步是計(jì)算有效的，需 要系統(tǒng)中較少的處理能力與通信的接收結(jié)合，并且因此，可W被分配至其他功能。在GNSS 的實(shí)例中，例如，如果利用在一個(gè)或多個(gè)微巧片上使用專(zhuān)用集成電路實(shí)施GNSS，則GNSS的 通信部分可能不僅具有較低的計(jì)算需求，而且消耗較少的微巧片資源。
[003引圖1示出了示例性通信系統(tǒng)100,其中，發(fā)送器110發(fā)送由接收器120接收的信號(hào) 150。盡管圖1僅示出了一個(gè)發(fā)送器110和一個(gè)接收器120,但是在其他實(shí)例中多于一個(gè)發(fā) 送器110可W與多于一個(gè)接收器150通信。為了說(shuō)明的目的，W下描述將W通過(guò)單個(gè)發(fā)送 器至單個(gè)接收器的通信為重點(diǎn)。圖1進(jìn)一步示出了信號(hào)150的分量，包括主代碼160、次級(jí) 代碼170和數(shù)據(jù)部分180。在其他實(shí)例中，信號(hào)150可W不包括數(shù)據(jù)部分180。接收器120 可W接收信號(hào)的組合，使得所接收的一些信號(hào)包含數(shù)據(jù)而一些信號(hào)不包含數(shù)據(jù)部分。每一 個(gè)信號(hào)分量可具有不同的周期性但是具有彼此相關(guān)的相位。
[0033] 發(fā)送器110可W按照固定的速率發(fā)送信號(hào)150。發(fā)送器110還可W基于觸發(fā)事件 (諸如，接收到發(fā)送數(shù)據(jù)的指令）隨意地發(fā)送信號(hào)150。發(fā)送器150可W是衛(wèi)星或者在發(fā)送 器110可W按照給定的速率不斷地發(fā)送信號(hào)150的情況下可W在衛(wèi)星（諸如，全球定位衛(wèi) 星（GP巧）處。可替代地，信號(hào)150可W通過(guò)偽衛(wèi)星（pseudolite或pseudo-satellite)發(fā) 送，諸如，陸基信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)送信號(hào)150時(shí)，發(fā)送器110可W是固定的或者移動(dòng)的。
[0034] 發(fā)送器110(諸如，衛(wèi)星）可W被設(shè)計(jì)為將無(wú)線信號(hào)150作為擴(kuò)展頻譜無(wú)線電信號(hào) 發(fā)送。所描述的實(shí)例進(jìn)一步使用衛(wèi)星擔(dān)當(dāng)發(fā)送器110的角色，然而，發(fā)送器可W是任何其他 發(fā)送裝置，諸如，無(wú)線信號(hào)塔或者可W重復(fù)所接收的信號(hào)的中繼站。衛(wèi)星可包括調(diào)制器，該 調(diào)制器將相移鍵控（PSK)使用為數(shù)字調(diào)制方案W通過(guò)改變或者調(diào)制載波的相位來(lái)傳達(dá)數(shù) 據(jù)180。PSK使用有限數(shù)量的相位，每一個(gè)相位分配有二進(jìn)制數(shù)的唯一模式。通常，每一個(gè) 相位編碼相等數(shù)量的位。每一個(gè)位模式形成由具體相位表示的符號(hào)。解調(diào)器（諸如，接收 器120)確定所接收信號(hào)的相位并且將其映射回其表示的符號(hào)，因此恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。接收器 120可被特別設(shè)計(jì)用于由調(diào)制器使用的符號(hào)集。因此，無(wú)線信號(hào)150可W具有至少S個(gè)部 分，或者稍后所描述的分量。除了 =個(gè)分量之外，無(wú)線信號(hào)150的實(shí)例可包括受益于所描述 的實(shí)施方式的其他分量。
[00巧]無(wú)線信號(hào)150可具有數(shù)據(jù)180部分。數(shù)據(jù)180可包含導(dǎo)航所必需的信息，諸如，時(shí) 間和衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)180可W是包含本文中稱為值"+A"和"-A"的二進(jìn)制編碼消息。 該消息可WW低頻率發(fā)送并且可W提供導(dǎo)航信息。值+A可W是1并且值-A可W是-1或 0。在信號(hào)150發(fā)送期間，載波可W通過(guò)數(shù)據(jù)部分180進(jìn)行調(diào)制。
[0036] 信號(hào)150可進(jìn)一步具有主代碼160。主代碼160可W是包含本文稱為值"+B"和 "-B"的已知相對(duì)較長(zhǎng)序列的測(cè)距碼。值+B可W是值1并且-B值可W是值-1。發(fā)送器110 可W使用主代碼調(diào)制載波。主代碼160可W專(zhuān)用于衛(wèi)星并且W比數(shù)據(jù)180更高的速率發(fā) 送。還稱為偽隨機(jī)噪聲（PRN)代碼的主代碼160允許精密測(cè)距，使得多個(gè)衛(wèi)星或發(fā)送器可 相同頻率廣播信號(hào)，相同頻率可W使用CDMA技術(shù)破譯。通常，PRN代碼值被稱為"碼片 (chip)"而不是"位"，W便強(qiáng)調(diào)它們不像數(shù)據(jù)180的位攜帶信息。
[0037] 無(wú)線信號(hào)150可進(jìn)一步包括也可W是PRN代碼的次級(jí)代碼170。如其名字所示，次 級(jí)代碼170是第二代碼，其使主代碼160翻倍W形成更長(zhǎng)的代碼（稱為分層代碼）。次級(jí) 代碼170的碼片率一般低于主代碼160的碼片率。次級(jí)代碼的值還可被稱為"碼片"，因?yàn)?它們不攜帶數(shù)據(jù)。在圖1中，示出的次級(jí)代碼170的一個(gè)碼片的長(zhǎng)度等于主代碼160的一 個(gè)周期。在主代碼160的速率與次級(jí)代碼170的速率之間可W是任何其他關(guān)系。例如，在 另一個(gè)實(shí)施方式中，主代碼160的一個(gè)周期可W等于次級(jí)代碼170的兩個(gè)碼片。次級(jí)代碼 170通常用于獲取諸如室內(nèi)或城市環(huán)境中非常微弱的信號(hào)。次級(jí)代碼170可W是比主代碼 160更短的代碼。在信號(hào)150發(fā)送期間，使用次級(jí)代碼170進(jìn)一步調(diào)制載波。
[0038] 圖2示出了信號(hào)150的示例性組合，諸如由接收器120(諸如，GNSS接收器）接收 的GNSS信號(hào)?？蒞使用各種分量對(duì)載波220(諸如，1575. 42MHzL1載波或1227. 6MHzL2 載波）進(jìn)行調(diào)制W獲取信號(hào)150。例如，在示例性GNSS中，可W使用基于數(shù)據(jù)180、主代碼 160和次級(jí)代碼170的PSK調(diào)制載波220。例如，在實(shí)施方式中，還被稱為C/A(粗捕獲）代 碼序列的主代碼160可具有1. 023MHz的發(fā)送信號(hào)率（或碼片率）W及1023的代碼長(zhǎng)度 (即，1周期=1毫秒）。數(shù)據(jù)位可W是20毫秒長(zhǎng)并且與主代碼160同步。每一個(gè)20ms周期 中的一個(gè)1ms周期被發(fā)送衛(wèi)星選擇為數(shù)據(jù)周期的開(kāi)始。進(jìn)一步地，每一個(gè)20ms數(shù)據(jù)位可W 通過(guò)次級(jí)代碼170進(jìn)行額外調(diào)制。例如，如圖2中所示，次級(jí)代碼170可W是20-符號(hào)（或 20-碼片）Neimann-Hoffman代碼（0,0,0,0,0，1，0,0,1，1，0，1，0,1，0,0，1，1，1，0)。分量可 W使用不同的組合用于調(diào)制載波220。例如，如圖2中所示，主代碼160可W乘W次級(jí)代碼 170并且結(jié)果乘積（測(cè)距代碼）和數(shù)據(jù)位可W相加。乘法和加法可W使用模2值執(zhí)行。可 替代地，可W執(zhí)行主代碼160乘法或模2加法。然后可W使用二進(jìn)制相移鍵控炬PSK)將相 加的結(jié)果調(diào)制至載波上W產(chǎn)生可W發(fā)送的信號(hào)150。信號(hào)150可W包含連同數(shù)據(jù)的主代碼 序列和次級(jí)代碼序列的周期延拓。代碼序列可W是碼片的序列。次級(jí)代碼中的碼片數(shù)可W 小于主代碼中的碼片數(shù)，并且在一些實(shí)例中基本上更少。例如，主代碼序列中的碼片數(shù)可W 是1023,而次級(jí)代碼序列中的碼片數(shù)可W是20。
[0039] 接收器120可W捜索穿越太空的信號(hào)（諸如，信號(hào)150)的存在并且試圖與識(shí)別 的、來(lái)自對(duì)應(yīng)的發(fā)送器的信號(hào)同步。例如，GNSS接收器可W是識(shí)別并與衛(wèi)星發(fā)送GNSS信號(hào) 同步的無(wú)線電導(dǎo)航用戶裝置，W便解調(diào)W及提取所接收的GNSS信號(hào)中的測(cè)量值和導(dǎo)航信 息。由于信號(hào)150是相移的，接收器120可W重建載波220并且從所接收的信號(hào)150中提 取代碼和導(dǎo)航數(shù)據(jù)180。接收器120被設(shè)計(jì)為能夠確定所接收的信號(hào)150相對(duì)于所發(fā)送的 信號(hào)的相位中的移動(dòng)。此外，接收器120可W檢測(cè)并且確定存在頻率不確定時(shí)的相位偏移。 在另一個(gè)實(shí)例中，接收器120可W額外地或者可替代地確定所接收的信號(hào)150相對(duì)于所發(fā) 送信號(hào)的頻率偏移。相位偏移和頻率偏移可用于使無(wú)線信號(hào)接收器與發(fā)送器110同步。
[0040] 圖3示出了示例性接收器120。接收器120可包括執(zhí)行各種操作的電子電路。該 電路可包括一個(gè)或多個(gè)處理器392,諸如，信號(hào)處理器、微處理器和其他此類(lèi)處理器。一個(gè)或 多個(gè)處理器可W能夠執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。指令可儲(chǔ)存在接收器120的存儲(chǔ) 器396中，或者是經(jīng)由通信接口（諸如，通信端口（未示出））由一個(gè)或多個(gè)處理器392可 訪問(wèn)的。
[0041] 接收器120可進(jìn)一步包括天線310、前端320、振蕩器350、基帶處理單元370和應(yīng) 用處理單元380。天線310可W將信號(hào)150接收為模擬射頻信號(hào)。所接收的信號(hào)150可被 輸入至前端320。模擬信號(hào)可在前端部320中進(jìn)行降頻轉(zhuǎn)換、過(guò)濾和數(shù)字化。前端320可包 括降頻轉(zhuǎn)換器322、放大器單元324W及用于操作的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（AD0 328。前端320 的部件可被提供來(lái)自從振蕩器350的時(shí)鐘信號(hào)，振蕩器350起到接收器120的本地時(shí)鐘源 的作用。前端320產(chǎn)生在期望頻譜（諸如，中頻（I巧頻譜）中的信號(hào)150的基帶表示，該 表示包含實(shí)數(shù)分量和復(fù)數(shù)分量，也就是1(同相）和Q(正交）分量?；鶐П硎究蒞轉(zhuǎn)發(fā)至 基帶處理單元370。
[0042] 基帶處理單元370負(fù)責(zé)將要在數(shù)字信號(hào)上執(zhí)行的信號(hào)處理任務(wù)。為了獲取在所接 收的信號(hào)150中的數(shù)據(jù)180,基帶處理單元還可負(fù)責(zé)確定代碼延遲和載波相位W及頻率測(cè) 量。因此，基帶處理單元370可能需要識(shí)別所接收的無(wú)線信號(hào)150的分量的起點(diǎn)和/或端 點(diǎn)。盡管主代碼160和次級(jí)代碼170可能具有接收器120已知的值，但是代碼可W在發(fā)送 期間不斷地重復(fù)。所接收的無(wú)線信號(hào)150由于多個(gè)因素還可能相對(duì)于初始發(fā)送的無(wú)線信 號(hào)在相位和/或頻率中偏移。例如，多普勒效應(yīng)（接收器關(guān)于發(fā)送器的相對(duì)移動(dòng)）、環(huán)境效 應(yīng)、與其他信號(hào)的干擾W及其他此類(lèi)因素可能引入延遲，或者偏移，該轉(zhuǎn)而可W導(dǎo)致所接收 的無(wú)線信號(hào)