專利名稱：Gps接收機的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及用于接收以及處理GPS信號的一種全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機，該裝置包括用于接收和處理數(shù)字音頻廣播(DAB)信號的裝置。例如可以從1991年11月Microwave Journal內(nèi)出版的、由G.K.Noreen先生撰寫的文章“Mobile Satellite Communicationsfor Consumers”，第24-34頁中，了解到這種接收機。已知的接收機公開了在一個接收機外殼中使用了DAB接收機以及GPS接收機。在本文中，對即將到來的具有單點對多點傳輸能力以及位置信息的優(yōu)點進行解釋。
但是，在一個外殼中使用用于DAB和GPS信號的一個完整的接收機，這種做法不僅花費成本，而且還在處理接收到的DAB以及GPS信號的過程中，產(chǎn)生了相互干擾。
本發(fā)明是基于對以下情況的認識而作出的，即GPS信號的適當?shù)南嚓P性，不必要求具有可連續(xù)獲得的或從DAB信號完全分離的GPS信號。這允許在載有DAB信號的信號片段期間，中斷對GPS信號的處理，在后文中，DAB信號的信號段被稱作非零DAB數(shù)據(jù)段，這或者還允許DAB信號出現(xiàn)在接收機的GPS信號通路內(nèi)，因而能合并對GPS信號的處理以及對DAB信號的處理，并能使用通常對GPS和DAB兩者處理的某種接收機電路。通過采用依據(jù)本發(fā)明的上述措施，可以使用用于GPS和DAB信號處理的某種RF電路，但是，至少在數(shù)字化之后GPS信號處理完全與DAB信號處理分離。這允許降低實現(xiàn)該方案的費用，同時還能避免在GPS和DAB信號處理之間出現(xiàn)相互干擾。
最好是，依據(jù)本發(fā)明的一個GPS接收機的特征在于一種壓控振蕩器向混頻級提供可調(diào)諧本機振蕩信號，所述DAB信號消除裝置包括與包含于所述DAB信號通路內(nèi)的一個DAB解調(diào)器相耦合、并向壓控振蕩器以及一個切換元件提供一個控制信號的控制裝置，所述切換元件一方面連接在模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置與所述數(shù)字DAB信號通路之間，另一方面，連接在模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置與GPS信號通路之間，所述控制裝置調(diào)諧接收機，以接收GPS信號，同時，控制開關，以便切斷濾波裝置與GPS信號通路的連接，并在出現(xiàn)非零電平的DAB數(shù)據(jù)段的情況下，將濾波裝置連接到DAB信號通路上。
通過采用這種措施，分別依據(jù)DAB信號中所出現(xiàn)的非零電平數(shù)據(jù)載有段，和出現(xiàn)的零電平NULL碼元，將接收機從GPS接收模式切換到DAB接收模式下，或反之亦然，由此允許使用全部接收機電路，既對DAB也對GPS信號進行接收和處理。電路的這種共用允許進一步減少制造費用。
依據(jù)本發(fā)明的GPS接收機的另一個實施例的特征在于接收機前端包括相互分離的DAB以及GPS接收機前端，這兩個前端分別與DAB以及GPS混頻級相連，這些DAB以及GPS混頻級的輸出分別經(jīng)由DAB以及GPS濾波設備耦合至一個加法器，該加法器的輸出與所述DAB以及GPS信號通路相連，所述DAB以及GPS混頻級對DAB以及GPS信號進行變頻到相互不同的頻率范圍。
通過采用這種措施，可通過相互頻率分離，而從所述數(shù)字GPS信號通路中有選擇地消除DAB信號。于是，就可阻止非零DAB信號進入GPS信號通路。
最好是，該實施例的特征在于DAB信道選擇裝置，用于選擇具有處于GPS信號頻率范圍之外的一個頻率范圍的一個DAB信道，所述DAB信道選擇裝置受DAB信道選擇控制設備的控制。
這種措施允許進一步地抑制處于GPS信號的頻率范圍內(nèi)的DAB信號，同時還能改善對DAB信道的選擇。
依據(jù)本發(fā)明的GPS接收機的另一個最佳實施例的特征在于信號再現(xiàn)裝置，用于從已解碼的DAB信號中再現(xiàn)出所接收的DAB信號，同時補償裝置，用于從GPS信號通路內(nèi)的GPS信號中，減去所再現(xiàn)的DAB信號。
這種措施導致了對GPS信號通路內(nèi)的DAB信號的前饋補償，該補償通過對DAB再現(xiàn)信號的相位以及幅度的適當調(diào)節(jié)，允許從GPS信號通路內(nèi)完全消除DAB信號。
最佳實施例的詳細說明
圖1顯示了依據(jù)本發(fā)明的組合的GPS/DAB接收機的第一實施例，它包括接收和處理GPS信號的一個全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機1-6，8；用于接收和處理數(shù)字音頻廣播(DAB)信號1-7的裝置，包括具有一個低噪聲放大器(LNA)1的一個共用接收機前端，該LNA接收來自天線ANT的RF GPS和DAB信號，隨后將這些信號耦合到混頻級2；IF濾波裝置4以及模擬-數(shù)字(AD)轉(zhuǎn)換裝置5。由可調(diào)諧振蕩器3向混頻級2提供一個本機振蕩信號。AD轉(zhuǎn)換裝置5通過可控切換元件6，既可以耦合到一個數(shù)字DAB信號通路，也可以耦合到一個GPS信號通路。數(shù)字DAB和GPS信號通路分別包括一個DAB解調(diào)器7以及一個GPS信號處理器8。DAB解調(diào)器7與一個控制信號發(fā)生器9相連，所述控制信號發(fā)生器9包括一個檢測設備(未示出)，用于檢測所接收到的DAB信號內(nèi)出現(xiàn)的所謂無效碼元，所述無效碼元具有零或接近零電平的信號能量，如圖4所示。至此，上述電路都是本領域普通人員所知曉的，不需要對其進行進一步的說明，就可以理解本發(fā)明。在IEEEJournal of Solid-State Circuits，1998年11月，第11期，卷33，所出版的，由Jos A.Huisken等所寫的“A Power-EfficentSingle-Chip OFDM Demodulator and Channel Decoder forMultimedia Broadcasting”一文中，對此有詳細的記載。
依據(jù)本發(fā)明，控制信號發(fā)生器9耦合到可調(diào)諧振蕩器3的一個控制輸入端，以同時伴隨可控切換元件6，改變本機振蕩信號的頻率。在對DAB解調(diào)器7的已解調(diào)DAB信號內(nèi)的任何碼元進行檢測除無效碼元外的其它例如是作為PRS和FIC碼元的非零電平碼元以及符號1到72時，接收機都工作于DAB信號接收模式。在這種DAB信號接收模式中，AD轉(zhuǎn)換裝置5經(jīng)由可控切換元件6連接到DAB解調(diào)器7，由此，振蕩器3的頻率被調(diào)節(jié)到一個值，以允許在混頻級內(nèi)，將所接收到的RF DAB信號變頻為IF DAB信號，該IF DAB信號具有在IF濾波裝置4的通帶內(nèi)的一個頻率范圍。
在檢測無效碼元時，接收機被從DAB接收模式切換到GPS接收模式。在這種GPS信號接收模式中，AD轉(zhuǎn)換裝置5經(jīng)由可控切換元件6連接到GPS信號處理器8，由此，可將振蕩器3的頻率調(diào)節(jié)到一個值，以允許在混頻級內(nèi)，將所接收到的RF GPS信號變頻為IF GPS信號，該IF GPS信號具有在IF濾波裝置4的通帶內(nèi)的一個頻率范圍?？刂菩盘柊l(fā)生器9，和振蕩器3以及可控切換元件6一起構成了DAB信號消除裝置，用于有選擇地消除所述數(shù)字GPS信號通路內(nèi)的DAB信號。
天線ANT所接收的RF DAB信號位于1452-1492MHz的頻段內(nèi)。DAB信道被設置在16kHz的光柵內(nèi)。多個DAB信道相隔1.728MHz。在所述頻段的中心頻率處的信道位于1471.792MHz附近。DAB信號的帶寬為1.536MHz。RF GPS信號是由處于1575.42MHz的RF載波頻率附近的、1.024MHz的帶寬內(nèi)的天線ANT接收的。
在混頻級2中，通過使用一個適當頻率的本機振蕩器信號，將這些RF信號下變頻為DAB和GPS中頻(IF)信號。在DAB接收模式中，本機可調(diào)諧振蕩器3被用于提供DAB信道選擇。
在所謂的零IF(ZIF)接收機中，選擇本機振蕩器信號的頻率，分別使得在DAB接收模式中，它與所接收的RF DAB信號的RF載波頻率相應，而在GPS接收模式中，它與所接收的RF GPS信號的RF載波頻率相應。這使得所述RF信號被直接轉(zhuǎn)換到基帶，這樣所獲得的IF信號也被稱為ZIF信號。當對該ZIF接收機在DAB和GPS接收模式之間進行切換時，本機振蕩器信號的頻率必須在RF DAB信號的RF載波頻率以及上述RF GPS信號的RF載波頻率之間變化。
在所謂的非零IF(NZIF)接收機中，對本機振蕩器信號的頻率進行選擇，使其超過某個IF頻率值，從而在DAB接收模式中，它不同于所接收的RF DAB信號的RF載波頻率，而在GPS接收模式中，它不同于所接收的RF GPS信號的RF載波頻率，所述某個IF頻率值在兩種模式下是相同的。這使得所述RF信號被轉(zhuǎn)換為NZIF信號，該NZIF信號在兩種接收模式中，都具有與所述IF頻率值相應的一個NZIF頻率。當對這種NZIF接收機在DAB和GPS接收模式之間進行切換時，本機振蕩器信號的頻率必須在超過所述IF頻率值的一個值以及超過同一IF頻率值的另一個值之間變化，前一個值不同于RF DAB信號的RF載波頻率，后一個值不同于RF GPS信號的RF載波頻率。
在ZIF和NZIF接收機概念中都有具有這樣一種通帶特性的濾波裝置4，該特性至少具有DAB信號帶寬的一個帶寬，從而允許使用同一濾波裝置來選擇DAB和GPS的IF信號。
由于在DAB解調(diào)器內(nèi)使用了PLL(未示出)，所以即便不向DAB解調(diào)器7連續(xù)提供DAB信號，也不影響DAB信號的連續(xù)處理。這種PLL在工作時，即便是停止提供的DAB信號超過一個或多個碼元，也能保持與輸入的DAB信號的同步。這使得可以對DAB信號連續(xù)解調(diào)。有關PLL的功能的詳細信息，請參見上述在IEEE Journal of Solid-StateCircuits，1998年11月，第11期，卷33，所出版的，由Jos A.Huisken等所寫的“A Power-Efficent Single-Chip OFDM Demodulator andChannel Decoder for Multimedia Broadcasting”一文。實際上，即便是提供給GPS信號處理器8的GPS信號的停止時間，超過DAB碼元的持續(xù)時間而不是無效碼元的持續(xù)時間，對于可靠的位置確定所需的、對GPS編碼的正確去卷積來說，無效碼元的持續(xù)時間也是足夠長的。
圖2顯示了依據(jù)本發(fā)明的組合GPS/DAB的第二實施例的一個框圖，它包括含有相互分離的DAB以及GPS接收機前端的一個接收機前端，所述DAB以及GPS接收機前端分別包括DAB以及GPS RF LNA的1’以及1”。DAB以及GPS RF LNA的1’和1”分別耦合至DAB和GPS混頻級2’和2”，以及DAB和GPS濾波設備4’和4”。這種接收機的本機振蕩器3用于提供給DAB和GPS混頻級2’和2”一個振蕩器信號，該振蕩器信號具有一種頻率選擇，使得所轉(zhuǎn)換的DAB以及GPS信號的IF的頻段并列，并都靠近零IF值。DAB和GPS濾波設備4’和4”的輸出被連接到加法器11，加法器11的輸出又經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換器5，而耦合到DAB解調(diào)器7以及GPS信號處理器8。DAB濾波設備4’包括一個可調(diào)諧信道選擇器件，它可以由另一個混頻級10構成，用于從DAB混頻級2’的輸出端所能得到的DAB信號中，選出所需的一個DAB信道。所選出的DAB信道與GPS濾波設備4”輸出端上的GPS信號，在頻率上是分離的，因而阻止了DAB信號通過進入GPS信號通路。
與圖1中的接收機相比，圖2所示的接收機內(nèi)沒有發(fā)生切換。在加法器11內(nèi)，對所獲得的DAB和GPS信號的相加導致了信號的組合，其中GPS信號在頻率上與DAB信號分離。本機振蕩器3與濾波裝置4’和4”一起，構成了DAB信號消除裝置，用于有選擇地消除所述數(shù)字GPS信號通路內(nèi)的DAB信號。DAB信號頻段內(nèi)最后剩余的GPS信號分量，僅僅在這些DAB信號的噪聲電平內(nèi)，產(chǎn)生了非常小的、可忽略的增加，從而由于GPS信號頻段內(nèi)最后剩余的DAB信號，與這些GPS信號無關，因此它們不影響這些GPS信號。這使得可以在DAB解調(diào)器7內(nèi)，對DAB信號進行正確解調(diào)，同時，在GPS信號處理器8內(nèi)，對GPS信號進行正確處理?，F(xiàn)在，控制信號發(fā)生器9通過將一個適當?shù)恼袷幮盘柼峁┙o另一個混頻級10并提供了對DAB解調(diào)器的相應的調(diào)節(jié)，從而，在DAB IF濾波裝置4”中，提供了對所需DAB信號的一種正確選擇。
圖3顯示了依據(jù)本發(fā)明的組合GPS/DAB接收機的第三實施例，其中，選擇本機振蕩器3的頻率，以便提供對DAB和GPS信號的頻率都能被轉(zhuǎn)換為基本相同的中頻。組合DAB/GPS信號是在濾波裝置4內(nèi)進行IF選擇的，之后，在AD轉(zhuǎn)換器5內(nèi)，執(zhí)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換。由于出現(xiàn)所有碼元，但沒有出現(xiàn)無效碼元期間，GPS信號的信號能量基本小于DAB信號的信號能量，所以，在DAB解調(diào)器7內(nèi)的來自AD轉(zhuǎn)換器5的輸出端上的這一組合DAB/GPS信號中的解調(diào)DAB信號幾乎不受GPS信號影響。由于在DAB和GPS信號之間沒有相關性，所以GPS信號處理器8內(nèi)對GPS信號的去卷積，不受DAB信號的影響。依據(jù)本發(fā)明，在編碼電路13內(nèi)，對解調(diào)的DAB信號進行編碼，并在GPS處理器8內(nèi)，減去GPS信號，以便消除GPS處理器8內(nèi)所處理的GPS信號中的DAB信號分量。
圖4顯示了所謂模式I中的DAB幀結構，它在一個周期序列內(nèi)，包括連續(xù)出現(xiàn)的無效碼元以及非零電平的DAB數(shù)據(jù)段，這種無效碼元具有零或接近零電平的信號能量，而非零電平的DAB數(shù)據(jù)段包括用于與DAB信號解調(diào)同步的一個PRS碼元，PRS碼元之后跟隨有若干所謂的FIC碼元以及載有DAB碼元1-71的數(shù)據(jù)。對于詳細資料，請參見上述在IEEE Journal of Solid-State Circuits，1998年11月，第11期，卷33，所出版的，由Jos A.Huisken等所寫的“APower-Efficent Single-Chip OFDM Demodulator and ChannelDecoder for Multimedia Broadcasting”一文。
權利要求
1.用于接收和處理定位信號的接收機，包括用于接收和處理音頻信號的裝置，其特征在于一個接收機前端、一個混頻級、濾波裝置以及模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置與音頻和定位信號通路相耦合，包括音頻信號消除裝置，用于有選擇地消除所述數(shù)字定位信號通路內(nèi)的音頻信號。
2.依據(jù)權利要求1的接收機，其特征在于所述接收機是一個全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機。
3.依據(jù)權利要求2的接收機，其特征在于所述音頻信號是數(shù)字音頻廣播(DAB)信號。
4.依據(jù)權利要求3的接收機，其特征在于一個壓控振蕩器，向所述混頻級提供一個可調(diào)諧本機振蕩器信號；所述DAB信號消除裝置，包括與所述DAB信號通路內(nèi)包含的一個DAB解調(diào)器相耦合的一個控制裝置，該控制裝置向壓控振蕩器，同時還有一個切換裝置提供一個控制信號；所述切換裝置一方面連接在模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置與所述數(shù)字DAB信號通路之間，另一方面，連接在模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置與GPS信號通路之間；所述控制裝置對接收機進行調(diào)諧，以接收GPS信號，同時，在出現(xiàn)非零電平DAB數(shù)據(jù)段時，控制開關，切斷濾波裝置與GPS信號通路的連接，并將濾波裝置連接到DAB信號通路上。
5.依據(jù)權利要求3的接收機，其特征在于所述接收機前端包括相互分離的DAB和GPS接收機前端，這兩個前端分別與DAB和GPS混頻級相連，這些DAB以及GPS混頻級的輸出端，分別經(jīng)由DAB和GPS濾波裝置，耦合到一個加法器，該加法器的輸出耦合至所述DAB和GPS信號通路，所述DAB和GPS混頻級對DAB和GPS信號進行頻率轉(zhuǎn)換，將它們轉(zhuǎn)換到彼此不同的頻段中。
6.依據(jù)權利要求5的接收機，其特征在于用于選取一個DAB信道的DAB信道選擇裝置具有位于GPS信號頻段之外的一個頻段，所述DAB信道選擇裝置受DAB信道選擇控制設備的控制。
7.依據(jù)權利要求3的接收機，其特征在于信號再現(xiàn)裝置，用于從已解碼的DAB信號中再現(xiàn)出所接收到的DAB信號，所述DAB信號消除裝置包括一個補償裝置，用于從GPS信號通路內(nèi)的GPS信號中，減去所再現(xiàn)的DAB信號。
8.依據(jù)權利要求3到7中任一項的接收機，其特征在于包含于所述GPS信號通路內(nèi)的各種GPS相關器，每一個相關器都包括一個積分電路和一個轉(zhuǎn)儲電路，用于受GPS信號的時分多路復用相關性控制的DAB信號內(nèi)容。
全文摘要
用于接收和處理全球定位系統(tǒng)(GPS)信號的GPS接收機,包括用于接收和處理數(shù)字音頻廣播(DAB)信號的裝置。為了實現(xiàn)對DAB和GPS信號的同步處理,所提供的接收機具有一個接收機前端、一個混頻級、濾波裝置以及模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置與數(shù)字DAB和GPS信號通路耦合,包括用于從所述數(shù)字GPS信號通路中有選擇地消除DAB信號的DAB信號消除裝置。
文檔編號G01S5/14GK1380984SQ01801349
公開日2002年11月20日 申請日期2001年4月25日 優(yōu)先權日2000年5月22日
發(fā)明者J·A·惠斯肯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司