GPS接收器的简介

如题所述

第1个回答  2016-05-27

概况
L1和L2波段
如图1所示,每个卫星都在两个载波上发送两个直接序列扩频信号。之所以要使用扩频技术,是因为它具有高度的抗窄带干扰能力。
图1 驻留在L1和L2 GPS信号波段上的P码和C/A码 解扩频GPS信号的质量决定了GPS接收器的精度,它是由结果误码率(BER)来的判定。假定基带处理器需要的BER为10-5,用于BPSK模块的相关器的Eb/N0 将不小于9.5dB。Eb/N0定义为每bit上的能量对噪声浓度的比。从9.5dB的相关器Eb/N0除去43dB的处理器增益,相关器的输入信噪比是-33.5dB。
具体应用
当GPS器件成为手机或其他手持设备集成解决方案一部分时,它们对相邻单元干扰的承受能力将成为关键。举例来说,一个双频带CDMA手机可同时进行 GPS工作。此时,功率放大器上的典型CDMA传送功率是25dBm。假设互扰消除器和GPS通带过滤拓扑可以隔离-70dB的频带外信号,GPS接收器将承受-45dBm的带外干扰级。
为了减少成本和尺寸,多数的制造商在设计多功能器件时会使用一个普通的参考频率。传统的GPS接收器只工作在16.36MHz的参考频率下。如果 GPS接收器是一个单独的单元,灵活的参考输入将不再需要。然而,当今的手持设备需要多种参考频率,如10.0、13、14.4、19.2、20.0和 26.0MHz。因此,当低成本、小体积成为器件的发展趋势时,一个具有灵活参考输入的GPS接收器将非常有用。举例来说,MAX2741 GPS接收器有一个集成合成器,通过接收2~26MHz的参考频率,它将有助于建立灵活的频率规划。当配有一个外加LNA时,该器件能获得小于2dB的级联噪声。
过去,在GPS接收器中关联接收到的PRN代码和已知PRN代码的工作是由专门的GPS基带处理器来完成的。由于有了菲利普公司的突破性软件GPS技术,关联和计算功能将交由应用处理器中的内置软件来完成。这样做不仅降低了成本,还减小了GPS解决方案的尺寸
众所周知,对干扰的抵抗主要依靠系统的处理增益。处理增益越高,GPS信号扩展的越宽,如果将信号扩展至整个波段,只会有一部分有用信号被窄带干扰破坏。但信号在经过解扩频过程后,窄带干扰会被放大。对于GPS应用而言,每一个PRN代码序列的大小是 1.023 bit,扩频的速率是1.023M/s。这样,处理增益被定义为:
处理增益=10log(芯片速率/数据速率)=43dB (1)
此式中,芯片速率=1.023M/s, 数据速率=50b/s。
假设GPS软件的执行损失为3.5dB,量化器输入的信噪比为-30dB。在整个2.046M的采样带宽内,集成噪声功率为-111dBm。为了获得-139dBm的目标敏感度,所需的级联接收噪声将是 -28dB的天线中信号信噪比和-30dB的量化器输入中的信号信噪比之差。
NF=SNRANTENNA/SNRQUANTIZER = -28dB-(-30dB) = 2dB (2)