[发明专利]扩展频谱信号处理

说明书

本申请是分案申请，其母案申请的申请号为200380101416.2，申请日为2003年10月3日，发明名称为“扩展频谱信号处理”。

技术领域

本发明主要涉及一种用基于向量的算法的扩展频谱信号的处理。

背景技术

扩展频谱技术在许多领域变得越来越重要，其中蜂窝通信系统和全球导航卫星系统(GNSS)是两个重要的例子。此外，多种传输标准产生对混合或者通用接收器的需求。例如，蜂窝标准cdma2000和WCDMA都包括扩展频谱信号的传输。然而，由于空中接口(air interface)的差异，一个和相同的终端不能用在两个系统中。代替地，必须在每个系统中使用专用的终端。可选择地，必须设计包括两个独立收发器回路的双模终端。相应地，被称为全球定位系统(GPS；美国政府)的适用于一个GNSS的导航接收器不能接收来自属于不同GNSS的卫星的信号，例如伽利略系统(用于全球导航服务的欧洲程序)或者全球轨道导航卫星系统(GLONASS；俄罗斯联邦国防部)。

为了使之成为可能，必须设计多模接收器。然而，在单独的装置中包括的多个接收链路不仅昂贵，而且使该装置庞大和笨重，特别是如果要处理两个以上信号格式。因此，期望出现可编程软件接收器解决方案，它的信号处理原理可以根据将被接收和处理的信号而改变。

用于处理GNSS信号的各种软件解决方案是已知的。专利文件WO02/50561是一个例子，其描述了用于引导导弹的GPS接收器跟踪系统。这里接收站包括一个或者多个处理阶段，用于接收和处理GPS数据。响应于相关操作的结果，控制信号控制是否将增加或减少一些处理阶段。定时信息的跟踪和恢复完全在软件中执行。然而，处理包括比较复杂的傅立叶变换的实时计算，因此需要相当多的处理资源。因此，这种类型的接收器特别不适合小型装置，例如蜂窝电话或者便携式GNSS接收器。

文章《TUPM 12.4：GPS基带处理的软件解决方案》(“TUPM 12.4：Software Solution of GPS Baseband Processing”)(ULSI Laboratory，Mitsubishi Electric Corporation，IEEE，1998 by Asai T.，et al.)概述了使用嵌入式微处理器的软件GPS接收器的原理，其使得来自相当于八颗卫星的信号能够以大约40MIPS(每秒百万/或者兆条指令，Millions of/or MegaInstructions Per Second)的速度被解调。这里2MHz GPS基带信号被供给软件无线电接收器，其执行频谱解扩和混频；同步解调，卫星探测和跟踪；以及相位补偿。一种算法被提出，通过它，中频(IF)信号被1位(bit)取样并且在解扩之前执行降频变换。以32样本形式的合成数据被连续并行处理。DRAM(动态随机存取存储器，Dynamic Random Access Memory)储存用于每个卫星的特殊C/A(粗略探测，Coarse Acquisition)代码表，其中，信号被从该卫星接收。所有其它数据和指令被储存在高速缓冲存储器中，以完成高速处理。虽然这个策略被宣称导致相当有效的实现，但是实际上文章缺乏关于怎样为了获得这个效果实现展开和相关的特殊描述。

《对GPS进行调谐-用于GPS接收器的实时软件无线电构造》(Tuning in to GPS-Real-Time Software Radio Architectures for GPSReceivers)(Akos.D.et al.，GPS World，July 2001)，描述了一种接收器构造，通过它，IF信号样本被直接从无线电前端供给到用于继续处理的可编程处理器。文章提及使用单指令多数据(SIMD，single instruction multipledata)指令并行处理多数据取样的可能性。然而，便携性和灵活性问题被意识到，并且在此没有指出有效的并行处理如何能够实际地被完成。