。至少一些實現(xiàn)還可應(yīng)用于其中原始碼并非二進(jìn)制序列的情形。這樣的預(yù)定碼包括偽噪聲(PN)序列或以其他方式具有類噪聲自相關(guān)性質(zhì)(例如，如圖I中所示)可能是可取的，使得可期望收到碼與該碼的基準(zhǔn)副本的相關(guān)能產(chǎn)生良好定義的峰值。這樣的收到信號也可以是數(shù)據(jù)調(diào)制的。例如，這樣的收到信號可包括擴(kuò)頻信號，其中預(yù)定碼用于擴(kuò)展數(shù)據(jù)流的帶寬，擴(kuò)展數(shù)據(jù)流隨后被用于調(diào)制載波(經(jīng)由例如PSK調(diào)制)。 本文中的描述主要是指對GPS LI載波上的C/A碼的應(yīng)用的示例，以及特定實現(xiàn)包括接收和處理這種碼的系統(tǒng)、方法和裝置。然而，其他實現(xiàn)也可包括替代地對其他碼進(jìn)行操作的系統(tǒng)、方法和裝置，以及既對這些碼進(jìn)行操作也對其他(例如，GPS P(Y)碼、Galileo、Glonass和/或CDMA PN碼)進(jìn)行操作的系統(tǒng)、方法和裝置。由此，所要求保護(hù)的主題并不被限定于此特定應(yīng)用或這些特定預(yù)定碼?？蛇m用各實現(xiàn)的其他信號包括GPS L1M、L1P/Y、L2民用、L2P/Y、L2M、和/或L5民用。本文中描述的原理還可應(yīng)用于接收傳輸，包括數(shù)據(jù)信號和導(dǎo)頻信號(例如，GPS L5、Galileo E5a和/或E5b)。圖2A示出收到預(yù)定碼SI (始于時間索引O)與該碼的基準(zhǔn)副本SR (此后稱為“基準(zhǔn)碼”)之間的比較的示例。在此示例中，實心方塊指示一個二進(jìn)制碼元(例如，+1 )，而空心方塊指示另一二進(jìn)制碼元(例如，-I)。在圖2A的示例中可以看出，這兩個碼并未對準(zhǔn)。在圖2B中，基準(zhǔn)碼SR相對于時間索引O被平移了 8個碼片的偏移量。當(dāng)基準(zhǔn)碼處于該位置時，這兩個碼現(xiàn)在對準(zhǔn)。如果基準(zhǔn)碼處于使得這兩個碼對準(zhǔn)的位置上，則收到碼與基準(zhǔn)碼之間的偏移量被稱為該信號的碼相。由此，收到碼SI的碼相為8個碼片。圖2C示出基準(zhǔn)碼與另一個收到碼S2之間的對準(zhǔn)的示例，收到碼S2的碼相為6個碼片。在本示例中，攜帶碼S2的收到信號也已被數(shù)據(jù)調(diào)制，使得碼周期上收到碼S2的碼元與基準(zhǔn)碼的那些相比被反相。碼相可用作對收到信號的延遲的指示，延遲又可用作對發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離的測量。此外或替換地，碼相可用于同步與接收和/或發(fā)射一個或多個其他信號相關(guān)的操作。例如，從碼相推導(dǎo)出的時基信息可用來使接收機(jī)與分隙接入信道同步。分隙接入信道的示例包括可由收到碼的發(fā)射機(jī)(例如，在下行鏈路或反向鏈路上)發(fā)射的接入信道、以及可被該定位處的接收機(jī)(例如，在上行鏈路或前向鏈路上)監(jiān)視的尋呼信道。收到碼序列與基準(zhǔn)碼的相關(guān)可在時域中通過根據(jù)以下關(guān)系(I)在基準(zhǔn)碼的長度
的某部分上積分收到碼和基準(zhǔn)碼之積來執(zhí)行
.￥-1y(t) = j x(i + k)r(k)(I)
k=Q
其中X是收到碼，!■是長度為N的基準(zhǔn)碼，以及y (t)是在偏移量t上的相關(guān)結(jié)果。在此，收到碼可包括復(fù)基帶信號，以使得相關(guān)是對收到碼的I分量和Q分量中的每一個執(zhí)行的。或者，收到信號與基準(zhǔn)碼對應(yīng)給定偏移量的相關(guān)結(jié)果可通過根據(jù)以下關(guān)系(2)將該信號與例如復(fù)基準(zhǔn)碼r+jr的匹配濾波器(即，沖激響應(yīng)為基準(zhǔn)碼的時間反轉(zhuǎn)復(fù)共軛的濾波器)卷積來獲得
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 處理收到衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)信號以獲得包括碼相假言范圍的碼相搜索窗中的相關(guān)峰值檢測； 檢測所述經(jīng)處理SPS信號中的兩個或多個能量峰值；以及 響應(yīng)于檢測到所述碼相假言范圍中間隔大于所設(shè)間距的能量峰值更改所述處理。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述所設(shè)間距是至少部分地基于來自對后來多徑信號的檢測的能量峰值與源自對多徑信號的檢測的能量峰值之間的最大間距的。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述更改所述處理進(jìn)一步包括延長積分時間以使得能檢測所述碼相搜索窗中的附加能量峰值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述延長所述積分時間包括暫緩用以獲得能量結(jié)果的積分的提早終止。
5.—種移動站,包括 接收機(jī)，適于接收和下變頻SPS信號；以及 基帶處理器，所述基帶處理器適于 處理所述經(jīng)下變頻的SPS信號以檢測碼相搜索窗中的相關(guān)峰值，所述碼相搜索窗包括碼相假目范圍； 檢測所述經(jīng)處理SPS信號中的兩個或多個能量峰值；以及 響應(yīng)于檢測到所述碼相假言頻槽范圍中間隔大于所設(shè)間距的所述能量峰值更改對所述經(jīng)下變頻的SPS信號的所述處理。
6.如權(quán)利要求5所述的移動站，其特征在于，所述所設(shè)間距是至少部分地基于來自真實碼相檢測的能量峰值與源自對多徑信號的檢測的峰值之間的最大間距的。
7.如權(quán)利要求5所述的移動站，其特征在于，所述基帶處理器進(jìn)一步適于響應(yīng)于所述檢測通過延長積分時間以檢測所述碼相搜索窗中的附加能量峰值來更改所述處理。
8.如權(quán)利要求7所述的移動站，其特征在于，所述延長所述積分時間包括暫緩用以獲得能量結(jié)果的積分的提早終止。
9.一種裝置，包括 用于處理收到衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)信號以檢測包括與碼相假言相關(guān)聯(lián)的碼相槽范圍的碼相搜索窗中的相關(guān)峰值的裝置； 用于檢測所述經(jīng)處理SPS信號中的兩個或多個能量峰值的裝置；以及 用于響應(yīng)于檢測到所述碼相槽范圍中間隔大于所設(shè)間距的能量峰值更改所述處理的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述所設(shè)間距是至少部分地基于源自對后來多徑的檢測的能量峰值與源自對多徑信號的檢測的峰值之間的最大間距的。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于更改所述處理的裝置進(jìn)一步包括用于延長積分時間以使得能檢測所述碼相搜索窗中的附加能量峰值的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述用于延長所述積分時間的裝置包括暫緩用以獲得能量結(jié)果的積分的提早終止。
全文摘要
本文中所公開的主題涉及用于在存在多頻調(diào)擾亂的情況下處理從衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPS)接收到的信號的系統(tǒng)和方法。在一種特定實現(xiàn)中，可響應(yīng)于對一種或多種狀況的檢測更改對信號的處理。
文檔編號H04K3/00GK102967865SQ201210445059
公開日2013年3月13日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者E·M·西米克, S-H·陳, D·格羅弗 申請人:高通股份有限公司