[发明专利]一种并行码相位搜索装置及实现并行码相位搜索的方法

说明书

一种并行码相位搜索装置及实现并行码相位搜索的方法，包括：根据采样率将混频复数数据和本地码分别组装为预设质数的幂次方尺寸的第一组装数据和第二组装数据；傅里叶变换第一组装数据获得第一组装变换结果；对第二组装数据进行傅里叶变换和复数共轭处理获得组装共轭结果；将第一组装变换结果和组装共轭结果相乘获得组装乘积，傅里叶反变换组装乘积获得组装反变换结果；取模处理组装反变换结果获得取模结果后，按照预设策略进行相位判决获得进行相位搜索的判决输出。本发明实施例技术方案，按照预设质数的幂次方尺寸对混频复数数据和本地码进行组装，按照预设策略进行相位判决输出，降低了并行码相位搜索的复杂度，简化了傅里叶变换单元的设置。

技术领域

本发明涉及信号处理技术，尤指一种并行码相位搜索装置及实现并行码相位搜索的方法。

背景技术

全球卫星导航系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)在人们的日常生活中发挥着越来越不可替代的重要作用，尤其在导航、定时、测绘等领域得到越来越多的应用。目前，全球卫星导航系统主要包括美国的全球定位系统(GPS)、中国的北斗(BD)系统、俄罗斯的全球导航卫星定位系统(GLONASS，GLObal NAvigation Satellite System)，以及欧洲的伽利略(Galileo)系统。在中国和亚太地区，GPS和北斗系统应用较为广泛；而在俄罗斯，以GPS和GLONASS应用较多。由于伽利略系统远未成熟，尚不可提供正式服务。利用全球卫星导航系统进行定位、定时等业务时，首先需要捕获到至少四颗可见卫星的无线信号，通过捕获的无线信号实现三维搜索算法，三维搜索算法包括：卫星伪码、码相位和多普勒频移。

常见的线性搜索方法按照一维、二维、三维的顺序逐步搜索，耗时太长。为了较少耗时，并行搜索方法得到了发展，例如、并行码相位搜索算法，可明显减小用时。图1为现有的并行码相位搜索电路原理图，如图1所示，当数字中频输入信号分别与同相(I)支路和正交(Q)支路上第一频带的复制正弦和复制余弦载波信号混频后，以同相和正交混频结果的复数形式的混频复数数据通过第一傅里叶变换单元进行傅里叶变换获得傅里叶变换结果；将傅里叶变换结果与本地码共轭结果(复制粗捕获(C/A)码发生器产生的本地码，将复制的本地码经第二傅里叶变换单元和复数共轭单元处理获得本地码共轭结果)通过乘法器相乘，将通过乘法器相乘获得的乘积经傅里叶反变换单元进行处理获得在时域内的相关结果，将获得的时域内的相关结果通过取模单元进行取模后检测判断并行码相位信号是否存在。在完成了对当前频带的搜索与检测后，接收机接着让载波数控振荡器(NCO，NumericalControl Oscillator)进行第二频带正弦载波和余弦载波复制，然后类似地完成对其他频带的搜索与检测，这里，第一频带、第二频带、及其他频带的数值为并行码相位搜索过程中使用的遍历频带，为本领域技术人员的公知常识。在对同一个卫星信号不同频带内的搜索过程中，复制C/A码的相位可保持不变，相应地其傅里叶变换及其共轭值也保持不变。当搜索另一个卫星信号时，接收机可让C/A码发生器复制相应的另一个C/A码，然后重复上述在各个频带中的信号搜索过程。

并行码相位搜索算法实际上利用傅里叶变换这种数字信号处理技术来替代数字相关器的相关运算，下面证明两者的等价性。记两个长度均为N点的周期性序列为x(n)和y(n)，其相关值序列为z(n)，n＝0,1,…,N-1，可表示为公式(1)：

对上述相关值序列z(n)进行离散傅里叶变换，得z(n)的离散傅里叶变换Z(k)如公式(2)所示：

将公式(2)带入公式(1)得到公式(3)

对公式(3)做进一步变换得：

最终得：