[發明專利]一種頻率搜索的裝置及實現頻率搜索的方法

在審

• 申請號: 201510959342.0
• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號: CN106896385A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 宋揮師
• 申請（專利權）人: 大唐半導體設計有限公司
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 李紅爽,栗若木

技術領域

本發明涉及信號處理技術，尤指一種頻率搜索的裝置及實現頻率搜索的方法。

背景技術

全球衛星導航系統(GNSS，Global Navigation Satellite System)在人們的日常生活中發揮著越來越不可替代的重要作用，尤其在導航、定時、測繪等領域得到越來越多的應用。目前，全球衛星導航系統主要包括美國的GPS系統、中國的北斗(BD)系統、俄羅斯的全球導航衛星定位系統(GLONASS，GLObal NAvigation Satellite System)，以及歐洲的伽利略(Galileo)系統。在中國和亞太地區，GPS和北斗系統應用較為廣泛；而在俄羅斯，以GPS和GLONASS應用較多。由于伽利略系統遠未成熟，尚不可提供正式服務。利用全球衛星導航系統進行定位、定時等業務時，首先需要捕獲到至少四顆可見衛星的無線信號，通過捕獲的無線信號實現三維搜索算法，三維搜索算法包括：衛星偽碼、碼相位和多普勒頻移。

常見的線性搜索方法按照一維、二維、三維的順序逐步搜索，耗時太長。為了較少耗時，并行搜索方法得到了發展，例如、并行頻率搜索算法，可明顯減小用時。圖1為現有的頻率搜索電路的原理圖，如圖1所示，在傅里葉變換單元接收同相和正交處理的相關結果信號之前，頻率搜索電路是對稱的兩路之路，通過一路之路對相關器處理之前的電路進行說明；對粗捕獲(C/A，Coarse Acquisition)發生器輸出的各延時相位的C/A碼，分別進行以下處理：將實數形式的數字中頻輸入信號通過混頻器首先與接收機內部復制數字控制振蕩器(NCO)的中頻進行混頻處理生成混頻信號；將混頻信號與C/A碼發生器輸出的C/A碼通過相關器做相關計算獲得相關結果信號。相關器處理之后，兩路對稱電路的相關結果信號分別進行同相和正交處理，傅里葉變換單元對接收同相相關結果信號和正交相關結果信號作傅里葉變換；對傅里葉變換單 元的輸出至取模單元進行取模，輸出同相相關結果信號和正交相關結果信號在各個頻率成分處的強度；通過調整C/A碼發生器的延時相位，可以獲得各延時相位C/A碼相應的同相相關結果信號和正交相關結果信號在各個頻率成分處的強度。搜索所有延時相位的C/A碼的同相相關結果信號和正交相關結果信號在各個頻率成分處的強度中的最大值，將該最大值對應的C/A碼延時相位作為輸入信號的碼相位值，確定對應的頻率值為多普勒頻移值。

上述算法利用傅里葉變換一次可以搜索一個C/A碼延時相位的碼相位值及對應的所有頻率值，明顯加快了搜索速度。但是，傅里葉變換存在算法復雜度的問題；假設傅里葉變換的頻率分辨率為Δ_f＝f_s/N，f_s為參與傅里葉變換的數據采樣率，N為傅里葉變換數據塊長度。當傅里葉變換數據塊長度N過長時，將造成傅里葉變換計算復雜。另外，由于傅里葉變化計算復雜度較高，N不可能無限加大，而多普勒頻移值有可能較小，決定了傅里葉變換的頻率分辨率較小，造成傅里葉變換計算復雜；混頻信號中包含了2倍中頻輸入信號的頻率成分，為了防止頻率折疊給多普勒頻移取值判斷帶來模糊度，采樣率f_s不能太小，也容易造成傅里葉變換計算復雜。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種頻率搜索的裝置及實現頻率搜索的方法，能夠降低傅里葉變換的復雜程度。

為了達到本發明目的，本發明提供了一種頻率搜索的裝置，包括：分段傅里葉變換單元、相干累加單元和取模單元，

分段傅里葉變換單元接收頻率搜索電路的同相相關結果信號和正交相關結果信號進行分段傅里葉變換；將完成分段傅里葉變換的信號通過相干累加單元進行相干累加后輸出至取模單元；

或者，

包括：分段相干累加單元、傅里葉變換單元和取模單元，

分段相干累加單元接收頻率搜索電路的同相相關結果信號和正交相關結果信號進行分段相干累加處理，將完成分段相干累加處理的信號輸出至傅里葉變換單元，將傅里葉變換單元處理后的信號輸出至取模單元。

可選的，當該裝置為包括分段相干累加單元、傅里葉變換單元和取模單元的裝置時，該裝置還包括第一下采樣單元，用于對所述分段相干累加處理的信號進行第一下采樣處理。

可選的，該裝置還包括低通濾波器和/或第二下采樣單元；其中，

低通濾波器和/或第二下采樣單元與頻率搜索電路的混頻器連接，用于接收混頻信號，將完成低通濾波和/或第二下采樣處理的混頻信號輸出至頻率搜索電路的相關器；或，