專利名稱：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的調(diào)制信號的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)制信號、系統(tǒng)和方法，例如導(dǎo)航和定位信號、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星定位系統(tǒng)(SPQ依賴由多個衛(wèi)星、陸基或空載等效物的廣播的測距信號在特定星座或一組星座中的被動測量。一板載時鐘被用來產(chǎn)生規(guī)則的并一般為連續(xù)的事件序列 (一般被稱為“時期”)，其發(fā)生的時間被編碼成隨機(jī)或偽隨機(jī)碼(被稱為擴(kuò)展碼)。作為時期編碼序列的偽隨機(jī)或隨機(jī)特征的序列，輸出信號的功率譜在由多個因素確定的頻率范圍內(nèi)擴(kuò)展，所述多個因素包括擴(kuò)展碼單元和擴(kuò)展信號使用的波形的變化率。典型地，擴(kuò)展波形是矩形并具有sine函數(shù)功率譜。測距信號被調(diào)制在載波信號上以傳送至被動接收器。已知的應(yīng)用包括陸地、空中、 水下和空間使用。典型地，采用二進(jìn)制相移鍵控以調(diào)制自身具有恒定量級的載波信號。一般來說，用相位正交法將至少兩個這樣的信號調(diào)制于同一載波。所產(chǎn)生的載波信號保持其恒定包絡(luò)但具有依賴于兩個獨(dú)立輸入信號的四相位狀態(tài)。然而，要知道這兩個調(diào)制信號不一定要有相同的載波量級?？赏ㄟ^適當(dāng)?shù)剡x擇除了 η/2弧度的相應(yīng)相位而維持合成信號的恒定載波量級。這種衛(wèi)星定位系統(tǒng)的一個例子是全球定位系統(tǒng)(GPQ。一般來說，GPS使用多個頻率而工作，例如L1、L2和L5，其中心頻率分別為1575. 42MHz、1227. 6MHz和1176.45MHz。這些信號的每一個都由各自的擴(kuò)展信號進(jìn)行調(diào)制。正如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所了解的，由GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的粗略獲取(CA)碼信號在1575. 42MHz的Ll頻率進(jìn)行廣播，其擴(kuò)展碼速率(碼片速率)為1.023MHz。CA具有矩形的擴(kuò)展波形并被歸類為BPSK-Rl。在GPS信號結(jié)構(gòu)中，由衛(wèi)星廣播于Ll頻率的信號具有相位正交的第二分量，它被稱為精確碼(P(Y)碼) 并僅對經(jīng)授權(quán)用戶可用。P(Y)碼用擴(kuò)展碼BPSK被調(diào)制，擴(kuò)展碼頻率為10. 23MHz并且信號功率的量級比CA碼傳輸?shù)牧考壍?dB。結(jié)果，Q分量的量級為I分量的0. 7071 (_3dB)倍， 本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解這些信號的這些狀態(tài)的相位角相對于士I軸為士35. 265° (如 I⑶GPS 200C中所規(guī)定的CA碼信號的相位)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員還能理解P碼是Y碼的函數(shù)或由Y碼加密。Y碼用來對P碼加密。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)理解，對于給定的衛(wèi)星，包含I&Q分量的Ll信號以及L2信號可被表示為Slii (t) = ApPi (t) (Ii (t) cos (ω J) +AcCi (t) (Ii (t) sin (ω^),SL2i (t) = BpPi (t) (Ii (t) cos (ω 2t)其中，Ap和Ac是P和CA碼的振幅，典型地Ap = 2AC ；Bp是L2信號的振幅；ω 1和ω 2是Ll禾口 L2載波頻率；
Pi (t)表征P(Y)測距碼并且是碼片速率為10. 23Mcbps的偽隨機(jī)序列。P代碼具有正好1周的周期，值取為+1和-1 ；Ci (t)表征CA測距碼并且是1023碼片Gold碼，值取為+1和_1 ；(!,(t)表征數(shù)據(jù)消息，值取為+1和-1 ；衛(wèi)星星座一般包括M個或更多衛(wèi)星，它們經(jīng)常遵循相似的軌道或類似形狀的軌道，但處在多個軌道平面。在碼分多址衛(wèi)星(諸如GPQ中，每個衛(wèi)星的傳輸是基于相同的標(biāo)稱載波頻率，或者基于鄰近的相關(guān)頻率(諸如GL0NASS)。該衛(wèi)星發(fā)送不同的信號以即使在若干衛(wèi)星同時可見的情況下也能單獨(dú)選擇每一個信號。在如同GPS的CDMA系統(tǒng)中，藉由不同的擴(kuò)展碼和/或擴(kuò)展碼速率的差(即Pi (t) 和Ci⑴序列)，來自每個衛(wèi)星的信號被區(qū)別于各個其它信號。不過，正如從圖1中所示的功率譜100中所能理解的那樣，在由多個衛(wèi)星傳送的信號之間仍然存在明顯的干擾范圍。圖1 示出CA和P(Y)碼的功率譜100。CA碼的功率譜102在載波頻率Ll處具有最大功率并在 CA碼主頻率(1. 023MHz)的倍數(shù)頻率處為零。例如，可以理解在士 1. 023MHz、士2. 046MHz等載波頻率的每一側(cè)均產(chǎn)生零。類似地，P (Y)碼的功率譜104在Ll和L2中央處具有最大振幅并從sine函數(shù)波形上考慮，在10. 23MHz的倍數(shù)頻率下為零。使用子載波進(jìn)一步調(diào)制測距碼是公知的，即，將進(jìn)一步調(diào)制的碼與P碼和/或CA 碼卷積以產(chǎn)生二進(jìn)制偏移載波(BOC)調(diào)制，正如業(yè)內(nèi)公知的，例如參閱J. W. Betz "binary offset carrier modulation for radionavigation", Navigation, vol48, pp227-246, winter 2001-2002。標(biāo)準(zhǔn)BOC調(diào)制200如圖2所示，圖2示出將CA碼202的一部分與子載波信號結(jié)合以產(chǎn)生用于調(diào)制例如Ll的載波的BOC信號204。應(yīng)當(dāng)理解的是，BOC信號是矩形方波并例如表示成(^(0*^811(^乂231仁0)，其中仁是子載波的頻率。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員明白BOC (fsfc)表示子載波頻率為fs而碼速率(或碼片速率)為f。的二進(jìn)制偏移載波調(diào)制。使用二進(jìn)制偏移載波引起發(fā)射自衛(wèi)星的信號的下列信號表述SLlt (t) = AmSCim(t) Iiii (t) Cli (t) cos ( ω +AcSCig (t) gi (t) dt (t) sin ( ω = Isut ⑴+Qsut ⑴，SL2t (t) = BmSCim (t) HIi (t) Cli (t) cos ( ω 2t)其中Am、A。和Bm是振幅；Iiii (t)是 m 碼 B0C(10、5)信號；gi(t)表示伽里略開放服務(wù)范圍碼；SCiffl (t)表示Hii (t)的子載波信號；scig (t)表示Ci (t)的子載波信號；ω 1禾口 ω 2是Ll禾口 L2載波頻率；圖2還示出BPSK-Rl碼和BOC信號對(即BOC (2，1)和BOC (10，5))的功率譜。第一功率譜202對應(yīng)于BPSK-Rl碼，第二功率譜204對應(yīng)于BOC(2，1)碼而第三功率譜206 對應(yīng)于B0C(10，5)碼。要知道B0C(2，1)信號的旁瓣208具有相對較大的量級。類似地， BOC(10, 5)信號的旁瓣210具有相對較大的量級。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以理解旁瓣中的能量就是干擾源。本發(fā)明的諸實施例的一個目的是至少改善現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題。
因此，本發(fā)明諸實施例的第一方面提供包含m個信號振幅的m級調(diào)制信號(其中 m>2)以調(diào)制第一信號。本發(fā)明的諸實施例的第二方面提供一種產(chǎn)生包括載波信號的傳送信號的方法，該方法包括步驟將多個子載波調(diào)制信號與載波信號相結(jié)合。本發(fā)明的諸實施例的第三方面提供包括產(chǎn)生測距碼的裝置的測距系統(tǒng)；提供產(chǎn)生信號或?qū)崿F(xiàn)前面任一權(quán)利要求的方法的裝置；提供傳送信號的裝置。本發(fā)明的諸實施例的第四方面提供包括存儲多個可選相位狀態(tài)和可選振幅狀態(tài)中的至少一個的存儲器的系統(tǒng)；存儲器響應(yīng)于測距碼信號、系統(tǒng)時鐘信號和子載波信號中的至少一個以產(chǎn)生載有相位調(diào)制和振幅調(diào)制中至少一個的載波信號，從而產(chǎn)生傳送信號。較為有利地，本發(fā)明諸實施例為信號功率譜的形狀提供更明顯的控制，即這些信號中的能量分布。本發(fā)明其它方面在權(quán)利要求中被說明和定義。


下面將結(jié)合附圖通過例子對本發(fā)明諸實施例進(jìn)行說明，在附圖中
圖1表示測距碼對的功率譜；
圖2示出測距碼(BPSK-Rl)和B0C(10、5)信號的功率譜；
圖3示出多級子載波；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明諸實施例的至少一對多級子載波的相位狀態(tài)；
圖5表示現(xiàn)有技術(shù)的子載波和根據(jù)本發(fā)明的諸實施例的子載波的功率譜
圖6示出根據(jù)本發(fā)明諸實施例的子載波的相位狀態(tài)；
圖7示出根據(jù)本發(fā)明諸實施例的相位子載波和正交相位子載波；
圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的子載波的相位狀態(tài)；
圖9示出根據(jù)本發(fā)明諸實施例的子載波；
圖10表示根據(jù)本發(fā)明諸實施例的子載波的功率譜；
圖11示出根據(jù)本發(fā)明諸實施例的子載波；
圖12示出根據(jù)本發(fā)明諸實施例的選擇性載波的波形；
圖13示出根據(jù)本發(fā)明諸實施例的另一選擇性載波的波形；
圖14示意性地示出使用根據(jù)本發(fā)明諸實施例的子載波的發(fā)射機(jī)；以及
圖15示出根據(jù)一個實施例的發(fā)射機(jī)的另一實施例。
具體實施例方式參閱圖3，其中示出子載波300的第一實施例。可以理解子載波是正弦曲線信號 302的5級逼近。還應(yīng)理解信號級為(+ 1、+1/萬、0、一1/力、一 1)。此外，應(yīng)當(dāng)理解這些級是旋轉(zhuǎn)向量在具有單位量級的η/4弧度的角度處投影到χ或I軸上的投影。還應(yīng)當(dāng)理解的是，給出例如Su的同相位和正交相位分量，即AmScim(t)Hii (Odia)Cos (ω J) = ISLli (t)禾口 AcSCig(t) & (t) Cli (t) sin( ω J)=
QsLlt ⑴，
由于正交相位分量在y或Q軸上的投影也取值為(+U + 1/V2 ,0.-1/V2 ,
-1)，信號量級將是常數(shù)。要理解多個信號間的結(jié)合較為有利地具有約束條件，至少其中一個為應(yīng)當(dāng)維持恒定的模的信號。約束條件(1)僅在正交相位分量為“0”時，同相位分量上的“+1”或“_1” 發(fā)生(反之亦然)；(2) “ ± 1/ λ/ ”僅同時發(fā)生在兩個相位上。擴(kuò)展信號的同相位分量和正交相位分量kig(t)或kim(t)的量級可圖形化于圖4中表示的阿干特(Argand)圖中。根據(jù)下列信號元素序列而建立I和Q分量的波形
I 相—( + 1/V5，+1，+1/V2 , 0)表示+ 1 信號
I 相一(―l/A, —1，-1/V2, 0)表示一 1 信號 Q 相—(+ 1/々，0，-I/V2 , -1)表示+ 1 信號
Q 相—(―1/VL· 0，+1/V2 , +1)表示—1 信號可在恒定量級載波信號的約束條件(計算為(I2+Q2)1/2)內(nèi)從上述集選擇I或Q信號序列的任何結(jié)合。對本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員而言很明顯的是，存在許多其它的序列等價集，這些等價集選自滿足恒定載波包絡(luò)準(zhǔn)則的5級集中。要理解，可將I和Q信道上的子載波的量級認(rèn)為類似于8-Ρ 5Κ信號的狀態(tài)。因此，可將這樣一對5級子載波載波信號看做8相位子載波信號。圖5示出使用步進(jìn)的或m級(m>2)的子載波波形的效果。參閱圖5，它輸出了一對功率譜500。用虛線表示的第一功率譜502表示B0C(2，2)子載波的功率譜。要理解子載波的能量包含在逐漸減小的旁瓣504、5066、508和510中，第二功率譜512表示使用8 相位子載波信號的B0C(2，2)子載波的功率譜，即由B0C8 O，2)表示的8相位幅度。更具體地說，BOCm(fsfc)表示頻率為fs而碼片速率為f。的m相位子載波信號。要理解B0C8 (2，2) 信號的功率譜512具有多個旁瓣514、516、518、520、522和524。在這些旁瓣中，可以看出第一到第四旁瓣明顯地減小，即相對于橫跨相同頻率的B0C(2，2)信號的旁瓣，它們包含明顯少的能量。在本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員希望使用由旁瓣橫跨的頻率進(jìn)行其它傳送的情況下，第一到第四旁瓣的明顯減小是有利的。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能理解具有明顯改善的干涉特性，而且確定使用譜劃分因數(shù)(SSC)和自SSC也是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知的，也就是說，基準(zhǔn)信號與B0C(2，2) 之間的頻譜耦合大于基準(zhǔn)信號與B0C8 O，2)之間的頻譜耦合。例如，相比傳統(tǒng)B0C(2，2)信號，B0C8(2，2)信號在頻譜隔離中表現(xiàn)出10-12dB的改善。根據(jù)本發(fā)明諸實施例，關(guān)于SSC 和信號之間關(guān)系的其它信息可在例如f^ratt&OweruBOC調(diào)制波形、IoN進(jìn)程、GPS2003會議、 波特蘭、2003年9月中找到。該文獻(xiàn)被援弓丨于此以供參考并作為附件在此提交。此外，本發(fā)明諸實施例利用子載波的量級和持續(xù)時間來影響，即控制所產(chǎn)生的調(diào)制波形的諧波中的能量。例如，參閱圖5，要注意B0C8 O，2)功率譜在大致偏離載波6MHz和 IOMHz處出現(xiàn)多個額外的功率譜零點(diǎn)(spectral nulls)，然而在傳統(tǒng)BOC(2、2)信號中不存在這種功率譜缺失。這些功率譜零點(diǎn)的位置受到多級子載波的階躍的量級和持續(xù)時間至少其中之一的影響。更具體地說，可通過改變這兩個因素中的任何一個將這些功率譜零點(diǎn)控制到所希望的位置。即這些功率譜零點(diǎn)的位置受到這兩因素的影響。附錄A包含對根據(jù)本發(fā)明諸實施例的信號功率譜與諸階躍的量級和持續(xù)時間之間關(guān)系的表示。
參閱圖6，它示出對另一 B0C8信號的子載波狀態(tài)或I和Q信號的振
進(jìn)制偏移載波。可以理解，這8種狀態(tài)可由選自( + -s/3/2 )集的子載波振幅所表示或?qū)?yīng)于它們，也就是4
幅，即具有8種狀態(tài)的二
W/2。—14 ’ +1/2,
狀態(tài)或信號振幅，而不是如上所述的5種狀態(tài)或信號振幅。因此，由下列信號元素(諸如
(cos2 θ +sin2 θ )1/2 = 1)構(gòu)建的I和Q分量，也就是說士力/2僅與士 1/2 —起發(fā)生，如下
所示
I 相-(+ 1/2，
+ V3/2, +V3/2, +1/2)表示測距碼信號+ 1碼片
I相—(一 1/2，-V3/2, - V3/2, -1/2)表示測距碼信號—1碼片
Q相—(+ 7^/2，+1/2，—1/2，— W/2)表示測距碼信號+ 1碼片
Q相-(―力/2，—1/2，+1/2，+W/2)表示測距碼信號—1碼片要注意，圖6所示的狀態(tài)1-8不等距地位于圓周上。狀態(tài)2和3、4和5、6和7、8和 1在角度分級(angular step)上的變化大于狀態(tài)1和2、3和4、5和6、7和8之間的變換。 要理解當(dāng)這些狀態(tài)被轉(zhuǎn)換成子載波振幅時，給定振幅的持續(xù)時間將取決于相應(yīng)狀態(tài)的持續(xù)時間或停留時間，即子載波保持在任何給定狀態(tài)的持續(xù)時間不再相等，這與上面圖4中的狀態(tài)不同。停留時間是實質(zhì)或設(shè)計選擇以例如使階躍波形和正弦曲線之間的平均方差最小。圖7a示出與圖6所示狀態(tài)對應(yīng)的子載波700和702?？梢岳斫?，子載波700和702的每個狀態(tài)的持續(xù)時間是相等的。Q信道子載波振幅將遵循與上述相同的圖案，除了有η/2 弧度的相移。Q信道的子載波702如圖7中虛線所示。要理解的是，由于對所有振幅組合 (I2+tf)1/2 =丨，這些子載波提供恒定的包絡(luò)振幅。然而，參閱圖7b，它示出一對子載波704、 706，其中各狀態(tài)處的持續(xù)時間是不等的。要理解不是所有的振幅組合都滿足(I2+Q2)"2 = 1。因此所傳送的信號將不具有恒定包絡(luò)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將會知道，子載波的階躍半周期對應(yīng)于一個碼片。然而，其它實施例也可使其它多個半周期對應(yīng)于一個碼片。例如，在所實現(xiàn)的實施例中，子載波的兩個半周期對應(yīng)于一個碼片。在這些實施例中，I、Q信道的信號可以是
I 相—(+ 1/2，+V3/2, + V3/2, +1/2，—1/2，- V3/2, -S/2, -1/2)表示+ 1信號
I 相-(—1/2，-43/2, - V3/2, —1/2，+1/2，+ V3/2, + V3/2, + 1/2)表示一 1信號
Q 相一(+V3/2, +1/2，一1/2，- V3/2, ~S/2, —1/2，+1/2，
1權(quán)利要求
1.一種用于處理導(dǎo)航信號的接收機(jī)；所述導(dǎo)航信號包括載波信號，以及由至少一個子載波調(diào)制信號調(diào)制的至少一個測距碼；所述至少一個子載波調(diào)制信號包括第一和第二 BOC 子載波的選擇地結(jié)合部分；所述第一和第二 BOC子載波的所述選擇地結(jié)合部分包括橫跨相應(yīng)時間間隔的所述第一 BOC子載波的部分，以及橫跨相應(yīng)時間間隔的所述第二子載波的部分；所述接收機(jī)包括用于接收所述導(dǎo)航信號的裝置；用于處理所述導(dǎo)航信號以恢復(fù)已調(diào)制的至少一個測距碼的裝置；以及用于處理所恢復(fù)的至少一個已調(diào)制的測距碼以恢復(fù)至少一個已解調(diào)的測距碼的裝置。
2.一種用于處理導(dǎo)航信號的方法；所述導(dǎo)航信號包括載波信號，以及由至少一個子載波調(diào)制信號調(diào)制的至少一個測距碼；所述至少一個子載波調(diào)制信號包括第一和第二 BOC子載波的選擇地結(jié)合部分；所述第一和第二 BOC子載波的所述選擇地結(jié)合部分包括橫跨相應(yīng)時間間隔的所述第一 BOC子載波的部分，以及橫跨相應(yīng)時間間隔的所述第二子載波的部分；所述方法包括以下步驟接收所述導(dǎo)航信號；處理所述導(dǎo)航信號以恢復(fù)已調(diào)制的至少一個測距碼；以及處理所恢復(fù)的至少一個已調(diào)制的測距碼以恢復(fù)至少一個已解調(diào)的測距碼。
3.如前面任何一項權(quán)利要求所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，所述第一和第二BOC 子載波的至少一者包括m個離散的振幅級，其中m > 2。
4.如權(quán)利要求3所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，m是從3、4、5、6、7、8或9中選擇的至少一個數(shù)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，所述多個子載波調(diào)制信號中的至少一個逼近或?qū)С鲎钥深A(yù)定的基本波形。
6.如權(quán)利要求5所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，基礎(chǔ)波形是正弦波、余弦波、三角波中的至少一種。
7.如權(quán)利要求5或6所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，基礎(chǔ)波形是根據(jù)傳送信號所希望的功率分布特性而進(jìn)行選擇的。
8.如前面任何一項權(quán)利要求所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，多個子載波調(diào)制信號中的至少兩個是彼此正交的。
9.如前面任何一項權(quán)利要求所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，多個子載波是彼此正交的。
10.如前面任何一項權(quán)利要求所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，多個子載波包含一對具有預(yù)定相位關(guān)系的子載波。
11.如前面任何一項權(quán)利要求所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，多個子載波包括同相子載波和正交相位子載波。
12.如權(quán)利要求11所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，還包括步驟確定同相子載波和正交相位子載波各自的倍數(shù)振幅以維持基本恒定的傳送信號包絡(luò)。
13.如前面任何一項權(quán)利要求所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，還包括步驟從多個相位狀態(tài)導(dǎo)出與至少一對正交子載波關(guān)聯(lián)的振幅。
14.如權(quán)利要求13所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，相位狀態(tài)等夾角地分布在單位圓的周圍。
15.如權(quán)利要求1-14的任一項所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，至少一個子載波的振幅的持續(xù)時間是大致相等的。
16.如權(quán)利要求1-14的任一項所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，至少一個子載波的至少一對振幅的持續(xù)時間是不同的。
17.如權(quán)利要求1-16的任一項所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，根據(jù)關(guān)聯(lián)的時鐘信號對持續(xù)時間進(jìn)行量化。
18.如前面任何一項權(quán)利要求所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，多個子載波中的至少一對根據(jù)相互正交的軸而協(xié)作地定義所分辨的相關(guān)的多個相位狀態(tài)。
19.如前面任何一項權(quán)利要求所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，多個相位狀態(tài)關(guān)聯(lián)于各測距信號。
20.如權(quán)利要求18或19所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，在多個相位狀態(tài)中的至少某些狀態(tài)的停留時間是不等的。
21.如權(quán)利要求18-20的任一項所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，相位狀態(tài)的第一組具有第一停留時間而相位狀態(tài)的第二組具有第二停留時間。
22.如權(quán)利要求18-21的任一項所述的接收機(jī)或方法，其特征在于，根據(jù)時鐘而量化停留時間。
23.一種包含m個信號振幅的m級調(diào)制信號以調(diào)制第一信號，其中m> 2。
24.如權(quán)利要求23所述的信號，其特征在于，多個信號振幅關(guān)聯(lián)于或?qū)С鲎远鄠€與至少m級信號關(guān)聯(lián)的相位狀態(tài)，較為有利的是第二信號。
25.如權(quán)利要求對所述的信號，其特征在于，所述第二信號與m級信號具有預(yù)定的相位關(guān)系。
26.如權(quán)利要求25所述的信號，其特征在于，預(yù)定的相位關(guān)系是正交相位關(guān)系。
27.如權(quán)利要求2346所述的信號，其特征在于，m個信號振幅包括表示量化的正弦曲線信號的振幅。
28.如權(quán)利要求23-27的任一項所述的信號，其特征在于，所述m個信號振幅是、或成比例于下列振幅集中的至少一個{ + 1，+1/V2 , 0，-1/V2 , —1}、{-V3/2, -1/2, +1/2, +V3/2}, {士 sin(67.5 ° )，士 sir^22.5° )，士sir^22.5° ) 士 sin(67.5° )}、{士cos (67. 5 ° )，士cos(22.5° )， 士cos02. 5° )，士cos(67. 5° )}。
29.如權(quán)利要求28所述的信號，其特征在于，所述信號振幅被選擇以獲得所發(fā)送信號的預(yù)定的量級特性。
30.如權(quán)利要求四所述的信號，其特征在于，預(yù)定量級特性是所發(fā)送信號的基本恒定的包絡(luò)。
31.一種包含三個或多個振幅的數(shù)字調(diào)制信號。
32.一種包含m個信號級的二進(jìn)制偏移載波信號，其中m > 2。
33.一種包含η個信號級的二元二進(jìn)制偏移載波信號，其中η > 2，所述二元二進(jìn)制偏移載波信號是通過將至少第一 BOC信號與至少第二 BOC信號結(jié)合而產(chǎn)生的。
34.一種B0Cm(fs，fc)信號，其中m彡3，其中m表示與B0Cm(fs，fc)信號關(guān)聯(lián)的相位狀態(tài)數(shù)量，fs表示BOC信號的頻率而fc表示與B0Cm(fs，fc)信號結(jié)合的另一信號的頻率。
35.一種調(diào)制信號，包含具有m個信號振幅并與至少一個η級信號結(jié)合的m級信號，其中m>2而η彡2。
36.如前面任何一項權(quán)利要求所述的信號，其特征在于，信號振幅和相位狀態(tài)中的至少一個對各持續(xù)時間占據(jù)主要地位。
37.如權(quán)利要求36所述的信號，其特征在于，至少第一組的多個持續(xù)時間是不相等的。
38.如權(quán)利要求37所述的信號，其特征在于，至少第二組的多個持續(xù)時間是相等的。
39.如權(quán)利要求38所述的信號，其特征在于，所有的各持續(xù)時間是相等的。
40.一組經(jīng)調(diào)制信號，包含下列信號的至少一個或較佳地兩者都包括SLli (t) = AmSci (t) Hii (t) Cli (t) cos (ω ⑷ +AcSCi (t) gi (t) Cli (t) sin (ω J) = Isi (t) +Qsi (t)SL2i (t) = BpSCi (t) Pi (t) cos (ω 2t)其中Ap、Ac、Bp是信號振幅，ω 1和ω 1是第一和第二載波，Ll和L2是載波頻率，Pi (t) 表示第一測距碼，所述第一測距碼包含可預(yù)定碼片速率為10. 23Mbps并且可預(yù)定周期為正好一星期的偽隨機(jī)序列，gi(t)表示第二測距碼，較為有利的是CA碼并較佳地具有預(yù)定的碼片速率并較佳地是1023碼片Gold碼，Cli (t)表示可選的數(shù)據(jù)消息，Sci (t)表示包含m個振幅級的子載波信號，其中m> 2。
41.如權(quán)利要求23-40的任一項所述的信號，其特征在于，所述信號對碼信號具有預(yù)定的關(guān)系，使得對可預(yù)定碼信號部分發(fā)生m級信號的可預(yù)定周期部分的數(shù)量。
42.如權(quán)利要求41所述的信號，其特征在于，所述可預(yù)定數(shù)量的部分是可預(yù)定數(shù)量的半周期。
43.如權(quán)利要求41-42的任一項所述的信號，其特征在于，碼信號的可預(yù)定部分為碼片。
44.一種測距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生測距碼的裝置；產(chǎn)生信號或?qū)崿F(xiàn)如任何前述權(quán)利要求所述的方法的裝置；發(fā)送信號的裝置。
45.一種測距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生測距碼的裝置；產(chǎn)生載波信號的裝置；產(chǎn)生多個子載波信號的裝置以及將測距碼、載波信號和子載波信號結(jié)合以產(chǎn)生輸出信號的裝置。
46.如權(quán)利要求45所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，用于多個子載波信號的裝置包括用于產(chǎn)生至少一個包括數(shù)量為m的振幅級的子載波信號的裝置，其中m > 2。
47.如權(quán)利要求46所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，產(chǎn)生至少一個調(diào)制信號的裝置包括用于產(chǎn)生具有m個振幅的信號的裝置，其中m > 2。
48.如權(quán)利要求46和47的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，m是從3、4、5、6、7、8、 或9中選擇的至少一個數(shù)。
49.如權(quán)利要求45-48的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，多個子載波調(diào)制信號中的至少一個逼近或?qū)С鲎钥深A(yù)定的基本波形。
50.如權(quán)利要求49所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，基礎(chǔ)波形是正弦波、余弦波、三角波中的至少一種。
51.如權(quán)利要求49和50的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，基礎(chǔ)波形是根據(jù)傳送信號所希望的功率分布特性而進(jìn)行選擇的。
52.如權(quán)利要求45-51的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，多個子載波調(diào)制信號中的至少兩個是彼此正交的。
53.如權(quán)利要求45-52的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，多個子載波是彼此正交的。
54.如權(quán)利要求45-53的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，多個子載波包含一對具有預(yù)定相位關(guān)系的子載波。
55.如權(quán)利要求45-54的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，多個子載波包括同相子載波和正交相位子載波。
56.如權(quán)利要求55所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，還包括裝置，用來確定同相子載波和正交相位子載波各自的倍數(shù)振幅以維持基本恒定的傳送信號包絡(luò)。
57.如權(quán)利要求45-57的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，還包括裝置，用來從多個相位狀態(tài)導(dǎo)出與至少一對正交子載波關(guān)聯(lián)的振幅。
58.如權(quán)利要求57所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，相位狀態(tài)等夾角地分布在單位圓的周圍。
59.如權(quán)利要求45-58的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，至少一個子載波的振幅的持續(xù)時間是大致相等的。
60.如權(quán)利要求45-58的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，至少一個子載波的至少一對振幅的持續(xù)時間是不同的。
61.如權(quán)利要求45-60的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)關(guān)聯(lián)的時鐘信號對持續(xù)時間進(jìn)行量化。
62.如權(quán)利要求45-61的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，多個子載波中的至少一對根據(jù)相互正交的軸而協(xié)作地定義所分辨的多個相關(guān)的相位狀態(tài)。
63.如權(quán)利要求45-62的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，多個相位狀態(tài)關(guān)聯(lián)于各測距信號。
64.如權(quán)利要求62和63的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，在多個相位狀態(tài)中的至少某些狀態(tài)的停留時間是不等的。
65.如權(quán)利要求62-64的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，相位狀態(tài)的第一組具有第一停留時間而相位狀態(tài)的第二組具有第二停留時間。
66.如權(quán)利要求62-65的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)時鐘而量化停留時間。
67.一種測距系統(tǒng)，包括藉由載波傳送與m級調(diào)制信號結(jié)合的測距碼的裝置，所述m 級調(diào)制信號包含m個信號振幅以調(diào)制第一信號，其中m > 2。
68.如權(quán)利要求67所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，多個信號振幅關(guān)聯(lián)于或?qū)С鲎远鄠€相位狀態(tài)，所述多個相位狀態(tài)與至少m級信號關(guān)聯(lián)，并且所述m級信號較佳地是第二信號。
69.如權(quán)利要求68所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，第二信號與m級信號具有預(yù)定的相位關(guān)系。
70.如權(quán)利要求69所述的測距系統(tǒng)信號，其特征在于，所述預(yù)定的相位關(guān)系是正交相位關(guān)系。
71.如權(quán)利要求67-70的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，m個信號振幅包含表示經(jīng)量化的正弦曲線信號的振幅。
72.如權(quán)利要求67-71的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，所述m個信號振幅是、或成比例于下列振幅集中的至少一個{ + 1，+1/42, 0，-1/V2 , -1}、 {-S 12, —1/2，+1/2, +V3/2}、{士sin(67.5 ° )，士sir^22.5 ° )， 士 sir^22.5° ) 士 sin(67.5° )}、{士cos (67. 5 ° )，士cos(22.5° )，士cos(22.5° )， 士cos (67. 5° )} ο
73.如權(quán)利要求72所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，所述信號振幅被選擇以獲得所發(fā)送信號中的預(yù)定的量級特性。
74.如權(quán)利要求73所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)定量級特性是所發(fā)送信號的基本恒定的包絡(luò)。
75.一種用于產(chǎn)生包括三個或更多振幅的數(shù)字調(diào)制信號的測距系統(tǒng)結(jié)合裝置，產(chǎn)生測距碼裝置以及將數(shù)字調(diào)制信號與測距碼結(jié)合的裝置。
76.一種測距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生測距碼的裝置；產(chǎn)生包含m個信號級的二進(jìn)制偏移載波信號的裝置，其中m > 2 ；以及將測距碼與二進(jìn)制偏移載波結(jié)合的裝置。
77.—種測距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生包含η個信號級的二元二進(jìn)制偏移載波信號的裝置，其中η > 2，所述二元二進(jìn)制偏移載波信號是通過將至少第一 BOC信號與至少第二 BOC信號結(jié)合而獲得的；產(chǎn)生測距碼的裝置以及將測距碼與二元二進(jìn)制偏移載波信號結(jié)合的裝置。
78.一種測距系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生B0Cm(fs，fc)信號的裝置，其中m彡3，其中m表示與B0Cm(fs，fc)信號關(guān)聯(lián)的相位狀態(tài)數(shù)量，fs表示BOC信號的頻率而fc表示與B0Cm(fs， fc)信號結(jié)合的另一信號的頻率；產(chǎn)生測距碼的裝置以及將測距碼與B0Cm(fs，fc)信號結(jié)合的裝置。
79.—種測距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生包含具有m個信號振幅的m級信號的數(shù)字調(diào)制信號，其中所述m級信號與至少一個η級信號結(jié)合，其中m> 2、n ^ 2 ；以及將數(shù)字調(diào)制信號與測距碼結(jié)合的裝置。
80.如權(quán)利要求79所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，所述信號振幅和相位狀態(tài)中的至少一個對各持續(xù)時間占據(jù)主要地位。
81.如權(quán)利要求80所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，至少第一組的多個持續(xù)時間是各不相等的。
82.如權(quán)利要求81所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，至少第二組的多個持續(xù)時間是各自相等的。
83.如權(quán)利要求82所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，所有的各持續(xù)時間是相等的。
84.—種測距系統(tǒng)，包括產(chǎn)生一組經(jīng)調(diào)制信號的裝置，所述經(jīng)調(diào)制的信號包含下列信號的至少一個或較佳地兩者都包括，SLli (t) = AmSci (t)Hii (t) dJOcos (ω J)+AcSCi (t)gi(t) dJOsin(ω J) = Isi (t)+Qsi(t)SL2i (t) = BpSCi (t) Pi (t) cos (ω 2t)其中Ap、Ac、Bp是信號振幅，ω 1和ω 1是第一和第二載波，Ll和L2是載波頻率，Pi (t) 表示第一測距碼，所述第一測距碼包含可預(yù)定碼片速率為10. 23Mbps并且可預(yù)定周期為正好一星期的偽隨機(jī)序列，gi(t)表示第二測距碼，較為有利的是CA碼并較佳地具有預(yù)定的碼片速率并較佳地是1023碼片Gold碼，Cli (t)表示可選的數(shù)據(jù)消息，Sci (t)表示包含m個振幅級的子載波信號，其中m> 2。
85.如權(quán)利要求44-84的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，所述測距系統(tǒng)對碼信號具有預(yù)定的關(guān)系，使得對可預(yù)定碼信號部分發(fā)生m級信號的可預(yù)定的周期部分?jǐn)?shù)量。
86.如權(quán)利要求85所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，所述可預(yù)定的部分?jǐn)?shù)量是可預(yù)定的半周期數(shù)量。
87.如權(quán)利要求85-86的任一項所述的測距系統(tǒng)，其特征在于，碼信號的可預(yù)定部分為碼片。
88.一種用來結(jié)合多個信號以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制信號的系統(tǒng)；所述系統(tǒng)包括將多級調(diào)制信號與載波結(jié)合以影響經(jīng)調(diào)制信號的能量分布的裝置，其中，能量分布受多級調(diào)制信號的至少一個特性的影響。
89.如權(quán)利要求88所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括從多個信號中導(dǎo)出多級調(diào)制信號的裝置，其中多個信號中的至少一個信號具有多個信號振幅。
90.如權(quán)利要求89所述的系統(tǒng)，其特征在于，用來從多個信號中導(dǎo)出多級調(diào)制信號的裝置在操作上將各具有多個信號振幅的至少兩個信號結(jié)合在一起。
91.一種系統(tǒng)，包括用于存儲多個可選相位狀態(tài)和可選振幅狀態(tài)中的至少一個的存儲器，所述存儲器響應(yīng)測距碼信號、系統(tǒng)時鐘信號和子載波信號中的至少一個以產(chǎn)生載波信號，所述載波信號承載至少一個相位和振幅調(diào)制以產(chǎn)生發(fā)送信號。
92.如權(quán)利要求91所述的系統(tǒng)，其特征在于，多個可選相位狀態(tài)被安排以影響發(fā)送信號的功率譜。
93.基本上參照本文所描述的和/或任何一張附圖中所示出的一種信號。
94.基本上參照本文所描述的和/或任何一張附圖中所示出的一種系統(tǒng)。
95.基本上參照本文所描述的和/或任何一張附圖中所示出的信號生成或表示的方法。
96.一種接收器系統(tǒng)，包括用來處理如權(quán)利要求23-43任何一項所述的信號的裝置。
全文摘要
本發(fā)明的實施例涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的調(diào)制信號，其中m級數(shù)字子載波被用來調(diào)制信號，其中m＞2。
文檔編號G01S1/00GK102436001SQ201110261320
公開日2012年5月2日 申請日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者A·R·普拉特, J·I·R·歐文 申請人:國防部長