從不同載波頻率的多個數據信號提取數據的方法和設備的制作方法

專利名稱：從不同載波頻率的多個數據信號提取數據的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及從具有不同載波頻率的多個數據信號提取數據，更具體地，涉及從各個衛星傳輸的全球導航衛星系統(GL0NASS)導航信號提取信號。
背景技術：
有很多應用需要從具有多個不同載波頻率的信號提取數據。 一個這種應用是GLONASS接收器，GLONASS接收器從各個衛星或太空船(SV)傳輸的多個導航信號提取數據。每個導航信號攜帶各自的數據并具有其各自的載波頻率。 在提取數據之前，將占據接收信號帶的接收的數據信號與預定頻率(或占據以預定頻率為中心的窄頻帶)的本地振蕩器信號混合。該混合從多個接收信號產生攜帶所有原始數據的中間頻帶(IF)信號，但是是在不同的頻帶(即，IF帶)。所述IF帶可具有與接收信號帶相同的帶寬，但可將其安排在位于相較于初始射頻(RF)帶較低的頻率。頻率混合生成與輸入射頻和本地振蕩器頻率有關的多個頻率分量。通常，用于提取數據的IF帶是與所述"不同"頻率相應的混合器輸出的帶。更具體地，接收的數據帶中的特定的RF分量R巳將具有IF帶中的相應IF分量I巳，其中I巳=RF「1A， 1A是本地振蕩器信號的頻率。
存在可用于從占據混合器輸出中IF帶的IF信號提取數據的不同技術。
—種可應用的技術使混合器輸出通過具有足夠寬的通帶的寬帶濾波器，從而被濾波的信號攜帶原始接收的RF信號中包含的所有數據。可隨后對該寬帶濾波信號以足夠高的采樣率進行采樣以提取該信號包含的所有數據。所述技術的優點是僅需要產生單個本地振蕩器頻率。然而，所述技術的缺點是需要高采樣率。通常，采樣需要以寬帶濾波信號的帶寬至少兩倍的采樣率來進行，以使能夠從寬帶濾波信號提取所有數據。在特定應用中很難或不可能達到。例如，如果將所述技術用于從GLONASS導航信號提取數據，則會需要13MHz的采樣率。 提取數據的另一種技術包括將本地振蕩器頻率在多個值之間進行切換，所述多個值的每一個用于接收的數據信號中的載波頻率的每一個。隨后使用相對的窄帶濾波對混合器輸出進行濾波從而濾波的信號在任一時間僅攜帶接收信號的一個信號的數據。具體地，將本地振蕩器輸出頻率設置為第一值從而窄帶濾波輸出僅攜帶第一載波頻率的數據信號的數據。隨后將本地振蕩器信號切換到第二頻率，從而窄帶濾波輸出僅攜帶具有第二載波頻率的接收信號的數據。對每個經過窄帶濾波的信號，可隨后通過以相對較低的采樣率進行采樣來提取各自的數據。該較低的采樣頻率可以是窄帶濾波的帶寬的兩倍，而不是如前述技術中的寬帶濾波的帶寬的兩倍。該另一技術的優點是降低可使用的采樣率。然而，該另一技術的缺點是本地振蕩器輸出頻率必須在不同值之中進行切換。每次進行切換，會花費一些時間用于穩定(settle)輸出頻率，從而使全部數據提取過程減慢。在GLONASS接收器應用中，這將造成位置確定花費更長時間。

發明內容
提出本發明以至少解決上述問題和/或缺陷，并至少提供下述優點。因此，本發明 的方面提供從具有不同載波頻率的多個數據信號提取數據的方法。 根據本發明的一方面，提供一種從具有不同載波頻率的多個數據信號提取數據的 方法。接收至少三個數據信號。每個數據信號包括具有各自載波頻率并被調制從而攜帶各 自數據的各自載波。最低載波頻率是^，最高載波頻率是4。產生具有第一頻率1A的第 一本地信號。將所述至少三個數據信號與第一本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三個 數據信號的每一個的數據的第一混合信號。利用濾波裝置對第一混合信號進行濾波以生成 攜帶所述至少三個數據信號的第一多個數據信號的數據的第一濾波信號，所述濾波裝置具 有通帶帶寬BWp，其中，BWF< (fH_fJ。處理第一濾波信號以提取所述第一多個數據信號的 數據。產生具有第二頻率1A的第二本地信號。L(^不同于1A。將所述至少三個數據信號 與第二本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三個數據信號的每一個的數據的第二混合 信號。利用濾波裝置對第二混合信號進行濾波以生成攜帶所述至少三個數據信號的不同的 第二多個數據信號的數據的第二濾波信號。所述第二多個數據信號不同于所述第一多個數 據信號。處理第二濾波信號以提取所述第二多個數據信號的數據。 根據本發明的另一方面，提供一種從具有不同載波頻率的多個數據信號提取數據 的方法。接收至少三個數據信號。每個數據信號包括具有各自載波頻率并被調制從而攜帶
各自數據的各自載波。最低載波頻率是^，最高載波頻率是4。產生具有第一頻率1A的
第一本地信號。將所述至少三個數據信號與第一本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三 個數據信號的每一個的數據的第一混合信號。利用濾波裝置對第一混合信號進行濾波以生 成攜帶所述至少三個數據信號的被選擇的第一多個數據信號的數據的第一濾波信號，所述
濾波裝置具有以第一中心頻率C巳為中心的第一帶寬BWn，其中，BWn〈 (fH-fJ。處理第一 濾波信號以提取所述第一多個數據信號的數據。利用濾波裝置對第一混合信號進行濾波以 生成攜帶所述至少三個數據信號的被選擇的第二多個數據信號的數據的第二濾波信號，所 述濾波裝置具有以第二中心頻率CF2為中心的第一帶寬BW^其中，BWF2< (fH_fJ。 C&不 同于CF"所述第二多個數據信號不同于所述第一多個數據信號。處理第二濾波信號以提取 第二多個數據信號的數據。 根據本發明的另一方面，提供一種設備。所述設備包括接收天線，接收至少三個數 據信號，每個數據信號包括具有各自載波頻率并被調制從而攜帶各自數據的各自載波，最 低載波頻率是^，最高載波頻率是fH。所述設備還包括頻率合成器，用于產生具有第一頻率
1A的第一本地信號和產生具有第二頻率1A的第二本地信號。所述設備還包括混合器，所
述混合器被安排為將所述至少三個接收的數據信號與第一本地信號進行混合以產生攜帶 所述至少三個數據信號的每一個的數據的第一混合信號，以及將所述至少三個數據信號與 第二本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三個數據信號的每一個的數據的第二混合信 號。所述設備還包括濾波裝置，所述濾波裝置被安排為對第一混合信號進行濾波以生成攜 帶所述至少三個數據信號的第一多個數據信號的數據的第一濾波信號，所述濾波裝置具有
通帶帶寬BWF，其中，BWF < (fH_f J ，并對第二混合信號進行濾波以生成攜帶所述至少三個數 據信號的第二多個數據信號的數據的第二濾波信號，其中所述第二多個數據信號不同于所 述第一多個數據信號。所述設備還包括模數轉換器，所述模數轉換器被安排為處理第一濾波信號以提取所述第一多個數據信號的數據，并處理第二濾波信號以提取所述第二多個數 據信號的數據。 根據本發明的另一方面，提供一種用于從具有不同載波頻率的多個數據信號提取 數據的產品，所述制品包括包含一個或多個程序的機器可讀介質，當執行所述程序時，執行 下述步驟(i)接收至少三個數據信號，每個數據信號包括具有各自載波頻率并被調制從 而攜帶各自數據的各自載波，最低載波頻率是^，最高載波頻率是fH ;(ii)產生具有第一頻 率1A的第一本地信號；(iii)將所述至少三個數據信號與第一本地信號進行混合以產生 攜帶所述至少三個數據信號的每一個的數據的第一混合信號；(iv)利用濾波裝置對第一 混合信號進行濾波以生成攜帶所述至少三個數據信號的第一多個數據信號的數據的第一 濾波信號，所述濾波裝置具有通帶帶寬BWF，其中，BWF< (fH-^) ;(V)處理第一濾波信號以 提取所述第一多個數據信號的數據；(vi)產生具有第二頻率11)2的第二本地信號丄02不同 于1A ;(vii)將所述至少三個數據信號與第二本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三個 數據信號的每一個的數據的第二混合信號；(viii)利用濾波裝置對第二混合信號進行濾 波以生成攜帶所述至少三個數據信號的不同的第二多個數據信號的數據的第二濾波信號， 其中，所述第二多個數據信號不同于所述第一多個數據信號；以及(ix)處理第二濾波信號 以提取所述第二多個數據信號的數據。


通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和/或其他方面、特點和優點 將會變得更加清楚，其中 圖1是示出GL0NASS系統中的信號的頻譜的示圖；
圖2是示出GL0NASS接收器的示圖；
圖3是示出提取數據的設備的示圖；
圖4是示出提取數據的設備的示圖； 圖5是示出根據本發明實施例的提取數據的設備的示圖； 圖6A和圖6B是示出根據本發明實施例的數據提取技術中的接收信號帶寬和中間 頻帶帶寬的示圖； 圖7A和圖7B是示出根據本發明實施例的與濾波通帶有關的接收數據和中間頻帶 的示圖； 圖8A、8B和8C是示出根據本發明實施例的接收信號帶、濾波通帶和中間頻帶的位 置的示圖； 圖9是示出根據本發明實施例的濾波裝置的通帶和中間頻帶的相對位置的示圖；
圖10A、10B和10C是示出根據本發明實施例的接收的信號帶、相應的中間頻帶和 兩個不同通帶的示圖； 圖11是示出根據本發明實施例的設備的示圖；以及
圖12是示出根據本發明實施例的另一設備的示圖。
具體實施例方式
將參照附圖詳細描述本發明的實施例。雖然示于不同的附圖，但是由相同或相似參考號指示相同或相似部件。可省略本領域公知的結構或處理的詳細描述以避免使得本發 明的主題不清楚。 本發明的特定實施例的目的在于減少將處理的IF帶寬，從而可降低IF數據采樣率。
本發明的實施例通常應用于寬帶接收器，本發明的特定實施例應用于GL0NASS接 收器。 當前的GL0NASS接收器中，大約8MHz的IF帶寬攜帶所有接收的衛星信號的數據。 根據Nyquist采樣定理，提取所有數據的該帶寬的采樣需要高于16MHz的采樣率。如此高 的采樣率會超過一些商用基帶(即，基帶處理器)的能力，特別是用于移動應用(例如，諸 如移動電話、蜂窩電話和個人數字助理的便攜式通信裝置，以及在便攜式全球導航衛星系 統(GNSS)接收器/手持設備中)的商用基帶。 本發明的實施例具有能減少采樣IF輸出所需的采樣率的優點。具體地，這些實施 例要求對于基帶較低的采樣率。 GL0NASS系統僅代表本發明的實施例可應用的一個應用。也可將本發明的實施例 應用到從很多種多載波系統提取數據。 現在參照GL0NASS系統，與由具有2腿Z的單個擴頻載波組成的GPS頻譜不同， GLONASS頻譜由多個載波組成，并且對每個衛星指定用于識別的各自載波。如圖l所示安排 所述頻譜。 因此，從每個衛星，或SV，傳輸的導航信號是包括具有各自載波頻率并被調制以攜 帶各自數據的各自載波的數據信號。參照圖l，第一信道使用載波頻率fd，第二信道使用載 波頻率f。2，等等。因此，如下給出每個信道的載波頻率f。n : fm= 1602+n* (0. 5625)MHz (其中，對于商用，整數n的范圍從_7到+6)。 也可通過fen = 1597. 5000+n (0. 5625)MHz來表示，其中，整數n的范圍從1到14。 因此，第一載波頻率是1598. 0625MHz，最后載波頻率是1605. 375MHz。利用對跖配
置(對跖配置中完全相對的衛星可共享相同的頻率信道)，可對二十四個衛星分配頻率信
道。因此，7. 3125MHz的頻譜將覆蓋二十四個衛星的星座。對于著眼于來自星座的任意衛星
的數據的接收器，該接收器前端必須"收聽(time)"由上述等式標識的衛星載波。 利用這種信號頻譜，接收器設計會變的復雜。由于所需的處理功耗，基帶很難同時
監視所有信道(即，所有衛星)。如果以預定順序來監視信道，則會容易得多。 將參照圖2描述典型的GLONASS接收器。 典型的GL0NASS接收器前端具有天線、低噪聲放大器(LNA)、濾波器、混合器和IF 級(stage)。由于成本原因，最好使用直接轉換(零IF)類型的接收器或僅需要單個混合 級的低IF接收器，以減少所需的IF濾波器的數量。圖2示出用于GL0NASS的典型接收器 1000。 接收器1000在虛線100內的部分通常可作為單個集成裝置來獲得，從而添加剩余 的外部天線、LNA、 RF表面聲波(SAW)和參考溫度補償晶體振蕩器(TCXO)以完成接收器前
丄山順。 典型的GLONASS接收器1000 (也可被稱作典型的接收器配置)包括用于從SV接 收多個數據信號的天線l。安排LNA 2對接收的信號進行放大，前端或外部濾波器3(諸如
7RF SAW濾波器)用于對放大的接收信號進行濾波。隨后將濾波放大的信號傳遞到內部LNA 4， LNA 4對接收的信號進一步放大并將其提供給混合器6 (也可將混合器6描述為頻率混合 器)。安排頻率合成器5產生本地振蕩器信號L0 56并提供該信號作為對混合器6的附加 輸入。本地振蕩器信號LO 56可僅包括單個頻率，或可具有以特定本地振蕩器頻率為中心 的很窄的帶寬。從而混合器6將本地振蕩器信號LO 56與接收的(并且被放大和濾波的) 數據信號46進行混合以產生混合器輸出信號67，也可將混合器輸出信號67稱作中間頻帶 信號。該信號攜帶來自原始的接收數據信號的所有數據，但是是在中間頻帶而不是接收的 信號帶攜帶數據。事實上，混合器6變動了攜帶接收數據的帶的頻率。隨后使混合器輸出信 號67通過濾波器7 (也可將濾波器7描述為IF濾波器)。濾波器7具有通帶，該通帶被安 排為將不攜帶接收數據的頻率濾出。隨后由IF放大器8對經過濾波的信號78進行放大， 并將放大的信號89提供給具有A/D轉換器形式的采樣裝置9。 A/D轉換器9從頻率合成器 5接收參考時鐘信號59。 A/D轉換器9以適當的采樣率對放大的信號89進行采樣并從其提 取數據。A/D轉換器9將所述數據提供給基帶處理器10 (也可將基帶處理器10描述為控制 裝置或控制器)。A/D轉換器9還向處理器10提供時鐘信號和同步信號。處理器10通過 3單總線105將控制信號提供給頻率合成器5。晶體振蕩器51向頻率合成器5提供穩定的 參考頻率，根據該參考頻率，頻率合成器5可以以通過經由連接105來自處理器10的控制 信號確定的頻率產生本地振蕩器信號56。 雖然圖2表示典型的GLONASS接收器結構，但是可使所述設備適于實施本發明并
執行實現本發明的數據提取方法(例如，通過合適的處理器10的程序設計)。 GL0NASS系統是頻分復用(FDMA)設置，對每個衛星分配了用于識別的頻率信道。
相反，GPS系統是碼分復用(CDMA)系統，所有的衛星在相同頻率(Lpl575.42腿z)進行傳
輸，對每個衛星分配用于識別的碼。對于GPS，本地振蕩器處于固定頻率，并且本地振蕩器頻
率取決于所需的中間頻帶，即，固定的L0和固定的IF。 對于GLONASS，為了從衛星接收數據，接收器必須對所述衛星進行收聽。由于每
個衛星具有不同的分配頻率，所以要求接收器從具有很寬范圍的載波頻率的信號中提取數
據。可以以兩種方式收聽衛星 (a)需要寬帶IF頻率的固定L0頻率；以及 (b)需要窄帶IF的可變L0頻率(逐信道采樣)。 圖3是示出固定L0/寬帶IF的概念的示圖。 圖3中提供給混合器6的多個數據信號46包括攜帶RF帶中的數據的第一 數據信號、攜帶RF帶RF2中的數據d2的第二數據信號等。安排濾波器7從而使其具有足夠 大的帶寬以使與輸入的RF信號R巳、RF2相應的所有中間頻帶信號通過。例如，中間頻帶信 號與接收信號R巳相應。因此，來自濾波器7的濾波信號78仍然攜帶所有接收信號的 數據(即，濾波的信號78攜帶d"4. . . ， cU ，并且在具有與接收信號的全部帶寬實質上相同 寬度的IF帶攜帶濾波信號78中的數據。從濾波信號78提取數據4、4. . . ， dm所需的A/D 轉換器9需要以IF帶寬至少兩倍的采樣率進行采樣。 該第一"寬帶"方法的優點是本地振蕩器不需跳頻。因此，在本地振蕩器/鎖相環 路(PLL)的跳頻時間(settling time)中沒有延遲。該方法還具有的優點是可同時得到來 自所有可見衛星的信號。然而，該方法的缺點是需要高采樣率來覆蓋所有可見衛星。
IF濾波BW必須高于6. 1875MHz以適應該方法。根據Nyquist從基帶所需的采樣 率將至少是IF帶寬(通常是13MHz)的兩倍，這將是或接近一些基帶的極限。
圖4是示出提取數據的另一方法的示圖。在特定時間，LO進行跳頻以與正在處理 的衛星頻率信道匹配。在本方法中，使用1. lMHz固定窄帶IF，該IF需要高于2. 2MHz (典型 的是2.5MHz)的采樣率。 為了從占據帶R巳的第一數據信號提取數據4，安排頻率合成器或本地振蕩器產 生第一本地振蕩器信號1A。將1A與數據信號混合，從而窄帶濾波器7僅通過包含數據4 的中間頻帶頻譜的部分。為了提取數據(12，將本地振蕩器輸出轉換為提供信號11)2，等等。 通常，在任意時間，窄帶濾波器7所通過的中間頻率頻譜部分包括與輸入信號的第n個信號 相應的數據dn，如通過產生頻率L0n的本地振蕩器信號所確定的一樣。 所述方法的缺點在于L0需要不斷改變頻率以與監視的衛星的頻率匹配。每次改 變LO頻率，就引入了延遲。PLL鎖定時間和跳頻時間也存在延遲，在PLL鎖定時間和跳頻時 間期間，LO頻率不準確。期望的LO頻率范圍是6. 1875腿z。 所述方法將減輕基帶處理器上的負擔，因為IF頻率很窄，需要較低的采樣率(典 型的是2. 5MHz)。使用該技術每次僅需要采樣一個衛星信道。 根據本發明的實施例，因為采樣率必須高于IF BW的兩倍，所以減少所需的IF BW 以減少采樣率是有用的。可在本發明的特定實施例中減少IF BW需求。因此通過減少IF 濾波器帶寬BWF(假定減少一半)并隨后通過改變LO頻率以執行載波的兩次掃描來實現減 少。 現在參照圖5，該示圖示出根據本發明實施例的適用于執行數據提取方法的接收 器設備。在該安排中，安排頻率合成器或本地振蕩器在兩個值1A和L02之間轉換本地振蕩 器信號頻率。混合器6接收具有各自RF帶RFpR&等的多個數據信號，所述每個RF帶攜帶 各自的一定數量的數據4和d2等。安排第一本地振蕩器頻率1A從而信號67中的中間頻 帶攜帶數據4和d2的部分通過IF濾波器7的通帶。然而，IF濾波器7的通帶充分窄從而 攜帶接收信號的IF分量沒有通過。因此，當本地振蕩器頻率是1A時，來自濾波器7的濾 波的數據78僅包括數據和d2。在傳遞到合適的采樣裝置(例如，A/D轉換器)之前，由 放大器8對濾波的數據78進行放大。可隨后選擇適當的采樣率來提取數據c^和4。隨后 將本地振蕩器頻率轉換為L02，從而使攜帶數據dm和d(m—d的中間頻帶部分通過IF濾波器7 的通帶。隨后對濾波器輸出78進行采樣以提取來自不同的多個接收信號的所述數據。在 本發明的該實施例中，m可以是4，從而通過在兩個本地振蕩器信號頻率之間進行切換，可 提取接收的信號中的所有數據。在本發明的另一實施例中，如果m大于4，則可使用更大數 量的本地振蕩器頻率以，例如，通過每次僅對兩個接收的信號的數據進行采樣來提取所有 數據。或者，或附加地，可使用較寬的通帶濾波器7從而其輸出78每次攜帶多于兩個接收 信號或信道的數據。 圖6A、6B、7A、7B、8A、8B、8C和9更詳細地示出接收的射頻帶、中間頻帶和中間頻帶 濾波之間的關系。 圖6A是示出接收信號和本地振蕩器信號的頻譜的示圖，圖6B是示出中間頻帶信 號的頻譜的示圖。 圖6A示出本發明的特定實施例中的接收信號帶。所述信號帶具有以中心載波頻
9率f。為中心的帶寬等于BWe的載波或接收信號。通常，接收信號帶的低端與頻率f J數據 信號使用的最低載波頻率)相應，帶的高端通常與頻率fH (數據信號使用的最高載波頻率) 相應。參照圖6B，產生本地振蕩器信號或頻率L0，(通過頻率混合)產生具有帶寬BWJ等 于BW。)并以中間頻帶IF為中心的攜帶所有接收的數據信號的中間頻帶，其中IF = f。-LO。
因此，圖6A和6B示出一般的寬帶IF情況。圖7A和圖7B示出減少的IF情況(一 半IF BW)。對于減少的IF情況，IF帶寬是3. 09375MHz，具有高于6. 1875MHz (典型的是 7MHz)的相應采樣率。可以以兩種方式進行IF采樣掃描通過改變LO的頻率從而GLONASS 頻譜的期望部分位于IF濾波器響應的中心，或通過改變IF濾波器的中心頻率從而其中心 位于期望的GLONASS信號頻譜的中心。在這種情況下，信號頻譜在IF域。
圖7A是示出接收的信號和本地振蕩器信號的頻譜的示圖。圖7B是示出中間頻帶 信號的頻譜的示圖。 從圖7A和圖7B可以看出，通過選擇L0從而IF信號頻譜以IF濾波器的中心頻率 為中心，對于帶寬為BWF的IF濾波器將丟失一部分IF信號頻譜。在濾波器響應的每邊 將丟失四分之一的IF信號頻譜。參照圖7B，與四分之一的IF信號頻譜相應的每部分位于 IF濾波器響應之外，該部分被表示為陰影區域。可通過如下解決上述問題改變L0頻率從 而在第一掃描中，IF信號頻譜的較低一半落在IF濾波器響應的內部，隨后改變L0從而IF 信號頻譜的較高一半落在IF濾波器響應的內部。 圖8A、8B和8C是示出根據本發明實施例的如何可執行所述調整的示圖。PB表示 以頻率C巳為中心的濾波器7的通帶(或響應特征)。圖8A示出接收信號和本地振蕩器信 號的頻譜。圖8B和8C示出中間頻帶信號和濾波器響應的頻譜。 如圖8B所示，僅當下轉換時如果計算L0頻率從而信號頻譜的較低一半的中心頻 率SF工出現在IF濾波器的中心頻率CF"所述調整才是可能的。參照圖8B，信號頻譜的較低 一半與IF濾波器響應重疊，信號頻譜的較高一半表示為虛線。如圖8C所示，也可計算L0 從而頻譜的較高一半的中心頻率SF2出現在IF濾波器的中心頻率CFlt)參照圖8C，頻譜的 較高一半與IF濾波器響應重疊，信號頻譜的較低一半表示為虛線。如圖8A、8B和8C所示， 將感興趣的所述兩個中心頻率標記為和SF2。 對于低端(loW sided) LO注入(injection)混合器，可如下所示計算IF : CF丄=IF = RF-LO CF! = IF = SF「1A以及 CF丄=IF = SF2-L02 SF! = fc_l/4sig BW (較低一半) SF2 = fc+l/4sig BW (較高一半) CF! = IF = (f。-l/4sigBW)-!A 用于頻譜的較低一半
CF! = IF = (fc+l/4sig BW)-L02 用于頻譜的較高一半
可從如下獲得相應的LO頻率
LO丄=(fc_l/4sig BW)-IF
L02 = (fc+l/4sigBW)_IF 通過LO的仔細定位，可通過將LO在L(^和L02之間進行交替來覆蓋全部信號頻 譜。存在的風險是位于GLONASS頻譜的中心的信道由于IF濾波器的邊緣效應而被破壞。
10可通過將IF濾波器擴展一個信道從而濾波器響應正好超出第一和最后信道來解決上述問 題。這將造成圖9所示的通過兩個掃描來掃描中間信道，其中D表示相鄰信道之間(即，接 收的數據信號的相鄰載波頻率之間)的頻率差。圖9是示出根據本發明實施例的中間頻帶 信號和濾波器響應的頻譜的示圖。圖9中，與信號頻譜的較低一半和一個附加信道相應的 部分與IF濾波器響應重疊，將與信號頻譜的較高一半和一個附加信道相應的另一部分表 示為虛線。 作為使用固定IF濾波器安排并切換本地振蕩器頻率的另一方法，本發明的特定 實施例使用這樣一種技術將本地振蕩器頻率保持不變，改變混合器輸出的濾波從而從IF 頻帶的不同部分選擇地處理和提取數據。每部分包括至少兩個接收的數據信號的數據。在 本發明的一個這樣的實施例中，使用一半IF BW濾波器，將L0頻率保持固定，轉換IF濾波 器的中心頻率以覆蓋GLONASS IF頻譜。圖IOA是示出接收信號和本地振蕩器信號的頻譜 的示圖。圖IOB是示出中間頻帶信號的頻譜的示圖。圖IOC是示出中間頻帶信號和濾波響 應的頻譜的示圖。圖10A、10B和IOC示出為了覆蓋整個信號BW，必須首先定位IF頻譜從 而在一個掃描中落在IF濾波器的中心CFp并且在第二掃描中SF2落在IF濾波器的中 心CF2。不變動IF頻譜的中心，而是切換IF濾波裝置的中心頻率以滿足覆蓋整個GLONASS 頻譜的標準。圖10A、10B和IOC中，PBi表示以中心頻率CFi為中心的通帶(或第一濾波響 應)，PB2表示以中心頻率CF2為中心的通帶(或第二濾波響應)。將PB工表示為實線，將PB2 表示為虛線，并且中間頻帶信號的頻譜與第一和第二濾波響應的組合重疊。
可如下計算本示例中需要用于IF濾波器裝置的兩個IF中心頻率
CF! = IF! = IFc_l/4sigBW (IF頻譜的較低一半)
CF2 = IF2 = IFc+l/4sig BW (IF頻譜的較高一半)
IFC = fc_L0 CFi = IF! = (fc—LO)—l/4sig BW
CF2 = IF2 = (fc_L0)+l/4sig BW 在使用切換的LO的本發明的實施例中，可將IF BW(BWF)擴展一個信道以避免IF 濾波器的邊緣效應，而導致對中間信道掃描兩次。對劃分了 n次的IF信號，隨后需要對IF 頻譜的n次掃描以覆蓋IF頻譜。普遍的IF濾波帶寬可以是1、2、3或4MHz。
現在參照圖ll，該示圖示出根據本發明另一實施例的設備。安排混合器6接收具 有多個接收的數據信號的信號46。每個數據信號攜帶以各自載波頻率^ f4為中心的各 自RF帶中的各自的一定數量數據4、 d2、 d3和d4。安排本地振蕩器5產生具有以頻率1A 為中心的窄頻帶的本地振蕩器信號56。混合器6混合接收的數據信號46和本地振蕩器信 號56，產生輸出信號67，輸出信號67包括攜帶各自的一定數量的數據并每個都以各自中間 頻帶中心頻率IFa、IFb等為中心的中間頻帶信號。將攜帶中間頻帶范圍內的所有數據的混 合器輸出信號67提供給可控開關(或交換開關)73。利用來自控制裝置74的信號控制開 關73將中間頻帶信號指向到(或切換)第一濾波器71或第二濾波器72。在本發明的該實 施例中，這些濾波器具有相同的帶寬，但是它們的通帶位于頻譜的不同部分。因此，當開關 73將中間頻帶信號指向到濾波器71時，濾波器71僅使攜帶來自前兩個接收的數據信號的 數據4和d2的中間頻帶信號通過(即，阻斷其余兩個中間頻帶信號)。隨后由放大器8對 濾波的信號718進行放大，并隨后由A/D轉換器9對其進行采樣以提取數據&和d2。在本發明的特定實施例中，將所述數據提供給處理器，安排所述處理器從接收數據計算接收設 備的位置或定位。在第二模式中，控制器74控制開關73將中間頻帶信號732轉向第二濾 波器72，安排第二濾波器72具有的通帶從而僅使那些攜帶數據d3和d4的中間頻帶部分通 過。當通過濾波器72發送混合器輸出時，對來自第二濾波器72的輸出728進行放大并將 其提供給能提取數據d3和d4的A/D轉換器9。 現在參照圖12，該示圖示出使用由控制裝置74控制的可控濾波器70的設備。可 控濾波器70的可控性在于可由控制裝置74改變可控濾波器70的濾波特性。在本發明的 該實施例中，調整發生的形式是能夠在頻率空間變動通帶的位置。在本發明的另一實施例 中通帶的寬度也是可控的。再次對混合器6提供包括多個接收信號的輸入信號46。每個信 號攜帶各自數據4、4和d3并且每個信號都以各自載波頻率^、f2和f3為中心。安排頻率 合成器5產生單個的本地振蕩器頻率1A并將1A提供給混合器6。混合器輸出67是攜帶 中間頻帶中的所有數據4和d2的中間頻帶信號。使控制裝置74適于將濾波器70處于僅 使攜帶數據4和d2的中間頻帶的一部分通過的第一模式或狀態。隨后通過放大器8和采 樣器9來提取數據和d2。隨后控制器74將可控濾波器70轉換為僅使攜帶數據d2和d3 的那些中間頻帶部分通過的第二模式或狀態。隨后使用合適的處理裝置來提取數據。
在圖11所示的本發明的實施例中，所有的接收數據都由涉及濾波特性的單次切 換的技術來提取。每個濾波器能使一半接收數據通過，并且僅單個本地振蕩器頻率需要被 產生。相似地，圖12中，通過僅在可控濾波器特性中進行一個改變就可提取所有數據。安 排第一和第二模式的特性從而它們的通帶重疊，在所述兩個模式中的每個中都可提取數據 d2。 因此，在實現本發明的方法中，安排濾波裝置的帶寬從而該帶寬小于全部接收信 號帶寬(從而幫助提取數據的處理；例如，可使用相較于現有技術較低的采樣率)，但是使 濾波器帶寬足夠大從而濾波裝置的輸出攜帶至少兩個接收到的數據信號的數據，從而減少 需要切換本地信號頻率以從所有接收的數據信號提取數據的次數。 雖然根據本發明的第一方面的方法涉及產生第一和第二本地信號，但是并沒有排 除在本發明的特定實施例中產生不同頻率的更多本地信號的可能性。例如，在特定實施例 中，可使用三個不同的本地信號頻率覆蓋整個接收的信號帶寬，每個本地信號頻率的使用 造成從多個接收的數據信號的每一個提取數據。另外的實施例可使用更多的不同的本地 信號頻率。但是，在特定實施例中，可僅使用兩個本地信號頻率，濾波裝置帶寬足夠大以包 圍至少一半接收信號帶寬，從而在實質上的兩個數據提取步驟中可從所有接收信號獲得數 據。 —定程度上簡化了本發明的上述實施例，特別是在使用的載波頻率的數量方面。 實際上，載波頻率的數量可充分高，濾波器的帶寬也可高得多。 可以以硬件、軟件或硬件和軟件的組合的形式來實現本發明的實施例。可以以如 下形式存儲這樣的軟件以易失或非易失存儲器(例如，如ROM的存儲裝置，不論可擦寫或 可寫入與否)的形式、或者以存儲器的形式(例如，RAM、存儲器芯片、裝置或集成電路或如 CD、 DVD、磁盤或磁帶等的光學或磁性可讀介質)。所述存儲裝置和存儲介質是適于存儲程 序或包括指令的程序的機器可讀存儲器的實施例，當執行所述程序或包括指令的程序時， 實現本發明的實施例。因此，本發明的實施例提供實現如說明書中描述的系統或方法的包
12括代碼的程序以及存儲這樣程序的機器可讀存儲器。另外，可經由任意介質(諸如通過有 線或無線連接攜帶的通信信號)來電子傳送這樣的程序，并且本發明實施例適當地等同包 含。 在整個說明書中，除非上下文有相反要求，單數也包括復數。更具體地，除非上下
文有相反要求，當使用不明確的敘述時，應該將說明書理解為考慮復數和單數。 結合本發明的特定方面、實施例或示例描述的特征、整數、特性、混合物、化學等分
或組應該被理解為可用于在此描述的任何其他方面、實施例或示例，除非與其矛盾。 應該清楚的是，在本發明的整個說明書和權利要求中，通常以"用于Y的X"(其中，
Y是一些動作、活動或步驟，X是一些進行所述動作、活動或步驟的裝置)的形式的語言包含
但不唯一的表示明確地使X適于或安排X來執行Y。 雖然參照特定優選實施例示出和描述了本發明，但是本領域技術人員應該理解， 在不脫離范圍由權利要求限定的本發明的原理和精神的情況下，可對其進行形式上和細節 上的各種改變。
權利要求
一種從具有不同載波頻率的多個數據信號提取數據的方法，所述方法包括以下步驟接收至少三個數據信號，每個數據信號包括具有各自載波頻率并被調制以攜帶各自數據的各自載波，最低載波頻率是fL，最高載波頻率是fH；將所述至少三個數據信號與第一本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三個數據信號的每一個的數據的第一混合信號；對第一混合信號進行濾波以生成攜帶所述至少三個數據信號的第一多個數據信號的數據的第一濾波信號；處理第一濾波信號以提取所述第一多個數據信號的數據；將所述至少三個數據信號與第二本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三個數據信號的每一個的數據的第二混合信號；對第二混合信號進行濾波以生成攜帶所述至少三個數據信號的第二多個數據信號的數據的第二濾波信號，其中，所述第二多個數據信號不同于所述第一多個數據信號；以及處理第二濾波信號以提取所述第二多個數據信號的數據。
2. 如權利要求1所述的方法，其中，第一本地信號具有第一頻率1A，第二本地信號具有第二頻率L(^，第一混合信號和第二混合信號的每一個都由具有通帶帶寬BWF的濾波裝置進行濾波，其中，BWF < (fH_fJ ， L02不同于1A。
3. 如權利要求2所述的方法，其中，安排第一頻率1A從而第一混合信號攜帶與通帶相應的頻率范圍內的所述第一多個數據信號的數據，并且安排第二頻率L02從而第二混合信號攜帶頻率范圍內的所述第二多個數據信號的數據。
4. 如權利要求2所述的方法，其中，處理第一濾波信號和第二濾波信號的步驟包括分別以采樣率R對第一濾波信號和第二濾波信號進行采樣，其中，R > 2BWF。
5. 如權利要求1所述的方法，還包括控制頻率合成器或本地振蕩器中的一個以在產生第一本地信號和第二本地信號之間切換。
6. 如權利要求1所述的方法，其中，第一本地信號和第二本地信號具有相同的頻率。
7. 如權利要求6所述的方法，其中，由第一通帶濾波器對第一混合信號進行濾波，所述第一通帶濾波器具有以第一中心頻率C巳為中心的第一帶寬BWF1的第一通帶，其中BWF1< (fffj，并且由第二通帶濾波器對第二混合信號進行濾波，所述第二通帶濾波器具有以不同的第二中心頻率CF2為中心的第二帶寬BWF2的第二通帶，其中BWF2 < (fH_fJ ，并且第二通帶濾波器不同于第一通帶濾波器。
8. 如權利要求7所述的方法，還包括控制開關裝置以在將第一混合信號發送到第一通帶濾波器和將第二混合信號發送到第二通帶濾波器之間進行切換。
9. 如權利要求6所述的方法，其中，使用普通可控濾波器對第一混合信號和第二混合信號中的每一個進行濾波，控制所述可控濾波器在第一模式和第二模式之間進行切換，在第一模式中，可控濾波器提供以第一中心頻率C巳為中心的第一帶寬BWn的第一通帶，其中BWF1 < (fH-fJ ，在第二模式中，可控濾波器提供以第二中心頻率CF2為中心的第二帶寬BWF2的第二通帶，其中BWF2 < (fH-f J ，，其中，不同于CF2。
10. 如權利要求7所述的方法，其中，第一帶寬等于第二帶寬。
11. 如權利要求1所述的方法，其中，每個數據信號是來自全球導航衛星系統的各個太空船的導航信號，所述方法還包括處理從第一多個數據信號和第二多個數據信號提取的數據以確定位置或方位。
12. —種從具有不同載波頻率的多個數據信號提取數據的設備，包括接收天線，接收至少三個數據信號，其中，每個數據信號包括具有各自載波頻率并被調制以攜帶各自數據的各自載波，最低載波頻率是4，最高載波頻率是fH ;混合器，所述混合器被安排用于將所述至少三個數據信號與第一本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三個數據信號的每一個的數據的第一混合信號，將所述至少三個數據信號與第二本地信號進行混合以產生攜帶所述至少三個數據信號的每一個的數據的第二混合信號；濾波裝置，所述濾波裝置被安排為對第一混合信號進行濾波以生成攜帶所述至少三個數據信號的第一多個數據信號的數據的第一濾波信號，并對第二混合信號進行濾波以生成攜帶所述至少三個數據信號的第二多個數據信號的數據的第二濾波信號，其中，所述第二多個數據信號不同于所述第一多個數據信號；以及模數轉換器，所述模數轉換器被安排為處理第一濾波信號以提取所述第一多個數據信號的數據，并處理第二濾波信號以提取所述第二多個數據信號的數據。
13. 如權利要求12所述的設備，還包括頻率合成器，用于產生具有第一頻率1A的第一本地信號，并產生具有第二頻率11)2的第二本地信號，其中，1A不同于L02。
14. 如權利要求12所述的設備，其中，所述第一本地信號和第二本地信號具有相同的頻率，并且所述設備還包括第一通帶濾波器，具有以第一中心頻率C&為中心的第一帶寬BWn的第一通帶，其中，BWF1 < (fffj，并且所述第一通帶濾波器對第一混合信號進行濾波；第二通帶濾波器，具有以不同的第二中心頻率C&為中心的第二帶寬BW^的第二通帶，其中，BWF2 < (fH_f J ，并且所述第二通帶濾波器對第二混合信號進行濾波；以及開關裝置，在將第一混合信號發送到第一通帶濾波器和將第二混合信號發送到第二通帶濾波器之間進行切換。
15. 如權利要求12所述的設備，其中，所述第一本地信號和第二本地信號具有相同的頻率，并且所述設備還包括普通可控濾波器，控制所述普通可控濾波器在第一模式和第二模式之間進行切換，在第一模式中，可控濾波器提供以第一中心頻率C&為中心的第一帶寬BWn的第一通帶，其中BWF1 < (fH-fJ ，在第二模式中，可控濾波器提供以第二中心頻率CF2為中心的第二帶寬BWF2的第二通帶，其中BW^〈 (fff,)，其中，C&不同于C巳，并且使用所述普通可控濾波器對第一混合信號和第二混合信號的每一個進行濾波。
全文摘要
提供一種提取具有不同載波頻率的數據信號的方法。接收至少三個數據信號，最低載波頻率是fL，最高載波頻率是fH。產生具有第一頻率的第一本地信號。將所述至少三個數據信號與第一本地信號進行混合以產生第一混合信號。利用濾波裝置對第一混合信號進行濾波以生成攜帶第一多個數據信號的數據的第一濾波信號，所述濾波裝置具有通帶帶寬BWF，其中，BWF＜(fH-fL)。產生具有不同的第二頻率的第二本地信號。將所述至少三個數據信號與第二本地信號進行混合以產生第二混合信號。利用濾波裝置對第二混合信號進行濾波以生成攜帶不同的第二多個數據信號的數據的第二濾波信號。
文檔編號H04B7/185GK101789922SQ20101010436
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月27日 優先權日2009年1月27日
發明者蘇林德·辛格·蒂恩德 申請人:三星電子株式會社