[發明專利]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

• 申請號: 201610228762.6
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN107290761B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 宋揮師;徐雄偉;劉航;趙海龍;劉曉燕;孫濤
• 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

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：根據采樣率將混頻復數數據和本地碼分別組裝為預設質數的冪次方尺寸的第一組裝數據和第二組裝數據；傅里葉變換第一組裝數據獲得第一組裝變換結果；對第二組裝數據進行傅里葉變換和復數共軛處理獲得組裝共軛結果；將第一組裝變換結果和組裝共軛結果相乘獲得組裝乘積，傅里葉反變換組裝乘積獲得組裝反變換結果；取模處理組裝反變換結果獲得取模結果后，按照預設策略進行相位判決獲得進行相位搜索的判決輸出。本發明實施例技術方案，按照預設質數的冪次方尺寸對混頻復數數據和本地碼進行組裝，按照預設策略進行相位判決輸出，降低了并行碼相位搜索的復雜度，簡化了傅里葉變換單元的設置。

技術領域

本發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全球定位系統(GPS)、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的混頻復數數據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，NumericalControl Oscillator)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。當搜索另一個衛星信號時，接收機可讓C/A碼發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。

并行碼相位搜索算法實際上利用傅里葉變換這種數字信號處理技術來替代數字相關器的相關運算，下面證明兩者的等價性。記兩個長度均為N點的周期性序列為x(n)和y(n)，其相關值序列為z(n)，n＝0,1,…,N-1，可表示為公式(1)：

對上述相關值序列z(n)進行離散傅里葉變換，得z(n)的離散傅里葉變換Z(k)如公式(2)所示：

將公式(2)帶入公式(1)得到公式(3)

對公式(3)做進一步變換得：

最終得：