专利名称：：中频处理引擎、中频载波移除方法、以及gnss接收机的制作方法
技术领域：
：本发明是关于一种中频处理引擎、中频载波移除方法、以及全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，以下简称GNSS)接收机，且特别是关于一种由具有不同载波频率的多个扩频信号(spreadspectrumsignal)所共用的中频(intermediatefrequency，以下简称IF)处理引擎(processingengine)、将IF信号中具有不同频率的多个IF载波移除的IF载波移除方法、以及使用此IF处理引擎的GNSS接收机。
背景技术：
：目前，已有多个可以使用的GNSS，包含全球定位系统(GlobalPositioningSystem,以下简称为GPS)，伽利略(Galileo)系统以及全球导航卫星系统(GLObalNAvigationSatelliteSystem,以下简称为GL0NASS)。GPS使用码分多址(CodeDivisionMultipleAccess，以下简称CDMA)。也就是，在GPS中，卫星通过调制具有不同PRN码(pseudo-randomnoisecode，伪随机码)的各个卫星的信号来相互区分。GL0NASS使用频分多址(FrequencyDivisionMultipleAccess，以下简称FDMA)。也就是，在GL0NASS中，卫星通过使用不同的载波频率来相互区分。表1显示的是L1和L2次频带中的GL0NASS载波频率。表1图1是根据现有技术的现代GNSS接收机100基本结构的概要示意图。接收机100包含天线101，射频(radiofrequency，以下简称RF)前端(frontend)112，IF下变频器(down-converter)123，本地振荡器128，相关器引擎(correlatorengine)130，相关器存储器135，本地码产生器147，以及处理器150。接收机100经由天线101接收RF频带中的卫星信号。已接收的RF信号在RF前端112中被下变频为IF信号，并得到放大。IF信号被传输(passto)到IF下变频器123。IF下变频器123通过使用本地振荡器128所提供的IF载波将IF信号下变频为基带信号。基带信号被传输到相关器引擎130，来和本地码产生器147所提供的代码进行相关。相关结果存储在相关器存储器135中，用来积累。处理器150处理此相关结果和/或相关结果的累积，以产生位置_速度-时间(position-velocity-time，5以下简称PVT)信息。在这个结构中，IF载波频率只可以是一个固定值。然而，在实践中，来自不同卫星(例如，以上所述的GL0NASS中的卫星)或不同GNSS系统的扩频信号(spreadspectrumsignal)可能使用不同的载波。也就是，所接收的扩频信号的载波频率不相同。因此，现有接收机(例如，GL0NASS接收机)使用多个IF载波移除模块，来提升卫星搜寻以及跟踪的效率。多个IF载波移除模块中的每一个用于特定的载波频率。
发明内容为解决以上技术问题，本发明提供了一种IF处理引擎、IF载波移除方法以及GNSS接收机。本发明提供了一种IF处理引擎，用于GNSS接收机，包含本地振荡器单元，产生具有不同频率的多个载波；IF下变频器，分别将多个IF信号与本地振荡器单元所产生的载波混频，来产生多个已移除IF载波的信号段；时分复用控制器，调度IF下变频器的各个混频操作；以及缓冲器，存储IF下变频器所产生的已移除IF载波的信号段。本发明另提供了一种IF载波移除方法，用于GNSS接收机，将IF信号中具有不同频率的多个IF载波移除，IF载波移除方法包含产生具有不同频率的多个载波；基于时分复用调度，分别将载波与IF信号混频，来产生已移除IF载波的信号段；以及存储所述已移除IF载波的信号段。本发明另提供了一种GNSS接收机，包含RF前端，将RF信号下变频为IF信号；IF处理引擎，提供具有不同频率的多个载波，并通过在时分复用调度中使用载波将IF信号下变频为基带信号；以及相关器引擎，将基带信号与代码进行相关，来产生多个相关结果。本发明提供的IF处理引擎、IF载波移除方法以及GNSS接收机，通过使具有不同载波频率的扩频信号共用一个中频处理引擎，可将中频信号中具有不同频率的多个中频载波移除。图1是根据现有技术的现代GNSS接收机的基本结构的概要示意图。图2是根据本发明第一实施方式的GNSS接收机的概要示意图。图3是根据本发明实施方式的IF处理引擎的概要示意图。第4A图是根据本发明实施方式的通用NC0的示意图。第4B图是根据本发明实施方式的NC0的模拟波形以及真实映射表的示意图。图5是根据本发明实施方式的TDM调度机制的示意图。图6是根据本发明另一实施方式的IF处理引擎的概要示意图。图7是根据本发明另一实施方式的IF处理引擎的概要示意图。图8是根据本发明另一实施方式的IF处理引擎的概要示意图。图9是根据本发明实施方式在GNSS接收机中，从多个IF信号中移除具有不同频率的多个IF载波的方法流程图。具体实施例方式在本说明书以及权利要求书当中使用了某些词汇来指代特定的元件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”是一个开放式的用语，因此应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可以直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接到第二装置。图2是根据本发明第一实施方式的GNSS接收机200的概要示意图。接收机200的基本结构类似于图1中所示的接收机100，且相同名称的元件具有相似的功能，因此，这里省略对这些元件的描述。接收机200与接收机100的主要区别是，接收机200具有IF处理引擎220，用来将来自RF前端212的具有不同载波频率的IF信号转换成基带信号。图3是根据本发明实施方式的IF处理引擎220的概要示意图。在此实施方式中，IF处理引擎220包含IF下变频器223，复用器(multiplexer)224，时分复用(timedivisionmultiplex,以下简称TDM)控制器225，本地振荡器单元(由多个本地振荡器228组成)，以及缓冲器229。其中，每一个本地振荡器228可以通过数控振荡器(numericalcontrolledoscillator，以下简称NC0)来简单的实现。例如，从图3可以看出，IF处理引擎220的本地振荡器单元包含三个本地振荡器228。各个本地振荡器228产生不同的载波，也就是，产生具有不同频率的多个载波。多个载波被调度(schedule)为通过复用器224顺序地传输到IF下变频器223，其中，复用器224由TDM控制器225来控制。相应的，IF下变频器223在TDM方式(TDMmanner)下将接收的IF信号进行下变频。下变频的结果存储在缓冲器229中。图4A是根据本发明实施方式的通用NC028的基本结构示意图。图4B是根据本发明实施方式的NC028的模拟波形(waveform)以及真实映射表(mappingtruetable)的示意图。本发明实施方式中所述的每一个本地振荡器228可以通过NC028来实现。其它任何合适的振荡器也可以用在本发明中。NC028包含加法器281，保持寄存器(holdingregister)283，余弦映射单元(COSmapunit，以下简称为COS映射单元)285，以及正弦映射单元(SINmapunit,以下简称为SIN映射单元)287。时钟clk@fs被输入(feedto)到保持寄存器283，用来决定NC028的频率。加法器281根据时钟clk@fs的速率(clockrate)执行相位积累(phaseaccumulation)。积累结果(也就是，NC0相位)被回馈用于下一次积累。积累输出被传输到COS映射单元285或SIN映射单元287，用来执行查找表(look-uptable，以下简称为LUT)操作，从而输出仿真(simulate)的余弦波或正弦波。通过控制加法器281中的积累步骤，可以调整输出频率。图4B显示了用于LUT操作中的仿真波形以及真实映射表的简单示例。例如，在图3所示的实施方式中，IF处理引擎220包含三个本地振荡器228。图5是根据本发明实施方式的TDM调度机制的示意图。图5中位于最上方的一行表示由TDM控制器225所控制的复用器224的时隙(timeslot)调度，即TDM调度。第二行表示接收的IF信号。第三行表示分别由多个本地振荡器228所产生的多个载波L0。，L0”L02。图5中位于最下方的一行显示了存储在缓冲器229中的已移除IF载波的扩频信号(IFremovedspreadspectrumsignal)。如图5所示，时隙被分配为IF。，IF^IF2。对于时间t=i，在时隙中，载波！！^与IF信号i混频，来产生已移除IF载波的扩频信号的段SSSu；在时隙IK中，载波IA与IF信号i混频，来产生已移除IF载波的扩频信号的段SSSy；在时隙IF2中，载波L02与IF信号i混频，来产生已移除IF载波的扩频信号的段SSSi,2；对于时间t=i+l,t=i+2...，调度方式与以上所述相同。在此实施方式中，IF处理引擎220中的每一个模块的操作速率是IF信号频率的三倍。也就是，在图2中，IF处理引擎220的操作速率是RF前端212的抽样速率的三倍。在一个抽样周期内，具有不同频率的每一个正弦曲线波形(sinusoidalwaveform)的三个抽样值与接收的IF信号的数据抽样混频。混频后，已移除IF载波的扩频信号存储在缓冲器229中(如图3所示)，且随后被传送到将进行后续(subsequent)处理的模块，例如，相关器引擎230以及处理器250。图6是根据本发明另一实施方式的IF处理引擎620的概要示意图。此实施方式中的IF处理引擎620包含IF下变频器623，TDM控制器625，相位锁存器(phaselatch)626,本地振荡器628，以及缓冲器629。从图6可以看出，IF处理引擎620的本地振荡器单元只包含一个单一的本地振荡器628。本地振荡器628通过NC0来实现。因为NC0的状态可以通过锁存积累结果(也就是，NC0相位)而被轻易地存储，所以用于图3所示的实施方式中的多个NC0可以由单一的NC0以及NC0相位锁存器来替代。通过TDM控制器625所控制的相位锁存器626，锁存每一个载波的NC0相位，因此单一的本地振荡器628可以在TDM方式下产生具有不同频率的多个载波。图7是根据本发明另一实施方式的IF处理引擎720的概要示意图。IF处理引擎720与图3所示的IF处理引擎220类似，且相同名称的元件具有相似的功能，因此，这里省略对这些元件的描述。IF处理引擎720与IF处理引擎220的区别是，IF处理引擎720进一步包含数字滤波器组(digitalfilterbank)726，其中，数字滤波器组726包含多个数字滤波器。数字滤波器组726中的多个数字滤波器(图未示)用来分别滤除基带信号(也就是，已移除IF载波的扩频信号)的噪声，以便提高信号性能。其中，基带信号是通过IF下变频器723将不同的IF信号下变频而得来。因为具有不同载波频率的不同的IF信号下变频到同一基带，所以可以只使用一个数字滤波器。图8是根据本发明另一实施方式的IF处理引擎820的概要示意图。IF处理引擎820和图7所示的IF处理引擎720类似。二者仅有的区别是，IF处理引擎820使用单一数字滤波器826滤除每一个通过IF下变频器823所处理的已移除IF载波的扩频信号的噪声。在此实施方式中，滤波器的功能与其过去的状态相关，因此有必要为每一个已移除IF载波的扩频信号锁存滤波器的状态。所以，状态锁存器827用来为各个已移除IF载波的扩频信号锁存滤波器的状态。尽管图7和图8所示的IF处理引擎720与820的结构与图3所示的IF处理引擎220的结构类似，数字滤波器单元(例如，包含多个数字滤波器的数字滤波器组或具有状态锁存器的数字滤波器)也可以添加到图6所示的IF处理引擎620的结构中。图9是根据本发明实施方式在GNSS接收机中，从多个IF信号中移除具有不同频率的多个IF载波的方法流程图。如图9所示，所述方法包含产生多个不同的载波(也就是，具有不同频率的多个载波)(步骤S910)；基于TDM调度，将各个载波与各个IF信号混频，来产生已移除IF载波的信号段(步骤S920)；以及存储已移除IF载波的信号段到缓冲器中(步骤930)。如上所述，已移除IF载波的扩频信号存储在缓冲器中，以便被传送到将进行后续处理的模块，例如，相关器引擎以及处理器，用于进一步使用。虽然本发明已以具体实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域中的技术人员，在不脱离本发明的范围内，可以做一些改动，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的范围为准。权利要求一种中频处理引擎，用于GNSS接收机，所述中频处理引擎包含本地振荡器单元，产生具有不同频率的多个载波；中频下变频器，分别将多个中频信号与所述本地振荡器单元所产生的所述载波混频，来产生多个已移除中频载波的信号段；时分复用控制器，调度所述中频下变频器的各个混频操作；以及缓冲器，存储所述中频下变频器所产生的所述已移除中频载波的信号段。2.根据权利要求1所述的中频处理引擎，其特征在于，进一步包含复用器，在所述时分复用控制器的控制下，一次传输所述载波中的一个。3.根据权利要求2所述的中频处理引擎，其特征在于，所述本地振荡器单元包含多个本地振荡器，所述本地振荡器中的每一个产生所述载波中的一个。4.根据权利要求3所述的中频处理引擎，其特征在于，所述本地振荡器中的每一个通过数控振荡器来实现。5.根据权利要求1所述的中频处理引擎，其特征在于，所述本地振荡器单元包含单一本地振荡器。6.根据权利要求5所述的中频处理引擎，其特征在于，所述单一本地振荡器通过数控振荡器来实现，其中，所述数控振荡器通过在不同的步骤中积累多个数控振荡器相位，产生具有不同频率的所述载波。7.根据权利要求6所述的中频处理引擎，其特征在于，进一步包含相位锁存器，锁存已积累的所述数控振荡器相位。8.根据权利要求1所述的中频处理引擎，其特征在于，进一步包含数字滤波器单元，滤除所述中频下变频器所产生的所述已移除中频载波的信号段的噪声。9.根据权利要求8所述的中频处理引擎，其特征在于，所述数字滤波器单元通过包含多个数字滤波器的数字滤波器组来实现，其中，所述数字滤波器中的每一个用于只允许所述已移除中频载波的信号段被传输到所述缓冲器中存储，其中，所述已移除中频载波的信号段是通过将所述载波中的一个与所述中频信号混频而下变频得来。10.根据权利要求9所述的中频处理引擎，其特征在于，所述数字滤波器单元包含单一数字滤波器，且所述中频处理引擎进一步包含状态锁存器，锁存所述单一数字滤波器的状态，以使所述单一数字滤波器允许所述已移除中频载波的信号段被传输到所述缓冲器中存储，其中，所述已移除中频载波的信号段通过分别将所述载波与所述中频信号混频而下变频得来。11.一种GNSS接收机，包含射频前端，将射频信号下变频为中频信号；中频处理引擎，提供具有不同频率的多个载波，并通过在时分复用调度中使用所述载波将所述中频信号下变频为基带信号；以及相关器引擎，将所述基带信号与本地码产生器提供的代码相关，以产生多个相关结果。12.根据权利要求11所述的GNSS接收机，其特征在于，所述中频处理引擎的工作速率是射频前端工作速率的多倍。13.根据权利要求11所述的GNSS接收机，其特征在于，所述中频处理引擎包含本地振荡器单元，产生具有不同频率的所述载波；中频下变频器，分别将所述中频信号与所述本地振荡器单元所产生的所述载波混频，来产生多个已移除中频载波的信号段；时分复用控制器，调度所述中频下变频器的各个混频操作；以及缓冲器，存储所述中频下变频器所产生的所述已移除中频载波的信号段。14.根据权利要求13所述的GNSS接收机，其特征在于，所述中频处理引擎进一步包含复用器，在所述时分复用控制器的控制下，一次传输所述载波中的一个。15.根据权利要求14所述的GNSS接收机，其特征在于，所述本地振荡器单元包含多个本地振荡器，所述本地振荡器中的每一个产生所述载波中的一个。16.根据权利要求15所述的GNSS接收机，其特征在于，所述本地振荡器中的每一个通过数控振荡器来实现。17.根据权利要求13所述的GNSS接收机，其特征在于，所述本地振荡器单元包含单一本地振荡器。18.根据权利要求17所述的GNSS接收机，其特征在于，所述单一本地振荡器通过数控振荡器来实现，其中，所述数控振荡器通过在不同步骤中积累多个数控振荡器相位，产生具有不同频率的所述载波。19.根据权利要求18所述的GNSS接收机，其特征在于，进一步包含相位锁存器，锁存已积累的所述数控振荡器相位。20.根据权利要求13所述的GNSS接收机，其特征在于，进一步包含数字滤波器单元，滤除所述中频下变频器所产生的所述已移除中频载波的信号段的噪声。21.根据权利要求20所述的GNSS接收机，其特征在于，所述数字滤波器单元通过包含多个数字滤波器的数字滤波器组来实现，其中，所述数字滤波器中的每一个用于只允许所述已移除中频载波的信号段被传输到所述缓冲器中存储，其中，所述已移除中频载波的信号段通过将所述载波中的一个与所述中频信号混频而下变频得来。22.根据权利要求21所述的GNSS接收机，其特征在于，所述数字滤波器单元包含单一数字滤波器，且所述中频处理引擎进一步包含状态锁存器，锁存所述单一数字滤波器的状态，以使所述单一数字滤波器允许所述已移除中频载波的信号段被传输到所述缓冲器中存储，其中，所述已移除中频载波的信号段通过分别将所述载波与所述中频信号混频而下变频得来。23.一种中频载波移除方法，用于GNSS接收机，将中频信号中具有不同频率的多个中频载波移除，所述中频载波移除方法包含产生具有不同频率的多个载波；基于时分复用调度，分别将所述载波与所述中频信号混频，以产生已移除中频载波的信号段；以及存储所述已移除中频载波的信号段。全文摘要本发明提供了一种中频处理引擎、中频载波移除方法、以及GNSS接收机。其中，中频处理引擎用于GNSS接收机，包含本地振荡器单元，产生具有不同频率的多个载波；中频下变频器，分别将多个中频信号与本地振荡器单元所产生的载波混频，以产生多个已移除中频载波的信号段；时分复用控制器，调度中频下变频器的各个混频操作；以及缓冲器，存储中频下变频器所产生的已移除中频载波的信号段。本发明提供的中频处理引擎、中频载波移除方法、以及GNSS接收机，通过使具有不同载波频率的扩频信号共用一个中频处理引擎，可将中频信号中具有不同频率的多个中频载波移除。文档编号H04B1/707GK101867542SQ20091025286公开日2010年10月20日申请日期2009年11月30日优先权日2008年12月2日发明者祖秉瑄,陈骏楠申请人:联发科技股份有限公司