[發(fā)明專利]一種并行碼相位搜索裝置及實現并行碼相位搜索的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610108577.3
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN107132552B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)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: 韓輝峰;李丹

本發(fā)明公開了一種并行碼相位搜索裝置及實現并行碼相位搜索的方法，包括：將接收的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結果進行相干累加處理獲得第一相干累加結果；將第一相干累加結果與本地碼共軛結果相乘后進行傅里葉反變換處理獲得時域內的相關結果；對獲得的時域內的相關結果進行取模輸出以進行相位搜索；或者，對來自并行碼相位搜索電路乘法器的輸出進行相干累加處理獲得第二相干累加結果；將第二相干累加結果進行傅里葉反變換處理獲得時域內的相關結果；對獲得的時域內的相關結果進行取模輸出以進行相位搜索。本發(fā)明技術方案中，通過在并行碼相位搜索電路中增加相干累加處理，降低了并行碼相位搜索的復雜度，實現了弱信號情況下的相位搜索。

技術領域

本發(fā)明涉及信號處理技術，尤指一種并行碼相位搜索裝置及實現并行碼相位搜索的方法。

背景技術

全球衛(wèi)星導航系統(GNSS，Global Navigation Satellite System)在人們的日常生活中發(fā)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(wèi)星導航系統主要包括美國的全球定位系統(GPS)、中國的北斗(BD)系統、俄羅斯的全球導航衛(wèi)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(qū)，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(wèi)星導航系統進行定位、定時等業(yè)務時，首先需要捕獲到至少四顆可見衛(wèi)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(wèi)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(fā)展，例如、并行碼相位搜索算法，可明顯減小用時。圖1為現有的并行碼相位搜索電路原理圖，如圖1所示，當數字中頻輸入信號分別與同相(I)支路和正交(Q)支路上第一頻帶的復制正弦和復制余弦載波信號混頻后，以同相和正交混頻結果的復數形式通過第一傅里葉變換單元進行傅里葉變換獲得傅里葉變換結果；將傅里葉變換結果與本地碼共軛結果(復制粗捕獲(C/A)碼發(fā)生器產生的本地碼，將復制的本地碼經第二傅里葉變換單元和復數共軛單元處理獲得本地碼共軛結果)通過乘法器相乘，將通過乘法器相乘獲得的乘積經傅里葉反變換單元進行處理獲得在時域內的相關結果，將獲得的時域內的相關結果通過取模單元進行取模后檢測判斷并行碼相位信號是否存在。在完成了對當前頻帶的搜索與檢測后，接收機接著讓載波數控振蕩器(NCO，Numerical ControlOscillator)進行第二頻帶正弦載波和余弦載波復制，然后類似地完成對其他頻帶的搜索與檢測，這里，第一頻帶、第二頻帶、及其他頻帶的數值為并行碼相位搜索過程中使用的遍歷頻帶，為本領域技術人員的公知常識。在對同一個衛(wèi)星信號不同頻帶內的搜索過程中，復制C/A碼的相位可保持不變，相應地其傅里葉變換及其共軛值也保持不變。當搜索另一個衛(wèi)星信號時，接收機可讓C/A碼發(fā)生器復制相應的另一個C/A碼，然后重復上述在各個頻帶中的信號搜索過程。

上述并行碼相位搜索算法只適用于較強的導航信號(數字中頻輸入信號)，對較弱的導航信號上述并行碼相位搜索算法并不適用；這是因為，導航信號較強時信噪比較高(即噪聲較弱)；導航信號較弱時噪聲很強，即信噪比較低，強噪聲極大地干擾導航信號的搜索和捕獲，造成無法尋找到正確的導航信號。對于弱的導航信號(本文簡稱為弱信號)來說，通常采取增大相干積分長度來提高搜索捕獲方案的信噪比，進而提高搜索和捕獲方案的成功率，即增大上述方案中的相關器的運算長度N；但由于上述的傳統方案采用了離散傅里葉變換的數字信號處理技術，而離散傅里葉變換操作擁有較大的復雜度，尤其對于長度較大的變換序列來講。例如，對于較強信號，相關器長度為1毫秒(ms)即可，而對于弱信號，長度甚至可達數秒，至少也需達到數十毫秒，如40ms。綜上所述，上述并行碼相位搜索算法存在進行弱信號搜索時復雜度過高，即上述并行碼相位搜索算法無法應用于弱信號場景。

發(fā)明內容