專利名稱：分解信號的方法及利用該方法的信號處理電路和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把一個(gè)信號分為兩部分的方法，并涉及一種應(yīng)用這樣方法的信號處理電路。本發(fā)明還涉及結(jié)合所述分解一個(gè)信號的方法的，用于識別在一個(gè)信號中帶內(nèi)干擾的存在的方法，以及用于解擴(kuò)一個(gè)擴(kuò)頻信號的方法。
在許多應(yīng)用中，把一個(gè)信號分成兩個(gè)或更多個(gè)部分是所希望的，并且借助于實(shí)例，兩個(gè)這樣的應(yīng)用將被描述。
一個(gè)第一個(gè)實(shí)例公開在Clarke等人的US專利3988379中，并且涉及一種能夠從一個(gè)接收寬帶信號中消除帶內(nèi)干擾的寬帶接收系統(tǒng)。該寬帶接收系統(tǒng)具有一個(gè)多路濾波器設(shè)備，多路濾波器設(shè)備包括用于分解一個(gè)接收的寬帶信號為幾個(gè)子通道的寬帶功率分解器，以及每個(gè)與一個(gè)不同的子通道相關(guān)聯(lián)的，用于在子通道中提供接收信號的頻率分隔部分的一系列窄帶帶通濾波器。用于檢測每個(gè)子通道內(nèi)干擾的存在的裝置也被提供，其中含有干擾的子通道被禁止。剩下的子通道則被重新組合，給含有消除的干擾的接收信號的那些部分提供一個(gè)對應(yīng)于該接收信號的信號。
一個(gè)第二個(gè)實(shí)例公開在Franklin等的US4363138中，同樣其中在兩個(gè)子通道分離一個(gè)接收的擴(kuò)頻信號并且利用帶通濾波器提供該接收信號的兩個(gè)不同的頻率分隔部分，其能被互相比較以便在一個(gè)噪聲環(huán)境中解擴(kuò)該信號是已知的。
然而US專利3988379和US4363138的缺點(diǎn)是，傳統(tǒng)的分解一個(gè)信號的設(shè)備必需要有復(fù)雜的濾波器設(shè)備以提供陡峭限定的子通道，特別是用模擬濾波器電路實(shí)現(xiàn)時(shí)。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種分解一個(gè)信號為兩個(gè)部分的可替換的、簡單的方法以及應(yīng)用同樣方法的裝置。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是為了識別一個(gè)信號中的帶內(nèi)干擾的存在以及為了解擴(kuò)一個(gè)擴(kuò)頻信號使用這樣一種方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一個(gè)分解一個(gè)目標(biāo)信號的方法和同樣的信號處理電路，該方法包括反轉(zhuǎn)(derolate)信號的步驟，借此反轉(zhuǎn)信號的頻率波段覆蓋零頻率，理想對稱地分解該反轉(zhuǎn)信號為兩個(gè)部分，一個(gè)實(shí)際上包括正頻率信號分量的第一信號部分和一個(gè)實(shí)際上包括負(fù)頻率信號分量的第二信號部分。
這樣一種方法是相對簡單地并且可以被容易地利用基本濾波電路實(shí)現(xiàn)。例如，將該反轉(zhuǎn)的信號分解為兩部分可以利用已知的模擬多相濾波器被完成，其能被容易地實(shí)現(xiàn)反作用于負(fù)或正頻率的30db濾波。
為了消除反轉(zhuǎn)期間移位到零頻率的的任意干擾的存在，該方法還包括濾波該反轉(zhuǎn)信號的步驟，借此該反轉(zhuǎn)信號圍繞零頻率的分量被消除，例如，通過利用一個(gè)陷波濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了識別一個(gè)信號中的窄帶內(nèi)干擾的方法以及使用這樣方法的信號處理電路，該方法包括用根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的方法分解一個(gè)目標(biāo)信號以便得到第一和第二信號部分的步驟；并且比較該第一和第二信號部分以便識別帶內(nèi)干擾的存在。
一旦信號干擾被識別，它可以被補(bǔ)償或被替換，包含干擾的信號部分可以被刪除。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種擴(kuò)展一個(gè)包括目標(biāo)偽隨機(jī)噪聲編碼序列的擴(kuò)頻信號的方法，該方法包括用根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的方法分解一個(gè)擴(kuò)頻目標(biāo)信號以便得到第一和第二信號部分的步驟；產(chǎn)生對應(yīng)于該目標(biāo)編碼的復(fù)制編碼信號；并且使第一和第二信號部分與該復(fù)制編碼信號相關(guān)，并且使各自的相關(guān)值返回以便確定是否該目標(biāo)編碼已經(jīng)被獲得。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面同樣提供的是一個(gè)擴(kuò)頻信號接收機(jī)，該接收機(jī)包括根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的用于分解一個(gè)擴(kuò)頻信號為第一和第二信號部分的信號處理電路，一個(gè)用于產(chǎn)生包含對應(yīng)于該目標(biāo)編碼的復(fù)制編碼的一系列信號的產(chǎn)生器，一個(gè)用于使每個(gè)信號部分與該復(fù)制編碼信號相關(guān)并且使各自的相關(guān)值返回以便確定是否該目標(biāo)編碼已經(jīng)被獲得的相關(guān)器。
本發(fā)明的上面的和其它的特性和益處將借助于例子從下面參考附圖的根據(jù)本發(fā)明的分解一個(gè)信號的方法和一個(gè)GPS接收機(jī)的實(shí)施例的說明被理解，其中

圖1A至1D舉例說明了用根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的方法的一個(gè)信號的分解；圖2示意性地示出了包括用于執(zhí)行在圖1A至1D中舉例說明的分解一個(gè)信號的方法，一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面的識別帶內(nèi)干擾的方法，以及一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面的擴(kuò)展該GPS信號的方法的信號處理電路全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)；和圖3示意性地詳細(xì)示出了預(yù)處理器和圖2的該GPS接收機(jī)的接收機(jī)信道的相互作用。
圖1A至1D示意性地示出了用根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的方法分解一個(gè)目標(biāo)信號。如圖1A中所示，曲線10表示一個(gè)具有一個(gè)大約1.3MHz的頻率波段的并含有來自頻率1.8MHz的窄帶干擾信號11的帶內(nèi)干擾的寬帶目標(biāo)信號。
在圖1B中，目標(biāo)信號10被反轉(zhuǎn)，由此該目標(biāo)信號的頻率波段被關(guān)于零頻率對稱地移位。該干擾信號11被移位到+0.5MHz。接著，如圖1C中所示，一個(gè)陷波濾波器在零頻率被應(yīng)用到該反轉(zhuǎn)的信號以便在反轉(zhuǎn)期間消除對零頻率的任何干擾移位。在圖1D中，該結(jié)果的信號在零頻率附近被分解為分開的負(fù)和正的頻率信號部分10’，10”。因而，只有正頻率信號10”含有任意干擾。
在圖2中，一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的GPS接收機(jī)20被示出，它包括一個(gè)天線21，一個(gè)信號預(yù)處理機(jī)22，n個(gè)數(shù)字接收信道23，一個(gè)接收機(jī)處理器24，一個(gè)導(dǎo)航處理器25和一個(gè)顯示器26。在使用中，標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)GPS衛(wèi)星信號通過一個(gè)天線21被接收，在預(yù)處理器22中被預(yù)處理，并且接著被饋送到用于在與一個(gè)接收機(jī)處理器的合作中擴(kuò)展一個(gè)GPS信號的數(shù)字接收機(jī)信道23的每一個(gè)。一旦獲得，為了導(dǎo)出偽距信息該GPS信號可以被追蹤，利用常規(guī)的導(dǎo)航算法該移動電話的位置能夠被確定。這種用于GPS信號捕獲，追蹤，和位置確定的方法是已知的，例如，GPS原理和應(yīng)用(Kaplan編輯)ISBN 0-89006-793-7 ArtechHouse。
參考圖3，圖2的GPS接收機(jī)的預(yù)處理器22和接收機(jī)信道23的交互作用被詳細(xì)示出。對于最初的預(yù)處理，盡管沒有示出，該預(yù)處理器包括一個(gè)用于前置放大的放大器，一個(gè)用于下變頻一個(gè)接收信號為一個(gè)零中頻(IF)的下變頻器。該反轉(zhuǎn)的IF信號的I和Q分量接著被饋送到一對模擬多相濾波器31，31’，在這里根據(jù)在圖1A至1D中舉例說明的方法它們被分解為正的頻率34和負(fù)的頻率35子通道。每個(gè)子通道以模擬方式抽樣到數(shù)字轉(zhuǎn)換器32并饋送到各自的零IF接收機(jī)信道23’，23”，其中他們與該GPS偽隨機(jī)噪聲接收機(jī)序列的早期的(E)，即時(shí)地(P)和滯后的復(fù)制編碼比較以便獲得接收的GPS信號。一個(gè)附加的接收機(jī)信道23”’被使用以便使由正的和負(fù)的頻率子通道34，35重新組合的信號36相關(guān)。
在一個(gè)信號中帶內(nèi)干擾的存在能夠通過比較來自負(fù)頻率和正頻率的子通道的相關(guān)結(jié)果來識別。如果是較大偏差的話，來自該最小數(shù)量相關(guān)值的指示的子通到的結(jié)果可以被刪除。
典型的GPS前置電路的動態(tài)范圍是約為60dB，而NAVSTAR的GPS信號的動態(tài)范圍是15dB左右，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的GPS接收機(jī)的干擾抗擾性僅在15dB左右。它由此很可能呈現(xiàn)，利用一個(gè)模擬多相濾波器等于正或負(fù)頻率的拒絕的30dB的給出能夠被實(shí)現(xiàn)，一個(gè)全部地30dB的重要干擾能夠被實(shí)現(xiàn)。然而，在一個(gè)信號中，分解一個(gè)信號可以引起信號部分之間的相干性中的勢能損耗，導(dǎo)致該信號部分的相關(guān)比較于全部信號能夠?qū)崿F(xiàn)的相關(guān)有一個(gè)等于3dB的全面的損耗。這樣，根據(jù)本發(fā)明第三方面的一種方法對相對較強(qiáng)GPS信號起最好作用。
在圖2中示意性地示出的這種GPS接收機(jī)中，預(yù)處理通常以前置模擬電路的方式執(zhí)行，利用一個(gè)普通的微處理器或一個(gè)安裝在一個(gè)GPS應(yīng)用特殊集成電路內(nèi)的微處理器完成隨后數(shù)字處理。根據(jù)本發(fā)明的第一，第二和第三方面的方法的實(shí)施，包括上面描述的實(shí)例，將通過適當(dāng)?shù)哪M電路設(shè)計(jì)和/或微處理器程序被完成。當(dāng)然，這種設(shè)計(jì)和程序是已知的，并且能夠由GPS和CDMA通信領(lǐng)域的普通技術(shù)人員之一完成而不需要過度的負(fù)擔(dān)。
同樣，現(xiàn)在的GPS是一個(gè)與由美國國防部開發(fā)和操作的全天候而具有定時(shí)和測距(NAVSTAR)GPS的導(dǎo)航系統(tǒng)密切相關(guān)的，然而，基于空間的導(dǎo)航系統(tǒng)原則上說GPS是全球性的并且不僅僅限制于NAVSTAR。因此，下文的GPS指包括多個(gè)在不同位置的無線發(fā)射機(jī)和一個(gè)根據(jù)這些無線發(fā)射機(jī)的傳輸間隔的時(shí)間確定其位置的接收機(jī)的任意的全球定位系統(tǒng)。此外，雖然本發(fā)明的第三個(gè)方面是對GPS領(lǐng)域特別有利的，這種參考不應(yīng)該被解釋為限制本發(fā)明的范圍為僅用于GPS。例如，本發(fā)明的這個(gè)方面可以被同樣地應(yīng)用到移動蜂窩電話和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)之間的CDMA通信。
從本公開物的閱讀中，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員其他改進(jìn)能夠被理解，并且可以包含在GPS和其它擴(kuò)頻信號接收機(jī)以及其元件部分的設(shè)計(jì)，制造，使用中已知的其它特征，其可以代替或加在這里已經(jīng)描述的特征上被使用。雖然在這個(gè)申請中權(quán)利要求已經(jīng)被明確地表達(dá)為特征的特殊組合，應(yīng)當(dāng)理解本申請公開的范圍也包括這里明確地或隱含地公開的任意個(gè)新穎的特征或者特征的任意組合，無論它是否涉及如目前在任意權(quán)利要求中闡述的相同的發(fā)明，以及無論它是否緩和了如本發(fā)明解決的所有或任意相同的問題。由此在本申請或者由此衍生的任何進(jìn)一步申請的進(jìn)行期間本申請通知新的權(quán)利要求可以被明確地表達(dá)為這些特征和/或這些特征的組合。
權(quán)利要求
1.一種分解一個(gè)目標(biāo)信號的方法，包括反轉(zhuǎn)信號的步驟，借此反轉(zhuǎn)信號的頻率波段覆蓋零頻率；并且分解該反轉(zhuǎn)信號為兩個(gè)部分，一個(gè)實(shí)際上包括正頻率信號分量的第一信號部分和一個(gè)實(shí)際上包括負(fù)頻率信號分量的第二信號部分。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該信號被對稱地覆蓋零頻率反轉(zhuǎn)。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的方法，其中還包括濾波該反轉(zhuǎn)信號的步驟，借此該反轉(zhuǎn)信號圍繞零頻率的分量被消除。
4.一種如前面參考附圖描述的分解一個(gè)實(shí)際信號的方法。
5.一種在一個(gè)信號中識別窄帶帶內(nèi)干擾的方法，包括用根據(jù)前面權(quán)利要求的任意一個(gè)方法分解目標(biāo)信號以便得到第一和第二信號部分的步驟；并且比較該第一和第二信號部分以便識別帶內(nèi)干擾的存在。
6.一種解擴(kuò)一個(gè)含有目標(biāo)偽隨機(jī)噪聲(PRN)編碼序列的擴(kuò)頻信號的方法，包括用根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一個(gè)方法分解一個(gè)擴(kuò)頻目標(biāo)信號以便得到第一和第二信號部分的步驟；產(chǎn)生對應(yīng)于該目標(biāo)編碼的復(fù)制編碼信號；并且使第一和第二信號部分與該復(fù)制編碼信號相關(guān)，并且使各自的相關(guān)值返回以便確定是否該目標(biāo)編碼已經(jīng)被獲得。
7.一種用于分解一個(gè)信號為第一和第二信號部分的信號處理電路，通過反轉(zhuǎn)一個(gè)目標(biāo)信號，借此反轉(zhuǎn)信號的頻率波段覆蓋零頻率；并且分解該反轉(zhuǎn)信號為兩個(gè)部分，一個(gè)實(shí)際上包括正頻率信號分量的第一信號部分和一個(gè)實(shí)際上包括負(fù)頻率信號分量的第二信號部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的信號處理電路安排去反轉(zhuǎn)一個(gè)信號以便充分對稱地覆蓋零頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的信號處理電路包括至少一個(gè)多相濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9的任意一個(gè)的信號處理電路還包括一個(gè)適合于消除該反轉(zhuǎn)信號圍繞零頻率的分量的濾波器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10的信號處理電路安排去比較該第一和第二信號部分以便識別帶內(nèi)干擾的存在。
12.一種擴(kuò)頻信號接收機(jī)，包括用于分解一個(gè)信號為第一和第二信號部分的根據(jù)權(quán)利要求7至10的任意一個(gè)的信號處理電路，一個(gè)用于產(chǎn)生包含對應(yīng)于該目標(biāo)編碼的復(fù)制編碼的一系列信號的產(chǎn)生器，一個(gè)用于使每個(gè)信號部分與該復(fù)制編碼信號相關(guān)并且使各自的相關(guān)值返回以便確定是否該目標(biāo)編碼已經(jīng)被獲得的相關(guān)器。
全文摘要
把一個(gè)信號(10)分為兩部分(10”，10’)的方法與應(yīng)用這樣方法的信號處理電路(22)一起被公開。該方法包括反轉(zhuǎn)信號(10)的步驟，借此反轉(zhuǎn)信號的頻率波段覆蓋零頻率；并且分解該反轉(zhuǎn)信號為兩個(gè)部分，一個(gè)實(shí)際上包括正頻率信號分量的第一信號部分(10”)和一個(gè)實(shí)際上包括負(fù)頻率信號分量的第二信號部分(10’)。結(jié)合這樣一種分解一個(gè)信號，用于識別在一個(gè)信號中帶內(nèi)干擾(11)的存在，以及用于解擴(kuò)一個(gè)擴(kuò)頻信號的方法。
文檔編號H04B1/707GK1398459SQ01804532
公開日2003年2月19日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
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