[發明專利]衛星信號捕獲中快速傅氏變換算法的實現裝置和方法

有效

• 申請號: 200910092905.5
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN101645060A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 黃夔夔
• 申請（專利權）人: 北京華力創通科技股份有限公司
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G01S1/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明;孟麗娟

技術領域

本發明涉及衛星導航信號處理技術領域，尤其涉及一種衛星信號捕獲中FFT(Fast?Fourier?Transform，快速傅氏變換)算法的實現裝置和方法。

背景技術

信號捕獲，又稱信號的同步，是指從白噪聲中檢測出已知波形信號，是一個信號檢測處理過程。用來捕獲信號的最佳接收機是相關接收機，該相關接收機將輸入信號與本地復現波形進行相關運算并將處理結果進行門限判決。在信號未捕獲時只能采用試探方式進行相關處理，即遍歷各種的碼相位可能性直至找出相關峰。

為了捕獲到衛星信號，需要同時復現衛星信號的碼和載波，這其實是一個二維搜索過程。根據在碼和多普勒域上捕獲方法的不同，將衛星信號的捕獲方案分為以下四種：偽碼串行載波串行、偽碼串行載波并行、偽碼并行載波串行、偽碼并行載波并行搜索方案。

現有技術的一種偽碼并行載波方案中，偽碼搜索和載波分析采用的是單點輸入和單點輸出，單點輸入即每個時鐘輸入一個待處理數據，每個時鐘輸出一個處理完的數據。

在實現本發明的過程中，發明人發現上述現有技術中的偽碼并行載波方案的缺點為：占用系統資源多，計算效率低下。以一個商用IP核為例，該IP核計算128點的FFT，單點輸入單點輸出，在FPGA(Field?Programmable?Gate?Array，現場可編程門陣列)內實現時占用邏輯資源3410個LC，存儲器為90112比特。

發明內容

本發明實施例提供了一種衛星信號捕獲中FFT算法的實現裝置和方法，以提高FFT模塊的數據處理效率，降低FFT模塊的占用資源。

一種衛星信號捕獲中快速傅氏變換算法的實現裝置，包括：

多級處理單元，每一級處理單元為兩路輸入和兩路輸出，每一級處理單元的兩路輸入數據為每時鐘輸入兩點的數據，每一級處理單元接收并處理前一級處理單元輸出的數據，將處理后得到的數據再輸出給下一級處理單元；

所述每一級處理單元包括：

數據選擇器，用于接收上一級處理單元輸出的兩路數據，將該兩路數據分別傳輸給數據存儲器；

數據存儲器，用于將所述數據選擇器傳輸過來的兩路數據分別進行存儲，并且存儲每路數據所對應的旋轉因子；

蝶形運算單元，用于從所述數據存儲器中獲取兩路數據和每路數據所對應的旋轉因子，對獲取的兩路數據和相應的旋轉因子進行復數乘法和加法運算，將獲取的計算結果傳輸給數據存儲器進行存儲，并輸出給下一級處理單元；

控制及地址產生模塊，用于產生所述數據選擇器輸出的兩路數據所對應的存儲地址，以及每路數據所對應的旋轉因子的存儲地址，將所述存儲地址傳輸給數據存儲器。

一種衛星信號捕獲中快速傅氏變換算法的實現方法，包括：

通過多級運算處理來實現快速傅氏變換算法，每一級運算處理為兩路輸入和兩路輸出，每一級處理單元的兩路輸入數據為每時鐘輸入兩點的數據；

每一級運算處理接收上一級運算處理輸出的兩路數據，將該兩路數據分別進行存儲，并且存儲每路數據所對應的旋轉因子；

通過復數乘法器將每路數據和對應的旋轉因子進行復數乘法運算，將得到的運算結果傳輸給加法器，通過所述加法器將所述復數乘法器傳輸過來的一路數據和對應的旋轉因子的復數乘法運算結果和另一路數據進行相加，將獲取的計算結果進行存儲，并輸出給下一級運算處理。

由上述本發明的實施例提供的技術方案可以看出，本發明實施例可以提高衛星信號的偽碼并行載波并行搜索方案中的FFT模塊的數據處理效率，使FFT模塊占用資源少，配置靈活。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例一提出的衛星信號的偽碼并行載波并行搜索方案的原理示意圖；

圖2為本發明實施例一提出的衛星信號的偽碼并行載波并行搜索方案的具體處理過程的處理流程圖；

圖3為本發明實施例一提供的兩點輸入兩點輸出的FFT模塊的原理示意圖；

圖4為本發明實施例一提供的FFT模塊中的每一級處理單元的結構示意圖；

圖5為本發明實施例一提供的一種碟形運算單元的結構示意圖；

圖6為本發明實施例一提供的一種FFT模塊的輸入輸出時序圖。

具體實施方式