一種用於定位的移動廣播信號解調晶片的製作方法
2023-08-10 10:33:01 2
專利名稱：一種用於定位的移動廣播信號解調晶片的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種用於定位的移動廣播信號解調晶片。
背景技術：
LBS (Location Based krvice，基於位置的服務)是通過移動通信網絡，採用無線 定位技術，結合GIS (Geographic Information System，地理信息系統)，為用戶提供基於位 置導航、查詢的一種增值業務，是空間信息技術與無線通訊技術的結合。近年來，無線電技 術和無線區域網技術的進步以及定位服務需求的增加大力推動了定位技術的發展，人們對 LBS的需求也與日俱增，特別是在應對緊急情況時，定位信息更是顯得尤為重要，因此，基於 LBS的無線定位應用具有廣泛的應用市場。目前，LBS有三種實現定位的方法GPS(GlcAal Positioning System，全球定位系 統)定位、無線網絡定位和混合定位。其中，混合定位就是前兩種定位方法的結合，是現今 最常用的定位方法。如申請號為200910090194. 8的中國專利公開了「一種移動通信系統中 的定位方法與移動終端、定位伺服器」中，其通過定位時獲得的一組實際信號參數信息、每 一實際信號參數信息對應的基站標識以及存儲的預先在不同子區域中實際測量到的各組 信號參數統計值以及每一實際信號參數信息對應的基站標識，通過匹配，對移動終端進行 定位，提高了定位速度和精度。然而，由於移動基站信號覆蓋範圍不足，所以採用前述方法 定位的精度仍然有待提高。此外，如果大量移動終端都與基站通訊進行定位則會佔用通訊 資源。隨著移動廣播體系的發展，其具有信號覆蓋範圍廣、系統建設周期短、成本低的優 點，如果能將其與定位技術相結合，將具有廣闊的發展前景。而現有的解調晶片只具有對 移動廣播信號的接收解調功能，終端需要添加單獨的定位模塊才能實現定位功能，集成度 低，不利於開發具有室內外高精度定位功能的終端。因此，亟待提供一種改進的用於定位的移動廣播信號解調晶片以克服上述缺陷。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種用於定位的移動廣播信號解調晶片，其不 僅可以正常解調移動廣播信號中的廣播數據，還可以解調移動廣播信號時隙頭或傳輸幀頭 中插播的定位擴頻信號，從而獲得導航電文信息和定位特徵參數，可以有效提高定位精度。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用於定位的移動廣播信號解調晶片， 其包括接收解調模塊，用於解調接收到的移動廣播信號的時隙頭或傳輸幀頭中插播的定 位擴頻信號以獲取導航電文信息，所述導航電文信息包括移動廣播基站的基站標識；以及測量模塊，用於測量獲取定位特徵參數。進一步地，所述定位特徵參數包括各個移動廣播基站到終端的信號時延值、信號 時延差值、信號強度、信號到達角度中的一個或多個。
優選地，所述導航電文信息還包括時間修正參數，所述定位特徵參數為各個移動 廣播基站到終端的信號時延值或信號時延差值，則所述解調晶片還包括誤差修正模塊，用 於採用所述時間修正參數對所述信號時延值或信號時延差值進行修正。優選地，所述用於定位的移動廣播信號解調晶片還包括處理模塊，用於根據所述 接收解調模塊獲取的導航信息電文和所述測量模塊獲取的定位特徵參數獲取定位數據。進一步地，所述處理模塊通過幾何解算定位技術獲取定位數據，則所述導航電文 信息還包括移動廣播基站的位置信息。可選地，所述處理模塊通過特徵匹配定位技術獲取定位數據。優選地，所述用於定位的移動廣播信號解調晶片還包括氣壓測量模塊和定位數 據校正模塊，其中，所述氣壓測量模塊用於測量大氣壓力；所述定位數據校正模塊用於根據 所述氣壓測量模塊測得的大氣壓力計算海拔高度值，並採用所述海拔高度值對所述定位數 據獲取模塊獲得的定位數據進行校正以獲得最終定位數據。優選地，所述用於定位的移動廣播信號解調晶片還包括通信模塊，用於將所述接 收解調模塊獲取的導航電文信息和所述測量模塊獲取的定位特徵參數和所述發送給網絡 側定位伺服器，以及接收所述網絡側定位伺服器返回的定位數據。優選地，若所述移動廣播信號為CMMB(China Mobile MultimediaBroadcasting, 中國移動多媒體廣播)信號，則所述定位擴頻信號填充在每個時隙的TXIDCTransmitter Identifier，發射機標識)和第一個同步信號的前部；若所述移動廣播信號為DAB (Digital Audio Broadcasting，數位訊號廣播)信號，則所述定位擴頻信號填充在每個傳輸幀的零符 號中。本發明的用於定位的移動廣播信號解調晶片可以解調移動廣播信號時隙頭或傳 輸幀頭中插播的定位擴頻信號從而獲得導航電文信息，並且測量獲得定位特徵參數，可以 有效提高定位精度。並且本發明的用於定位的移動廣播信號解調晶片兼容原有移動廣播體 制，不影響對於原體制下終端移動廣播接收的功能，易於實現。
圖1本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第一實施例的結構框圖。圖2為CMMB信號的幀結構示意圖。圖3為圖2所示CMMB中的定位擴頻信號插播方式示意圖。圖4為DAB信號的信道結構示意圖。圖5為圖4所示DAB信號的同步信道的幀結構示意圖。圖6為圖4所示DAB信號中的定位擴頻信號插播方式示意圖。圖7為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第二實施例的結構框圖。圖8為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第三實施例的結構框圖。圖9為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第四實施例的結構框圖。 圖10為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第五實施例的結構框圖。為了使本發明的技術方案更加清楚、明了，下面將結合附圖作進一步詳述。
具體實施例方式本發明提供了一種用於定位的移動廣播信號解調晶片，其不僅可以正常解調移動 廣播信號中的廣播數據，還可以解調移動廣播信號時隙頭或傳輸幀頭中插播的定位擴頻信 號，從而獲得導航電文信息和定位特徵參數，可以有效提高定位精度圖1為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第一實施例的結構示意圖。如 圖1所示，本實施例的用於定位的移動廣播信號解調晶片包括接收解調模塊11和測量模塊 12。其中，所述接收解調模塊11用於解調接收到的移動廣播信號，如CMMB信號、DAB信號 等的時隙頭或傳輸幀頭中插播的定位擴頻信號以獲取導航電文信息，所述導航電文信息包 括移動廣播基站的基站標識；所述測量模塊12用於測量獲取定位特徵參數。所述定位特徵 參數包括各個移動廣播基站到終端的信號時延值、信號時延差值、信號強度、信號到達角度 中的一個或多個。具體的，若所述移動廣播信號為CMMB(China Mobile MultimediaBroadcasting, 中國移動多媒體廣播)信號，則所述定位擴頻信號填充在每個時隙的TXIDCTransmitter Identifier，發射機標識)和第一個同步信號的前部。CMMB信號的幀結構如圖2所示，每幀 (Is)分為40個時隙，每個時隙中，前136 μ m段的CMMB數據段(包括36 μ m TXID和 IOOym同步符號)替換為碼長511的GOLD碼，作為粗捕獲及跟蹤解調之用。由於CMMB信 號有兩段同步信號，佔用第一個同步信號的100 μ m時間段插入擴頻碼仍可進行同步與信 道估計，故可以將TXID段36 μ m與第一個同步信號的前100 μ m進行CDMA (Code Division Multiple Access，碼分多址)定位擴頻信號插播，共136 μ m時間，其中前102. 2 μ m填充 511位GOLD碼，後33. 8 μ m作為保護間隔，進行循環填充169位，該680位擴頻碼調製Ibit 電文，有效擴頻增益至少為27. 08dB，定位擴頻信號幅度與CMMB數據子載波的幅度值相同。 此外，還可以在所述CMMB信號的每個時隙的剩餘部分疊加擴頻碼，疊加方式如圖3所示。 具體的，疊加擴頻碼仍可以採用碼長511的GOLD碼序列，除每個時隙頭前136 μ m段不疊加 外，各個時隙的其餘CMMB數據部分均循環疊加該碼長511的GOLD碼序列，且疊加碼相位與 時隙頭中碼相位保持連續。疊加碼信號以低於CMMB信號能量20dB方式，疊加於CMMB數據 之上。疊加碼信號以低於CMMB信號能量20dB以保證不幹擾CMMB信號的正常接收。所述擴頻碼還可以是零互相關窗大於128的LAS碼或M序列，通過互相關減輕算 法抑制多址幹擾。解調定位擴頻信號時可先根據CMMB現有系統方案確定時隙頭位置，再在時隙頭位 置捕獲並解調插播於時隙頭的定位擴頻信號，測量定位特徵信號。捕獲完畢後，在跟蹤狀態下 利用連續疊加的疊加擴頻碼進行長時間相關積分，以提高特徵信息測量精度與測量穩定性。若所述移動廣播信號為DAB信號，則所述定位擴頻信號填充在每個傳輸幀的零 符號中。DAB的信道結構如圖4所示，其包括同步信道，快速信息信道和主業務信道。而 同步信道在任何傳輸模式中都佔用每個傳輸幀的前兩個OFDM符號，如圖5所示，第一個 OFDM符號是持續時間為TNULL的零符號(NULL)，第二個符號是持續時間為Ts的相位基站 符號(PRS)。各個發射點的發射機在零符號期間，使用碼分多址方式發送發射機信息數據。 SFN(Single Frequency Network，單頻網)內每臺發射機分配唯一的標識(ID)，相鄰的發射 機分配不同的擴頻字，考慮到多徑幹擾問題，採用擴頻字將發射機信息數據調製後，通過循 環前綴擴展成長度為TNULL，佔用使用同步信道的零符號傳輸。進一步地，可以在零符號起始時刻，採用碼長127gold碼循環填充兩段，以及後面78位，構成332碼長擴頻序列(接收 機取2M位碼相關解調，可根據實際情況選取前或後78位做保護間隔，保證2M位碼完整 解調即可)。7階(碼長127)Gold碼生成取前四。為保證接收終端有效進行空能量檢測 以實現DAB信號解調時的同步，在對零符號調製時使其能量低於DAB信號能量10dB，如圖6 所示。解調定位擴頻信號時可先根據DAB現有系統方案確定或傳輸幀頭的零符號位置， 再在零符號位置捕獲並解調插播於時隙頭的定位擴頻信號，測量定位特徵信號。本實施例的用於定位的移動廣播信號解調晶片可以解調移動廣播信號時隙頭或 傳輸幀頭中插播的定位擴頻信號從而獲得導航電文信息，並且測量獲得定位特徵參數，可 以有效提高定位精度。並且本發明的用於定位的移動廣播信號解調晶片兼容原有移動廣播 體制，不影響對於原體制下終端移動廣播接收的功能，易於實現。圖7為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第二實施例的結構示意圖。如 圖7所示，本實施例的用於定位的移動廣播信號解調晶片包括接收解調模塊71、測量模塊 72和誤差修正模塊73。其中，所述接收解調模塊71用於解調接收到的移動廣播信號，如 CMMB信號、DAB信號等的時隙頭或傳輸幀頭中插播的定位擴頻信號以獲取導航電文信息， 所述導航電文信息包括移動廣播基站的基站標識和時間修正參數；所述測量模塊72用於 測量獲取定位特徵參數。所述定位特徵參數包括各個移動廣播基站到終端的信號時延值、 信號時延差值、信號強度、信號到達角度中的一個或多個。所述誤差修正模塊73用於採用 所述時間修正參數對所述信號時延值或信號時延差值進行修正。本實施例的用於定位的移動廣播信號解調晶片可以解調移動廣播信號時隙頭或 傳輸幀頭中插播的定位擴頻信號從而獲得導航電文信息，並且測量獲得定位特徵參數，可 以有效提高定位精度。並且本發明的用於定位的移動廣播信號解調晶片兼容原有移動廣播 體制，不影響對於原體制下終端移動廣播接收的功能，易於實現。此外，本實施例的測量模 塊72採用了信號時延差值作為定位特徵參數，從而消除了接收終端與基站不同步導致的 誤差，而誤差修正模塊73採用時間修正參數對信號時延差值進行修正，從而可以獲得更高 的時延特徵精度，進而有效提高定位精度。圖8為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第三實施例的結構框圖。本實 施例的移動廣播解調晶片與第二實施例不同之處在於，其還包括處理模塊74。所述處理模 塊74用於根據所述導航信息電文和所述定位特徵參數獲取定位數據。所述處理模塊74可 以通過幾何解算定位技術獲取定位數據，此時，所述導航電文信息至少包括移動廣播基站 的基站ID和位置信息。所述處理模塊74還可以通過特徵匹配定位技術在資料庫中查找獲 取定位數據。本實施例的用於定位的移動廣播信號解調晶片可以解調移動廣播信號時隙頭或 傳輸幀頭中插播的定位擴頻信號從而獲得導航電文信息，並且測量獲得定位特徵參數，可 以有效提高定位精度。並且本發明的用於定位的移動廣播信號解調晶片兼容原有移動廣播 體制，不影響對於原體制下終端移動廣播接收的功能，易於實現。圖9為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第四實施例的結構框圖。本實 施例的用於定位的移動廣播信號解調晶片與第三實施例的不同之處在於，其還包括氣壓測 量模塊75，所述氣壓測量模塊75用於測量大氣壓力並傳給所述處理模塊，可以為氣壓傳感器；所述處理模塊74還用於根據所述氣壓測量模塊75測得的大氣壓力計算海拔高度值，並 採用所述海拔高度值對所述定位數據獲取模塊獲得的定位數據進行校正以獲得最終定位 數據。該最終定位數據包括水平位置信息與高度位置信息，實現了高度上的分層定位。氣壓測高是根據在重力場內，大氣壓力隨高度增加而減小，並有確定的函數關係 的原理工作的。因此，可以通過使用氣壓傳感器來測量大氣壓力，然後根據氣壓與海拔高度 的關係，計算出海拔高度值。測量時氣壓傳感器用來將被測氣壓轉換為模擬電壓信號輸出， 經過V/F轉換模塊把氣壓傳感器輸出的模擬電壓信號轉換成具有一定頻率的脈衝信號(其 頻率隨輸入電壓呈線性變化)。通過單片機接收該脈衝信號，得到單位時間內獲得的脈衝 數，依據電壓與頻率的線性關係式計算出所對應的實際氣壓值，之後經過數據處理給出高 度指示，實現高層上的區分。最後，根據廣播定位坐標、偽距和氣壓測高計的數值進行用戶 位置計算，進一步提高室內複雜定位的精度。圖10為本發明用於定位的移動廣播信號解調晶片的第五實施例的結構框圖。本 實施例的解調晶片與前述實施例不同之處在於，其還包括通信模塊76，所述通信模塊76 用於將所述接收解調模塊71獲取的導航電文信息和所述測量模塊72獲取的定位特徵參數 和所述發送給網絡側定位伺服器，以及接收所述網絡側定位伺服器返回的定位數據。所述 定位特徵參數可以是經過誤差修正後的參數。以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用 本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接應用在其他相關 的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.一種用於定位的移動廣播信號解調晶片，其特徵在於，包括接收解調模塊，用於解調接收到的移動廣播信號的時隙頭或傳輸幀頭中插播的定位擴 頻信號以獲取導航電文信息，所述導航電文信息包括移動廣播基站的基站標識；以及測量模塊，用於測量獲取定位特徵參數。
2.根據權利要求1所述的解調晶片，其特徵在於，所述定位特徵參數包括各個移動廣 播基站到終端的信號時延值、信號時延差值、信號強度、信號到達角度中的一個或多個。
3.根據權利要求2所述的解調晶片，其特徵在於，所述導航電文信息還包括時間修正 參數，所述定位特徵參數為各個移動廣播基站到終端的信號時延值或信號時延差值，則所 述解調晶片還包括誤差修正模塊，用於採用所述時間修正參數對所述信號時延值或信號時 延差值進行修正。
4.根據權利要求1-3任一項所述的解調晶片，其特徵在於，還包括處理模塊，用於根據 所述接收解調模塊獲取的導航信息電文和所述測量模塊獲取的定位特徵參數獲取定位數 據。
5.根據權利要求4所述的解調晶片，其特徵在於，還包括氣壓測量模塊，用於測量大氣 壓力並傳給所述處理模塊；所述處理模塊還用於根據所述氣壓測量模塊測得的大氣壓力計 算海拔高度值，並採用所述海拔高度值對所述定位數據獲取模塊獲得的定位數據進行校正 以獲得最終定位數據。
6.根據權利要求4所述的解調晶片，其特徵在於，所述處理模塊通過幾何解算定位技 術獲取定位數據，則所述導航電文信息還包括移動廣播基站的位置信息。
7.根據權利要求4所述的解調晶片，其特徵在於，所述處理模塊通過特徵匹配定位技 術獲取定位數據。
8.根據權利要求1-3任一項所述的解調晶片，其特徵在於，還包括通信模塊，用於將 所述接收解調模塊獲取的導航電文信息和所述測量模塊獲取的定位特徵參數和所述發送 給網絡側定位伺服器，以及接收所述網絡側定位伺服器返回的定位數據。
9.根據權利要求1-3任一項所述的解調晶片，其特徵在於，若所述移動廣播信號為中國移動多媒體廣播信號，則所述定位擴頻信號填充在每個時 隙的發射機標識和第一個同步信號的前部；若所述移動廣播信號為數位訊號廣播信號，則所述定位擴頻信號填充在每個傳輸幀的 零符號中。
全文摘要
本發明公開了一種用於定位的移動廣播信號解調晶片，其包括接收解調模塊和測量模塊，所述接收解調模塊用於解調接收到的移動廣播信號的時隙頭或傳輸幀頭中插播的定位擴頻信號以獲取導航電文信息；所述測量模塊用於測量獲取定位特徵參數。該移動廣播信號解調晶片不僅可以正常解調移動廣播信號中的廣播數據，還可以解調移動廣播信號時隙頭或傳輸幀頭中插播的定位擴頻信號，從而獲得導航電文信息和定位特徵參數，可以有效提高定位精度。
文檔編號H04W24/08GK102076003SQ20101060215
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者餘彥培, 關維國, 李合敏, 趙寶瑩, 鄧中亮 申請人:北京郵電大學