[實用新型]一種檢測GPS信號中數(shù)據(jù)位跳變的電路模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720032706.1
• 申請日: 2007-09-11
• 公開（公告）號: CN201083827Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何秋生;程亞奇;周文益
• 申請（專利權(quán)）人: 西安華迅微電子有限公司
• 主分類號: G01S1/04
• 分類號: G01S1/04;G01S5/02;G01R31/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 劉國智

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))中捕獲衛(wèi)星弱信號的檢測捕獲電路。特別涉及一種檢測GPS信號中數(shù)據(jù)位跳變的電路模塊。

背景技術(shù)

擴頻通信技術(shù)由于使用了碼分多址編碼技術(shù)，使得系統(tǒng)具有良好的抗干擾和截獲性。在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中得到了廣泛的使用，特別是在已經(jīng)廣泛應(yīng)用的全球定位系統(tǒng)中，如美國的GPS系統(tǒng)，歐盟的伽利略系統(tǒng)等。對于在信噪比高的環(huán)境中(如室外或者一般開闊環(huán)境中)，對于GPS系統(tǒng)，只要使用1ms的數(shù)據(jù)就可以得到信號的碼相位和載波頻率，即可以捕獲衛(wèi)星信號。但是在弱信號的環(huán)境中(載噪比低于30dB-Hz甚至20dB-Hz時)，如室內(nèi)、城市街道或者狹窄的空間中，如果只使用1ms的數(shù)據(jù)是不足以捕獲衛(wèi)星信號的。這樣就需要在多個周期上累積衛(wèi)星信號的能量，以能夠檢測到相關(guān)峰值。根據(jù)實際經(jīng)驗統(tǒng)計，GPS信號中數(shù)據(jù)位跳變并不是20ms就跳變一次，在很多時候40ms才跳變一次，但是在處理信號中還必須考慮20ms就可能跳變，采用相干積分或非相干積分處理信號，都必須考慮由于數(shù)據(jù)位跳變引起的不良影響，如會縮短參加相干積分的數(shù)據(jù)長度或者造成非相干積分中的“平方損失”。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測GPS信號中數(shù)據(jù)位跳變的電路模塊，利用匹配濾波器技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)，來判斷數(shù)據(jù)位跳變的位置，并利用此信息來捕獲低信噪比的信號。

為達到以上目的，本實用新型專利采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種檢測GPS信號中數(shù)據(jù)位跳變的電路模塊，其特征在于，包括數(shù)字下變頻器、控制器、匹配濾波器組和數(shù)字信號處理器，所述的數(shù)字下變頻器接收GPS射頻前端A/D轉(zhuǎn)換器輸出的I/Q數(shù)字中頻信號，其輸出在控制器的控制下分別連接匹配濾波器組和數(shù)字信號處理器的輸入端；所述的控制器分別與匹配濾波器組和數(shù)字信號處理器雙向數(shù)據(jù)連接，用以控制匹配濾波器組進行信號匹配和控制數(shù)字信號處理器進行數(shù)字處理，所述的匹配濾波器組包括兩個匹配濾波器分別接入數(shù)字下變頻器輸出的I和Q路信號，同時進行信號匹配，并通過與數(shù)字信號處理器雙向連接進行多次匹配數(shù)據(jù)處理；其匹配得到的結(jié)果送給控制器用于判斷跳變位置；控制器通過匹配濾波器組比較多次的匹配結(jié)果判斷出數(shù)據(jù)位的跳變位置。

上述方案中，所述的數(shù)字下變頻器的信號輸出在控制器的控制下分別連接匹配濾波器組和數(shù)字信號處理器的輸入端，是通過一個第一存儲器來實現(xiàn)的；所述的匹配濾波器組與數(shù)字信號處理器的雙向連接是通過一個第二存儲器來實現(xiàn)的；所述的控制器分別與匹配濾波器組和數(shù)字信號處理器雙向數(shù)據(jù)連接也是通過該第二存儲器來實現(xiàn)的。

所述的匹配濾波器組可采用一個現(xiàn)場可編程門陣列FPGA來實現(xiàn)輸入I/Q數(shù)字信號的匹配。

本實用新型主要是應(yīng)用在信噪比低的環(huán)境(如載噪比小于30dB-Hz)中。當然如果在高信噪比環(huán)境中，也可以使用。本實用新型的優(yōu)點是，在弱GPS信號環(huán)境下，利用數(shù)據(jù)位跳變檢測電路來獲得數(shù)據(jù)位跳變位置。數(shù)字下變頻器接收來自射頻前端經(jīng)過A/D變換得到的I/Q兩路數(shù)字中頻信號，并通過抽取方法把I/Q兩路信號的頻率下降到一定的頻率，然后通過匹配濾波器組來進行信號匹配，通過控制器控制匹配濾波器的匹配執(zhí)行過程，并判斷出數(shù)據(jù)位的跳變位置，最后利用這個結(jié)果來延長參加相干積分的數(shù)據(jù)長度，以提高接收機的捕獲靈敏度。

附圖說明

圖1為本實用新型電路模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實用新型的一個實施例的電路原理圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

如圖1所示，一種檢測GPS信號中數(shù)據(jù)位跳變的電路模塊，包括數(shù)字下變頻器101、控制器102、匹配濾波器組103和數(shù)字信號處理器104，數(shù)字下變頻器101接收GPS射頻前端A/D轉(zhuǎn)換器出來的I/Q數(shù)字中頻信號，其輸出在控制器102的控制下分別送給匹配濾波器組103和數(shù)字信號處理器104進行信號匹配和數(shù)字處理，控制器102通過比較多次的匹配結(jié)果就可以判斷出數(shù)據(jù)位的跳變位置。匹配濾波器組103是由兩個匹配濾波器組成，它們分別接入I路和Q路信號，同時進行匹配處理。在處理GPS信號時，由于粗碼的周期是1ms，導(dǎo)航數(shù)據(jù)的廣播頻率是50Hz，即20ms廣播一位。因此把1ms(這里可以是20的因子毫秒數(shù)，即1，2，4，5，10)的數(shù)據(jù)進行匹配處理，其匹配得到的結(jié)果送給控制器102用于判斷跳變位置。