本申請要求2015年11月19日提交的編號為1561136的法國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用被并入。

技術(shù)領域

本發(fā)明的實施例涉及無線電頻率接收機，并且更具體地涉及，例如，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中使用的無線電頻率接收機，本領域技術(shù)人員通常使用縮略詞“GNSS”(“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”)來指代該系統(tǒng)。

這種系統(tǒng)的示例包括：美洲的“全球定位系統(tǒng)(GPS)”、俄羅斯的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(使用了俄文的首字母縮寫的“GLONASS”)、被稱作“伽利略”的歐洲定位系統(tǒng)、被稱作“指南針”/“北斗”的中國衛(wèi)星定位和導航系統(tǒng)、區(qū)域定位系統(tǒng)；例如，所述區(qū)域定位系統(tǒng)包括印度的區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(IRNSS)、對GPS系統(tǒng)進行補充的區(qū)域衛(wèi)星定位系統(tǒng)(“準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(QZSS)”)、以及諸如“廣域增強系統(tǒng)(WAAS)”的衛(wèi)星增強系統(tǒng)(SBAS)、以及用縮略詞EGNOS、MSAS、GAGAN表示的已知系統(tǒng)，但是并不限于這些示例。

背景技術(shù)：

通常，衛(wèi)星定位系統(tǒng)所使用的接收機都能夠接收來自如上所述的一個或多個衛(wèi)星定位系統(tǒng)的不同的多個頻率的衛(wèi)星信號，所述衛(wèi)星定位系統(tǒng)必須被設計成管理具有諸如大于400MHz的大的頻率間隔的多個頻帶。

通常而言，這種類型的接收機都包括無線電頻率輸入級(前端)，其中包括并行布置的多個專用的輸入通道。每個專用通道都被設計成接收具有專用星座頻率(constellation frequency)的衛(wèi)星信號。

然而，這種多個專用輸入通道的配置使設計復雜化，并且增加了 接收機的總體成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)一個實施例，由此提出了提供一種低成本和低復雜度的技術(shù)解決方案，從而用于實現(xiàn)衛(wèi)星定位系統(tǒng)所使用的無線電頻率接收機。

根據(jù)一個方面，提出了實現(xiàn)衛(wèi)星定位系統(tǒng)所使用的接收機。這種接收機包含至少一個接收信道，所述至少一個接收信道包括：被配置為接收多個衛(wèi)星信號的輸入級，所述多個衛(wèi)星信號具有屬于一個頻帶或?qū)儆诓煌念l帶的不同的星座頻率；頻率變換(transposition)級，其被連接至輸入級并且包括可控制的本地振蕩器設備，所述可控制的本地振蕩器設備被配置為傳送分別適用于不同的星座頻率或分別適用于不同的頻帶的不同的頻率變換信號；以及，處理級，所述處理級被連接至頻率變換級并且包括控制電路(means)，所述控制電路被配置為控制本地振蕩器設備，采用這種方式來使其順序地且循環(huán)地傳送不同的頻率變換信號。

這種類型的本地振蕩器設備由此允許接收機在一個相同的接收信道中順序地且循環(huán)地對不同的衛(wèi)星信號進行變換和處理。

也就是說，雖然現(xiàn)有技術(shù)中的接收信道通過一個頻率變換信號的變換被專用于一個星座頻率或被專用于一個頻帶，但是根據(jù)這一方面的接收信道卻被專用于多個不同的星座頻率的集合，所述多個不同的星座頻率通過同一個可控制的本地振蕩器設備所傳送的多個不同的頻率變換信號的集合被順序地分別進行變換，例如，所述可控制的本地振蕩器包括分數(shù)鎖相環(huán)，其中的分頻值實現(xiàn)了對正確的變換頻率的選定。

這些不同的星座頻率可以屬于相同的頻帶或?qū)儆诓煌念l帶。在后一種情況下，每種星座頻率可以屬于不同的頻帶，或者某些頻率可以屬于相同的頻帶、而其它的頻率可以屬于另一個頻帶或?qū)儆诙鄠€其它的頻帶。也就是說，不同的頻帶的數(shù)目不一定等于不同的星座頻率的數(shù)目。

當星座頻率屬于不同的頻帶時，變換信號可以適用于這些不同的頻帶。

根據(jù)一個實施例，處理級包括濾波模塊，其被連接至頻率變換級的輸出并且具有可變帶寬，從而在由每個變換信號進行的變換之后適用于星座頻率或適用于經(jīng)變換的衛(wèi)星信號的頻帶?？刂齐娐愤€被配置為根據(jù)所選擇的變換信號來選擇濾波模塊的帶寬。

例如，處理級包括被連接至濾波模塊的輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，以及包含所述控制電路的數(shù)字處理模塊。

盡管不是必要的，但是處理級還可以有利的包括自動增益控制(AGC)模塊，其被連接在濾波模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊之間。該自動增益控制模塊顯著地實現(xiàn)了在模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端自動地維持恒定的噪聲水平。

該數(shù)字處理模塊還可以有利地包括采集區(qū)塊(block)，其被配置為對經(jīng)變換的不同的衛(wèi)星信號執(zhí)行采集；以及，追蹤區(qū)塊，其被配置為對所采集的不同的衛(wèi)星信號進行追蹤。而且，采集區(qū)塊和追蹤區(qū)塊有利地由控制電路進行控制。

根據(jù)不同的方面，提出了一種衛(wèi)星信號的處理方法，所述方法包含：在同一個接收信道中重復多個衛(wèi)星信號，所述多個衛(wèi)星信號具有屬于一個頻帶或?qū)儆诓煌念l帶的不同的星座頻率；順序地并循環(huán)地產(chǎn)生不同的頻率變換信號，所述不同的頻率變換信號分別適用于不同的星座頻率或適用于不同的頻帶；以及，基于適用的頻率變換信號來進行衛(wèi)星信號的頻率變換，采用這種方式來順序地并循環(huán)地傳送經(jīng)變換的衛(wèi)星信號。

根據(jù)一個方面，所述方法還包括：采集經(jīng)變換的不同的衛(wèi)星信號，以及追蹤所采集的不同的衛(wèi)星信號。

附圖說明

可以從通過非限制性示例的方式給出的、并且在附圖中說明的各個實施例的詳細描述中找到本發(fā)明的其它優(yōu)點和特性，在附圖中：

圖1至圖5示意性地圖示了本發(fā)明的各個不同的方面。

具體實施方式

圖1圖示了衛(wèi)星定位系統(tǒng)所使用的接收機R，其能夠接收具有來自不同的衛(wèi)星定位系統(tǒng)的不同的星座頻率的衛(wèi)星信號SS，例如，所述不同的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是如上文所述的“GPS”、“GLONASS”、“伽利略”、“指南針”或“北斗”、“IRNSS”、“QZSS”、以及“WAAS”等。

接收機R包括天線ANT來接收衛(wèi)星信號SS。

在下文描述的示例實施例中，衛(wèi)星信號SS屬于不同的頻帶。

天線ANT被連接至接收信道CHR。

接收信道CHR包括輸入級EE，例如，輸入級EE包括，連接至所述天線ANT的低噪聲放大器(LNA)。

接收信道CHR還包括頻率變換級ETF，其被連接至輸入級EE，并且包括可控制的本地振蕩器設備DOL和混頻器MF，例如，所述混頻器MF具有本領域技術(shù)人員所知的鏡頻抑制結(jié)構(gòu)。

混頻器MF接收信號SS，并且使用根據(jù)控制信號SC的控制而通過本地振蕩器設備DOL所傳送的頻率變換信號STF對其頻率進行變換。

例如，本地振蕩器設備DOL可以是本領域技術(shù)人員所知的分數(shù)鎖相環(huán)(PLL)。

在圖2中圖示了這種類型的鎖相環(huán)1的示例。

環(huán)路1包括相位比較器10，其接收參考信號REF，其后接環(huán)路濾波器11，環(huán)路濾波器自身后面接的是本地壓控振蕩器12，其傳送頻率變換信號STF。

振蕩器12經(jīng)由N分頻的分頻器13環(huán)回到相位比較器10，所述分頻器還被連接至增量求和調(diào)制器14的輸出。

控制信號SC允許對N的值進行調(diào)整。

本地振蕩器設備DOL被配置為將不同的頻率變換信號STF傳送 到混頻器MF，它們分別適用于不同的頻帶的衛(wèi)星信號SS。

在分數(shù)鎖相環(huán)的情況下(圖2)，參考信號REF的頻率F_參考是恒定的，而輸出頻率F_輸出，即頻率變換信號STF的頻率根據(jù)分頻值N的調(diào)節(jié)而進行調(diào)整。

接收機R還包括處理級ET，其被連接至頻率變換級ETF。處理級ET包括控制電路MC，其被配置為經(jīng)由控制信號SC對本地振蕩器設備DOL進行控制。

需要注意的是，每個頻率變換信號對應于專用頻帶的衛(wèi)星信號SS。

在該實施例中，接收機被參數(shù)化為接收所選擇的不同的頻帶中的衛(wèi)星信號，例如，是以下頻帶：

L1(1563MHz–1587MHz；中心頻率接近1576MHz)；

L2(1215MHz–1239.6MHz；中心頻率接近1227MHz)；以及

L5(1164MHz–1189MHz；中心頻率接近1176MHz)。

接收機因此將能夠接收和處理具有屬于這些不同的頻帶的不同的星座頻率的衛(wèi)星信號SS，例如，位于頻帶L1中的GPS信號(星座頻率為1575.42MHz)、位于頻帶L2中的GPS信號(星座頻率為1227.6MHz)、以及位于頻帶L5中的不同的衛(wèi)星信號。

從存儲在接收機中并且適用于所選擇的這些頻帶的頻率集合中選擇不同頻率變換信號STF的頻率(以及在諸如分數(shù)鎖相環(huán)的情況下相應地選擇不同的分頻值N)。

具有諸如1571MHz的頻率的信號STF，也將被選擇為用于頻帶L1。

具有諸如1223MHz的頻率的信號STF，也將被選擇為用于頻帶L2，而具有諸如1172MHz的頻率的信號STF，也將被選擇為用于頻帶L5。

順序地且循環(huán)地傳送這些不同頻率的變換信號STF，從而考慮與所選擇的頻帶相對應的不同衛(wèi)星定位系統(tǒng)的所有的頻率。

本文中的順序地傳送信號STF被理解為在一個循環(huán)中彼此相繼地傳送信號STF，而循環(huán)傳送被理解為隨時間重復所述循環(huán)。

混頻器MF被配置為基于適用的頻率變換信號STF來執(zhí)行衛(wèi)星信號SS的頻率變換，采用這種方式來傳送經(jīng)變換的衛(wèi)星信號SST。

在這個示例中，頻率變換或多或少地向著基帶產(chǎn)生經(jīng)變換的信號。

類似于本地振蕩器設備DOL的頻率變換信號STF，經(jīng)變換的衛(wèi)星信號SST同樣順序地且循環(huán)地進行傳送。

而且，處理級EF包括濾波模塊FLT，其被連接至頻率變換級ETF的輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊CAN，其有利地經(jīng)由自動增益控制模塊CAG被連接至濾波模塊FLT的輸出；以及，包括所述控制電路MC的數(shù)字處理模塊MNT。數(shù)字處理模塊可以通過微處理器中的軟件和/或通過專用集成電路(ASIC)中的硬件來實現(xiàn)。

濾波模塊FLT接收由混頻器MF所傳送的經(jīng)變換的衛(wèi)星信號SST、并且執(zhí)行濾波。濾波模塊FLT具有適用于各個頻帶的經(jīng)變換的衛(wèi)星信號SST的可變帶寬，通過這種方式來順序地且循環(huán)地從對應頻帶上的不同的衛(wèi)星信號獲取數(shù)據(jù)、并且消除位于對應的頻帶之外的任何信號。

在本文中應該注意的是，控制電路MC還被配置為，在選擇濾波模塊FLT的帶寬的同時、將這種選擇與所選擇的本地振蕩器設備DOL的變換信號進行同步。

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊CAN隨后將通過濾波模塊FLT進行濾波的、經(jīng)變換的衛(wèi)星信號SST轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號SN，用于后續(xù)的數(shù)字處理。

現(xiàn)在將對圖3進行參考，以示意性地說明圖1中所圖示出的接收機的示例操作。

采用表示性而非限制性的方式，將接收機參數(shù)化為對屬于三個不同的頻帶的衛(wèi)星信號進行處理：L5(1176MHz)、L2(1227MHz)、以及L1(1575MHz)。

在第一個時間段P1，本地振蕩器設備DOL由控制電路MC進行 控制，通過這種方式來傳送頻帶L5專用的第一頻率變換信號STF1，例如，該頻率位于1172MHz。

在混頻器MF執(zhí)行頻率變換之后，就獲得了經(jīng)變換的第一衛(wèi)星信號SST1，其具有較低的頻率(基帶)。濾波模塊MF的帶寬BP1由控制電路MC進行選擇，以便從L5的頻帶變換恢復數(shù)據(jù)。

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊CAN隨后執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以便在其輸出獲得對應于頻帶L5的數(shù)據(jù)的第一數(shù)字信號SN1。

需要注意的是，在第一時間段P1的末尾和第二時間段P2的開始之間存在轉(zhuǎn)變時間段PT12。轉(zhuǎn)變時間段PT12專用于本地振蕩器設備DOL的頻率切換，本地振蕩器設備DOL將傳送適用于頻帶L2的第二頻率變換信號STF2，例如，其頻率為1223MHz。

采用同樣的方法，接收機R在第二時間段P2中從頻帶L2恢復對應于數(shù)據(jù)的第二數(shù)字信號SN2。濾波模塊MF的帶寬BP2不同于帶寬BP1，并且其適用于從L2的頻帶變換恢復數(shù)據(jù)。

通過傳送第三頻率變換信號STF3，例如，其頻率位于1571MHz，且在第三時間段P3中專用于頻帶L1，接收機R在模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊CAN的輸出位置從頻帶L1恢復對應于數(shù)據(jù)的第三數(shù)字信號SN3，這在發(fā)生在使用適用的帶寬BP3進行濾波之后。

采用這種方法，在一個處理循環(huán)CT中，模塊CAN順序地傳送分別對應于頻帶L5、L2和L1的衛(wèi)星信號的數(shù)字信號SN1至SN3。處理循環(huán)CT的時間段可以有利地在接收機R中進行設置，例如，被設置為1秒。

根據(jù)一個實施例，數(shù)字處理模塊MNT還可以包括如圖4所圖示的采集區(qū)塊BA和追蹤區(qū)塊BP。這些部件的結(jié)構(gòu)和操作是傳統(tǒng)的。

采集區(qū)塊BA被配置為在采集階段期間對經(jīng)變換的不同的衛(wèi)星信號執(zhí)行采集，以便顯著地確定接收機R可見的衛(wèi)星、以及所對應的衛(wèi)星信號的特性，例如，GPS系統(tǒng)的粗/采集碼(C/A碼)。

接收機R在不同的時間段期間順序地且周期性地分別掃描不同的頻帶，例如，所述不同的時間段是上文描述的時間段P1至P3?？? 制電路MC還被配置為在每個時間段中管理采集區(qū)塊BA的操作。

一旦獲得了衛(wèi)星信號SS，那么采集階段就完成了，而且將接收機R切換至追蹤模式、并使用追蹤區(qū)塊BP。因為追蹤區(qū)塊BP還通過控制電路MC進行配置，所以其由此被設計成順序地追蹤如圖5所圖示出的每個時間段中所獲取的衛(wèi)星信號SS。

由此獲得了衛(wèi)星定位系統(tǒng)所使用的一種接收機，所述接收機能夠在使用一個無線電頻率的輸入通道的同時接收屬于不同的頻帶的衛(wèi)星信號，所述的一個無線電頻率的輸入通道配備了頻率可切換的本地振蕩器設備。隨著時間順序地且循環(huán)地對不同的頻帶的各個衛(wèi)星信號執(zhí)行處理。這種類型的接收機不僅有利地降低了設計的復雜度，而且有利地減少了總的制造成本。

本發(fā)明不限于上文中剛剛描述的各個實施例，而是包括其中的所有變化。

因此，如果考慮許多不同的頻帶，那么可能就要提供分別專用于不同的頻帶的不同頻率的不同集合的多個接收信道。

也就是說，每個接收信道都將專用于且能夠?qū)崿F(xiàn)多個不同的頻帶的一個集合的處理，而多個集合的接收信道彼此不同。

還有一種可能是，使多個接收信道分別專用于同一個集合中的多個頻帶，但是卻使用了不同的頻率變換信號。

更準確地說，每個通道都能夠?qū)Ｓ糜陬l帶L1、L2和L5，每個通道都將使用適用于每個頻帶的、該頻帶的頻率變換信號，但是接收信道中的給定頻帶所使用的頻率變換信號的頻率與不同接收信道中的同一個給定頻帶所使用的頻率變換信號的頻率將會不同。

還有一種可能是，使用一個或多個接收信道，每個通道都被分配為處理屬于相同頻帶的不同的星座頻率。因此，給定的通道將由此使用不同的頻率變換信號，所述不同的頻率變換信號分別適用于所涉及的頻帶中的所述不同的星座頻率，例如，星座頻率等于GPS系統(tǒng)的1575.42MHz、以及星座頻率等于北斗系統(tǒng)的1561.098MHz，它們都屬于頻帶L1。