具有散置频率分配的同时信号接收机的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年3月8日递交的美国专利申请序列号13/791,048的权益，其 通过援引纳入于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及对频带中的信号的处理。
[0004] 背景
[0005] 各种无线和非无线信号被用来与设备或装备通信。信号可包括但不限于电信信 号、定位信号、数据通信信号、传感器信号和其他类型的信号。各种频带被用于电信信号、定 位信号、数据通信信号、传感器信号和其他类型的信号。这些信号可能基于它们的频率和其 他特性在彼此之间产生干扰。相应地，常规系统通常对于不同频带中的信号有专用的信号 路径。
[0006] 根据信号的一个示例，定位信号被使用在导航系统（包括但不限于全球导航卫星 系统（GNSS))中。GNSS的类型包括全球定位系统（GPS)、全球导航卫星系统（GL0NASS)、北 斗导航系统、伽利略定位系统以及其他地区性导航系统。
[0007] GNSS通常为定位信号使用特定的信号载波频率。例如，GPS当前使用GHz范围中 的频率处的Ll和L2信号。GPS的预见扩展可包括1176. 45MHz处的L5信号。一些GLONASS 信号也位于GHz范围（例如，GLONASS LI (下文中为Rl)和GLONASS L2(下文中为R2))中。 下表1提供了 LU L2、Rl和R2信号的参数。伽利略系统预见了以下频率为中心的信号的 使用：15742MHz (LI)、1589MHz (El)、1561MHz (E2)、1676. 12MHz (E5a)、1207. 140MHz (E5b)和 1278. 75MHz (E6)。表1中所示的以及以上所列的每个频带可要求专用RF接收电路。
[0008]
[0009]
[0010] 表 1
[0011] 可期望在多个频带中接收GNSS信号以使得GNSS接收机在有噪或封闭环境中更多 用且更稳定。例如，常规GPS接收机已包括了接收Ll和L2信号两者的能力，从而在Ll信 号不可用时L2信号能被使用。此类接收机使用了分别的模拟处理电路或者使用了空间和 时间复用来接收Ll和L2信号两者。使用分别的电路来接收Ll和L2信号增加了接收机的 尺寸、成本和重量。使用分别的电路还要求分别的模拟信号路径，这增加了接收机内的组件 的引脚计数。空间和时间复用的使用可能使得与信号接收相关联的分辨率降级。
[0012] GNSS接收机已被集成入各种产品中，诸如移动电话、智能电话、平板、上网本、膝上 型计算机、汽车等。将会期望将多种类型的GNSS接收机包括在产品中以提供具有更大多用 性和稳定性的导航操作。例如，一种类型的GNSS可能在特定区域中不可用或者某个GNSS 的信号可能被扰乱，并且可能期望要使用另一类型的GNSS或另一 GNSS信号。然而，将更 多类型的GNSS接收机集成到产品中增加了这些产品的尺寸、成本和重量。例如，每个类型 的GNSS有分别的模拟信号处理器增加了产品的尺寸、成本和重量。进一步，每个GNSS和个 GNSS信号有分别的模拟信号路径增加了产品内的引脚计数并且给接口产品增加了多个模 数转换器（ADC)。
[0013] 概述
[0014] 一示例性实施例涉及一种方法。该方法包括至少将第一路径上的在第一频带中的 第一信号下变频以提供第一 IF信号。该方法还可包括至少将第二路径上的在第二频带中 的第二信号下变频以提供第二IF信号。第二信号可包括第二基带信号。第一 IF信号和第 二IF信号被散置在频域中，并且第一频带不同于第二频带。该方法可进一步包括组合第一 IF信号和第二IF信号的至少一部分以在输出信号路径上提供经组合信号以用于由数字处 理电路接收。
[0015] 另一示例性实施例涉及一种电路。该电路包括下变频器，该下变频器配置成将第 一路径上的在第一频带中的第一信号下变频以提供第一 IF信号并且将第二路径上的在第 二频带中的第二信号下变频以提供第二IF信号。第一 IF信号和第二IF信号被散置在频 域中，并且第一频带不同于第二频带。该电路进一步包括配置成组合第一 IF信号和第二IF 信号的至少一部分的组合器、以及配置成在模拟信号路径上输出经组合信号的驱动器。在 某些实施例中，第一 IF信号可以是零IF(ZIF)、甚低IF(VLIF)、或者低IF(LIF)信号。
[0016] 另一示例性实施例涉及一种设备。该设备包括用于将两个或更多GNSS信号下变 频以提供被散置在频域中的两个或更多个经下变频的信号的装置，以及用于组合这两个或 更多个经下变频的信号以创建用于由数字信号处理器接收的经组合信号的装置。这两个或 更多GNSS信号可以在不同频带中。
[0017] 另一示例性实施例涉及一种存储计算机程序的非瞬态计算机可读存储介质，该计 算机程序当在设备上执行时使得该设备执行一过程，该过程包括下变频被散置在频域中的 两个或更多个GNSS信号。该过程可以组合这些经下变频的GNSS信号以创建包括这两个或 更多个GNSS信号的基带信号的散置的经组合信号。
[0018] 附图简述
[0019] 图Ia是根据示例性实施例的信号接收机及其相关环境的示意图。
[0020] 图Ib是根据示例性实施例的用于接收和处理信号的方法步骤的流程图。
[0021] 图2a是根据示例性实施例的图Ia中所解说的信号接收机的模拟部分和数字部分 的不意电路图。
[0022] 图2b是根据另一实施例的图Ia中所解说的信号接收机的模拟部分和数字部分的 不意电路图。
[0023] 图2c是根据再一实施例的图Ia中所解说的信号接收机的模拟部分和数字部分的 不意电路图。
[0024] 图3a示出了解说根据示例性实施例的可由图la、2a和2c中的模拟部分生成的输 出信号的图表。
[0025] 图3b示出了解说根据另一实施例的可由图la、2a和2c中的模拟部分生成的输出 信号的图表。
[0026] 图3c示出了解说根据另一实施例的可由图la、2a和2c中的模拟部分生成的输出 信号的图表。
[0027] 图3d示出了解说根据另一实施例的可由图Ia和2b中的模拟部分生成的输出信 号的图表。
[0028] 图4是根据示例性实施例的用于接收信号的方法步骤的流程图。
[0029] 图5是根据另一示例性实施例的用于接收和数字地处理信号的方法步骤的流程 图。
[0030] 详细描述
[0031] 贯穿本说明书引述的"一个示例"、"一个特征"、"一示例"或"一特征"意指结合该 特征和/或示例所描述的特定特征、结构或特性可被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"、"在一个实施例中"、"一示例"、"在一 个特征中"或"一特征"贯穿本说明书在各处的出现并非必然地全部引述同一特征和/或示 例。此外，这些特定特征、结构或特性可在一个或更多个示例和/或特征中加以组合。虽然 在以下针对GSP信号和特定频带描述了各种示例，但是其并非以限定方式提供，并且权利 要求可应用于所有类型的信号和接收机，除非在权利要求内被明示地限定于特定类型的接 收机和信号。
[0032] 在本文中所描述的实施例的上下文中，术语"接收机"和"GNSS接收机"可指代完 整的自含式接收机设备，但也可指代被包括在复杂设备中的模块，例如移动或蜂窝电话中 的GNSS (例如，GPS、GLONASS等）模块、汽车报警器、PDA(便携式数字助理）等等。以上术 语还可以指可借助恰适总线（例如GPS PC卡等）来与宿主设备相连接的可插设备。
[0033] 在本文所描述的实施例的上下文中，术语"接收机"和"GNSS"接收机也应当被理 解为包括一个或多个集成电路，其被安排成实现如以上所定义的GNSS接收机（例如，GPS、 GL0NASS、北斗系统，或本地或地区性导航系统、或者其他类型的GNSS接收机或完整模块）。
[0034] 在参考图Ia的一个实施例中，通信系统100包括配置成从卫星103a_x、基站1-4、 伪卫星等接收信号的设备120。设备120可以是任何类型的信号处理设备。根据一个实施 例，设备120是能被集成到更大产品或系统中的有GNSS能力的设备。在一些实施例中，设 备120可以是便携式设备（诸如但不限于蜂窝电话、智能电话、平板、膝上型计算机），并且 可包括未在本文中描述的各种其他组件。
[0035] 设备120包括天线142、天线144和接收机130。虽然被示为两个分别的天线142 和144,但是天线142和144能够被组合成具有一个或多个振子的单个天线。在一个实施例 中，接收机130包括模拟前端或模拟信号处理器150、以及数字信号处理器170。模拟信号 处理器150被耦合到与天线142相关联的信号路径143以及与天线144相关联的信号路径 145。模拟信号处理器150经由模拟信号路径160被耦合到数字信号处理器170。
[0036] 在一个实施例中，设备120被有利地配置成处理来自单个GNSS系统的不止一个 GNSS信号和/或来自不止一种类型的GNSS的信号。在一个实施例中，设备120可以使用同 一模拟前端（例如，处理器150)处理来自GPS的Ll和L2信号和来自GLONASS的Rl和R2 信号。虽然提到了 GPS和GL0NASS，但是设备120可被配置成处理来自其他源的信号，诸如 其他类型的GNSS，包括但不限于与北斗导航系统、伽利略定位系统和其他地区性或本地导 航系统相关联的信号。
[0037] 模拟信号处理器150包括下变频器152、信号路径154、信号路径156和组合器 158。模拟信号处理器150被配置成从天线142和144接收信号（例如，定位信号，诸如但不 限于GNSS L1/RUL2/R2信号，和/或其他信号）并且执行模拟信号处理以在模拟信号路径 160处创建要给数字信号处理器170的模拟输出信号。数字信号处理器170将此模拟输出 信号转换成数字信号，并且处理该数字信号以用于导航、目标导向、和/或定位操作。在一 个实施例中，模拟信号处理器150被配置成接收多个不同类型的信号并且处理这些信号， 以使得在数字信号处理器170与模拟信号处理器150之间仅有单个链路或路径160。在一 个实施例中，路径160可包括多个导体，诸如，用于与经调制卫星信号相关联的差分式I和Q 信号的四个导体路径。替换地，路径160可以是导体对或单个导体。设备120的实施例可 以有利地配置成稳定地执行导航、目标导向和/或定位操作，而同时又优化接收机130以实 现较低的引脚