專利名稱：判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的方法與裝置(Methodand Apparatus for Determining a Bit Boundary of a Repetition-Coded Signal)，尤指一種透過一加權(quán)運(yùn)算，使得最可能的位轉(zhuǎn)換位置更容易被發(fā)現(xiàn)，從而正確判斷重復(fù)編碼信號(hào)的信息的方法。
背景技術(shù)：
在定位系統(tǒng)中，如一全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)，接收器根據(jù)無線電波及衛(wèi)星與接收器間的時(shí)間差(即三角定位原理)，檢測其位置。因此，接收器需要接收到四個(gè)衛(wèi)星信號(hào)以計(jì)算經(jīng)緯度及高度。在全球定位系統(tǒng)中，每一衛(wèi)星以獨(dú)特的C/A(coarse/acquisition)碼或P碼調(diào)變信號(hào)，以傳送一獨(dú)一無二的展頻調(diào)變信號(hào)。因此，接受器可以透過自身產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的參考碼，以分辨不同衛(wèi)星所產(chǎn)生的信號(hào)。
由于衛(wèi)星距離地表(或航空器)接收器的距離相當(dāng)遠(yuǎn)，因此由衛(wèi)星所輸出至接收器的信號(hào)會(huì)受到天候狀況、建筑物、地形、地物等的干擾，造成信號(hào)強(qiáng)度、品質(zhì)等嚴(yán)重地衰減。此外，衛(wèi)星所輸出的同一信號(hào)可能會(huì)經(jīng)由不同的路徑抵達(dá)接收器，造成多重路徑傳播效應(yīng)，使得同一信號(hào)被接收器當(dāng)作復(fù)數(shù)個(gè)不同相位的信號(hào)，因而造成接收器無法完成信號(hào)同步。
在信號(hào)品質(zhì)不佳的情形下，位置與時(shí)間的不確定性會(huì)提高，且C/A碼周期的不明確會(huì)造成接收器無法判斷數(shù)據(jù)位的時(shí)序。因此，接收器必須透過位同步的方式取得衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)序?，F(xiàn)有技術(shù)已發(fā)展許多不同的技術(shù)，由檢測位改變的位置(即位邊界)，達(dá)到位同步，進(jìn)而檢測星歷數(shù)據(jù)，計(jì)算接收器的位置。
舉例來說，現(xiàn)有長條統(tǒng)計(jì)圖方式將一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)位周期20ms分成20個(gè)1ms的歷元(epoch)周期，并在連續(xù)的歷元間檢測信號(hào)正負(fù)值是否改變。對(duì)于每一信號(hào)正負(fù)值的改變，長條統(tǒng)計(jì)圖中的一對(duì)應(yīng)的長條單位會(huì)被加1，直到某一長條單位的統(tǒng)計(jì)值較其它19個(gè)長條單元超過一默認(rèn)值時(shí)，才會(huì)停止。長條統(tǒng)計(jì)圖方式的運(yùn)作方式如下。首先，一計(jì)數(shù)器用來由1至20計(jì)數(shù)。每一檢測到的信號(hào)正負(fù)值改變會(huì)以加1的方式紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)于該計(jì)數(shù)器的一長條圖單元中，直到以下三個(gè)條件中一條件成立時(shí)(a)長條統(tǒng)計(jì)圖中有兩個(gè)長條單元的值超過一第一值；(b)失鎖；以及(c)長條統(tǒng)計(jì)圖中有一長條單元的值超過一第二值。當(dāng)(a)成立時(shí)，表示信號(hào)噪聲比過低或缺乏信號(hào)正負(fù)號(hào)的轉(zhuǎn)變，以致位同步失敗。當(dāng)(b)成立時(shí)，表示重新進(jìn)行鎖定。當(dāng)(c)成立時(shí)，位同步成功，C/A碼的歷元計(jì)數(shù)被重設(shè)為正確值。
由現(xiàn)有長條統(tǒng)計(jì)圖方式，當(dāng)僅有一長條單元的值超過第二值時(shí)，接收器可以找到位邊界。然而，當(dāng)噪聲功率較高或信號(hào)品質(zhì)不佳時(shí)，現(xiàn)有長條統(tǒng)計(jì)圖方式會(huì)誤判位邊界。舉例來說，請(qǐng)參考圖1及圖2。圖1為信號(hào)品質(zhì)較差時(shí)，歷元對(duì)累計(jì)相關(guān)值的示意圖；圖2為根據(jù)現(xiàn)有長條統(tǒng)計(jì)圖方式所繪，對(duì)應(yīng)于圖1的長條圖。在圖1中，實(shí)際位轉(zhuǎn)換位置在10，但由于信號(hào)品質(zhì)不佳，由圖2的長條圖可知，位置1會(huì)被當(dāng)做位轉(zhuǎn)換的位置，因而發(fā)生判斷錯(cuò)誤，影響接收器后續(xù)的定位處理。
簡言之，現(xiàn)有長條統(tǒng)計(jì)圖的方式無法適用于低信號(hào)噪聲比的情形。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的方法與裝置，以解決上述的問題。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，其揭露一種判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的方法，該重復(fù)編碼信號(hào)包含復(fù)數(shù)個(gè)位，每一位包含復(fù)數(shù)個(gè)歷元，該方法包含(a)于一預(yù)設(shè)時(shí)間中，由一啟始值至一默認(rèn)值重復(fù)計(jì)數(shù)每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元；(b)感測每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元中信號(hào)正負(fù)值的改變；(c)將每一感測到的信號(hào)正負(fù)值的改變，透過一加權(quán)運(yùn)算紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)；以及(d)根據(jù)步驟(c)的計(jì)數(shù)結(jié)果，判斷該位邊界。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，其揭露一種用來判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的裝置，該重復(fù)編碼信號(hào)包含復(fù)數(shù)個(gè)位，每一位包含復(fù)數(shù)個(gè)歷元，該裝置包含有一計(jì)數(shù)器，用來于一預(yù)設(shè)時(shí)間中，由一啟始值至一默認(rèn)值重復(fù)計(jì)數(shù)每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元；一感測單元，用來感測每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元中信號(hào)正負(fù)值的改變；一儲(chǔ)存單元，將每一感測單元所感測到的信號(hào)正負(fù)值的改變，透過一加權(quán)運(yùn)算紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)；以及一判斷單元，用來于該預(yù)設(shè)時(shí)間后，根據(jù)該儲(chǔ)存單元的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，判斷該位邊界。
本發(fā)明可加強(qiáng)長條統(tǒng)計(jì)圖方式的準(zhǔn)確度，使得可能的位轉(zhuǎn)換更容易被發(fā)現(xiàn)。因此，即使是信號(hào)品質(zhì)不佳，根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的定位接收器仍可有效地由重復(fù)編碼信號(hào)中解出定位信息。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)信號(hào)品質(zhì)較差時(shí)，歷元對(duì)累計(jì)相關(guān)值的示意圖。
圖2為根據(jù)現(xiàn)有長條統(tǒng)計(jì)圖方式所繪的示意圖。
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的流程圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明一方程式所繪的示意圖。
圖5為對(duì)應(yīng)于圖4的長條圖。
圖6為根據(jù)本發(fā)明一方程式所繪的示意圖。
圖7為對(duì)應(yīng)于圖6的長條圖。
圖8為本發(fā)明一實(shí)施例裝置的功能方塊圖。
主要組件符號(hào)說明30流程300、301、302、304、306、308步驟
80裝置800計(jì)數(shù)器802感測單元804儲(chǔ)存單元806判斷單元具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖3，圖3為本發(fā)明一實(shí)施例流程30的流程圖。流程30用來判斷判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界，該重復(fù)編碼信號(hào)可以是一全球定位系統(tǒng)中衛(wèi)星所輸出的定位信號(hào)，其包含有復(fù)數(shù)個(gè)位，每一位包含有復(fù)數(shù)個(gè)歷元。流程30包含以下步驟步驟300開始。
步驟301于一預(yù)設(shè)時(shí)間中，由一啟始值至一默認(rèn)值重復(fù)計(jì)數(shù)每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元。
步驟302感測每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元中信號(hào)正負(fù)值的改變。
步驟304將每一感測到的信號(hào)正負(fù)值的改變，透過一加權(quán)運(yùn)算紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)。
步驟306根據(jù)步驟304的計(jì)數(shù)結(jié)果，判斷位邊界。
步驟308結(jié)束。
根據(jù)流程30，本發(fā)明將每一信號(hào)正負(fù)值改變，透過加權(quán)運(yùn)算，紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)于發(fā)生信號(hào)正負(fù)值改變的歷元的計(jì)數(shù)，使得最有可能的位轉(zhuǎn)換位置易于被發(fā)現(xiàn)。舉例來說，本發(fā)明可將較有可能是位轉(zhuǎn)換位置的歷元所發(fā)生的信號(hào)正負(fù)值改變以較高的權(quán)重統(tǒng)計(jì)于一長條圖單元，其運(yùn)作方式如下。首先，一計(jì)數(shù)器用來由1至20計(jì)數(shù)(或由0至19)。每一檢測到的信號(hào)正負(fù)值改變會(huì)以加1*K的方式紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)于該計(jì)數(shù)器的一長條圖單元中，直到以下三個(gè)條件中一條件成立時(shí)，其中K表示加權(quán)運(yùn)算的結(jié)果(a)長條統(tǒng)計(jì)圖中有兩個(gè)長條單元的值超過一第一值；(b)失鎖；以及(c)長條統(tǒng)計(jì)圖中有一長條單元的值超過一第二值。當(dāng)(a)成立時(shí)，表示信號(hào)噪聲比過低或缺乏信號(hào)正負(fù)號(hào)的轉(zhuǎn)變，以致位同步失敗。當(dāng)(b)成立時(shí)，表示重新進(jìn)行鎖定。當(dāng)(c)成立時(shí)，位同步成功，C/A碼的歷元計(jì)數(shù)被重設(shè)為正確值。
因此，透過加權(quán)運(yùn)算，紀(jì)錄信號(hào)正負(fù)值的改變，本發(fā)明可找到最可能的位轉(zhuǎn)換位置。特別注意的是，上述的加權(quán)運(yùn)算是用來使得最可能的位轉(zhuǎn)換位置更容易被發(fā)現(xiàn)，本領(lǐng)域具通常知識(shí)者當(dāng)可據(jù)以設(shè)計(jì)不同的加權(quán)方式。舉例來說，K＝Wc，且 其中，k為一位中具有信號(hào)正負(fù)值改變的歷元的位置。
根據(jù)式1，當(dāng)一位轉(zhuǎn)換發(fā)生時(shí)，該位轉(zhuǎn)換前后數(shù)個(gè)取樣的平均值會(huì)趨近于一臨限值(如0)。請(qǐng)參考圖4及圖5，圖4為根據(jù)式1所繪，對(duì)應(yīng)于圖1的長條圖，而圖5為對(duì)應(yīng)于圖4的長條圖。由圖5的長條圖可知，位置10的長條有最大值，即為位轉(zhuǎn)換發(fā)生的位置。因此，圖5所示的長條圖可用來找出位轉(zhuǎn)換的精確位置，進(jìn)而判斷位邊界。
除了式1之外，加權(quán)方式可以有其它不同的變化。例如K＝Wb，且 其中，k為一位中具有信號(hào)正負(fù)值改變的歷元的位置。
根據(jù)式2，當(dāng)一位轉(zhuǎn)換發(fā)生時(shí)，對(duì)應(yīng)的相關(guān)值有極大或極小值，且當(dāng)連續(xù)的位為0或1時(shí)，對(duì)應(yīng)的相關(guān)值會(huì)趨近于0。請(qǐng)參考圖6及圖7，圖6為根據(jù)式2所繪，對(duì)應(yīng)于圖1的長條圖，而圖7為對(duì)應(yīng)于圖6的長條圖。由圖7的長條圖可知，位置10的長條有最大值，即為位轉(zhuǎn)換發(fā)生的位置。因此，圖7所示的長條圖可用來找出位轉(zhuǎn)換的精確位置，進(jìn)而判斷位邊界。
如前所述，在信號(hào)品質(zhì)不佳的情形下，位置與時(shí)間的不確定性會(huì)提高，且C/A碼周期的不明確會(huì)造成接收器無法判斷數(shù)據(jù)位的時(shí)序。本發(fā)明由加權(quán)運(yùn)算，使最可能的位轉(zhuǎn)換易于顯現(xiàn)，以有效率地找到位邊界，從而達(dá)到位同步，進(jìn)而檢測星歷數(shù)據(jù)，計(jì)算接收器的位置。
關(guān)于流程30的實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)參考圖8。圖8為本發(fā)明一實(shí)施例裝置80的功能方塊圖。裝置80用來判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界，該重復(fù)編碼信號(hào)可以是一全球定位系統(tǒng)中衛(wèi)星所輸出的定位信號(hào)，其包含有復(fù)數(shù)個(gè)位，每一位包含有復(fù)數(shù)個(gè)歷元。裝置80包含有一計(jì)數(shù)器800、一感測單元802、一儲(chǔ)存單元804及一判斷單元806。計(jì)數(shù)器800于一預(yù)設(shè)時(shí)間中，由一啟始值至一默認(rèn)值重復(fù)計(jì)數(shù)每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元。感測單元802感測每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元中信號(hào)正負(fù)值的改變。儲(chǔ)存單元804將每一感測到的信號(hào)正負(fù)值的改變，透過一加權(quán)運(yùn)算紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)。判斷單元806則于該預(yù)設(shè)時(shí)間后，根據(jù)儲(chǔ)存單元804的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，判斷位邊界。
因此，裝置80使得可能的位轉(zhuǎn)換更容易被發(fā)現(xiàn)。舉例來說，計(jì)數(shù)器800可由1至20計(jì)數(shù)(或由0至19)。感測單元802所檢測到的每一信號(hào)正負(fù)值改變會(huì)以加1*K的方式紀(jì)錄至儲(chǔ)存單元804中對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)器800的長條圖單元中，其中K表示加權(quán)運(yùn)算的結(jié)果。然后，判斷單元806會(huì)根據(jù)以下條件，判斷位同步情形(a)長條統(tǒng)計(jì)圖中有兩個(gè)長條單元的值超過一第一值；(b)失鎖；以及(c)長條統(tǒng)計(jì)圖中有一長條單元的值超過一第二值。當(dāng)(a)成立時(shí)，表示信號(hào)噪聲比過低或缺乏信號(hào)正負(fù)號(hào)的轉(zhuǎn)變，以致位同步失敗。當(dāng)(b)成立時(shí)，表示重新進(jìn)行鎖定。當(dāng)(c)成立時(shí)，位同步成功，C/A碼的歷元計(jì)數(shù)被重設(shè)為正確值。
因此，透過加權(quán)運(yùn)算，紀(jì)錄信號(hào)正負(fù)值的改變，裝置80可找到最可能的位轉(zhuǎn)換位置。特別注意的是，上述的加權(quán)運(yùn)算是用來使得最可能的位轉(zhuǎn)換位置更容易被發(fā)現(xiàn)，本領(lǐng)域具通常知識(shí)者當(dāng)可據(jù)以設(shè)計(jì)不同的加權(quán)方式，如式1及式2所示。
綜上所述，本發(fā)明可加強(qiáng)長條統(tǒng)計(jì)圖方式的準(zhǔn)確度，使得可能的位轉(zhuǎn)換更容易被發(fā)現(xiàn)。因此，即使是信號(hào)品質(zhì)不佳，根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的定位接收器仍可有效地由重復(fù)編碼信號(hào)中解出定位信息。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，都應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的方法，所述重復(fù)編碼信號(hào)包含復(fù)數(shù)個(gè)位，每一位包含復(fù)數(shù)個(gè)歷元，其特征在于，所述方法包含以下步驟(a)于一預(yù)設(shè)時(shí)間中，由一啟始值至一默認(rèn)值重復(fù)計(jì)數(shù)每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元；(b)感測每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元中信號(hào)正負(fù)值的改變；(c)將每一感測到的信號(hào)正負(fù)值的改變，透過一加權(quán)運(yùn)算紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)；以及(d)根據(jù)步驟(c)的計(jì)數(shù)結(jié)果，判斷所述位邊界。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(c)包含將所述感測到的信號(hào)正負(fù)值的變化，于一對(duì)應(yīng)于所述計(jì)數(shù)的長條統(tǒng)計(jì)圖中加上1*K。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，K＝Wc，且 其中，k為一位中具有信號(hào)正負(fù)值改變的歷元的位置，a＞0，b＞0，以及(a+b+1)等于所述默認(rèn)值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，Wc限定于一臨限值。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，K＝Wb，且 其中，c＞0，d＞0，k為一位中具有信號(hào)正負(fù)值改變的歷元的位置，以及(c+d+1)等于所述默認(rèn)值。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述重復(fù)編碼信號(hào)是由一衛(wèi)星所輸出的一定位信號(hào)。
7.一種用來判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的裝置，所述重復(fù)編碼信號(hào)包含復(fù)數(shù)個(gè)位，每一位包含復(fù)數(shù)個(gè)歷元，其特征在于，所述裝置包含有一計(jì)數(shù)器，其用來在一預(yù)設(shè)時(shí)間中，由一啟始值至一默認(rèn)值重復(fù)計(jì)數(shù)每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元；一感測單元，其用來感測每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元中信號(hào)正負(fù)值的改變；一儲(chǔ)存單元，其將每一感測單元所感測到的信號(hào)正負(fù)值的改變，透過一加權(quán)運(yùn)算紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)；以及一判斷單元，其用來在所述預(yù)設(shè)時(shí)間后，根據(jù)所述儲(chǔ)存單元的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，判斷所述位邊界。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)存單元將所述信號(hào)正負(fù)值的變化，在一對(duì)應(yīng)的所述計(jì)數(shù)的長條統(tǒng)計(jì)圖中加上1*K。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，K＝Wc，且 其中，k為具有信號(hào)正負(fù)值改變的歷元的位置，a＞0，b＞0，以及(a+b+1)等于所述默認(rèn)值。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，Wc限定于一臨限值。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，K＝Wb，且 其中，c＞0，d＞0，k為具有信號(hào)正負(fù)值改變的歷元的位置，以及(c+d+1)等于所述默認(rèn)值。
12.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述重復(fù)編碼信號(hào)是由一衛(wèi)星所輸出的一定位信號(hào)。
13.一種全球定位系統(tǒng)接收器，其特征在于，所述全球定位系統(tǒng)接收器包含權(quán)利要求7所述的用來判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的裝置。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種判斷一重復(fù)編碼信號(hào)的一位邊界的方法與裝置，該重復(fù)編碼信號(hào)包含復(fù)數(shù)個(gè)位，每一位包含復(fù)數(shù)個(gè)歷元，該方法包含(a)于一預(yù)設(shè)時(shí)間中，由一啟始值至一默認(rèn)值重復(fù)計(jì)數(shù)每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元；(b)感測每一位的復(fù)數(shù)個(gè)歷元中信號(hào)正負(fù)值的改變；(c)將每一感測到的信號(hào)正負(fù)值的改變，透過一加權(quán)運(yùn)算紀(jì)錄至對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)；以及(d)根據(jù)步驟(c)的計(jì)數(shù)結(jié)果，判斷該位邊界。本發(fā)明可加強(qiáng)長條統(tǒng)計(jì)圖方式的準(zhǔn)確度，使得可能的位轉(zhuǎn)換更容易被發(fā)現(xiàn)。因此，即使是信號(hào)品質(zhì)不佳，根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的定位接收器仍可有效地由重復(fù)編碼信號(hào)中解出定位信息。
文檔編號(hào)G01S19/24GK101059562SQ20071009647
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者謝嘉鴻 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司