[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

本发明公开了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：通过预设个数的跳变序列对接收到的来自乘法器的输出乘积分别进行相应的跳变处理获得相应的跳变结果；对各跳变结果分别进行相干累加处理获得相应的相干累加结果；将各相干累加结果分别进行傅里叶反变换处理获得相应的时域内的相关结果；对各时域内的相关结果分别进行取模处理获得相应的取模结果；比较所有取模结果获得数值最大项，以此数值最大项所在的取模结果作为输出进行相位搜索。本发明技术方案中，通过相干累加处理降低了并行码相位搜索的复杂度，实现了弱信号的相位搜索，并通过消除随机跳变序列和比较取模结果修正了相干累加处理过程中出现的跳变。

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)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)，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)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。

上述并行码相位搜索算法只适用于较强的导航信号(数字中频输入信号)，对较弱的导航信号上述并行码相位搜索算法并不适用；这是因为，导航信号较强时信噪比较高(即噪声较弱)；导航信号较弱时噪声很强，即信噪比较低，强噪声极大地干扰导航信号的搜索和捕获，造成无法寻找到正确的导航信号。对于弱的导航信号(本文简称为弱信号)来说，通常采取增大相干积分长度来提高搜索捕获方案的信噪比，进而提高搜索和捕获方案的成功率，即增大上述方案中的相关器的运算长度N；但由于上述的传统方案采用了离散傅里叶变换的数字信号处理技术，而离散傅里叶变换操作拥有较大的复杂度，尤其对于长度较大的变换序列来讲。例如，对于较强信号，相关器长度为1毫秒(ms)即可，而对于弱信号，长度甚至可达数秒，至少也需达到数十毫秒，如40ms。综上所述，上述并行码相位搜索算法存在进行弱信号搜索时复杂度过高，即上述并行码相位搜索算法无法应用于弱信号场景。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法，能够降低傅里叶变换的复杂程度。

本发明实施例提供了一种并行码相位搜索装置，包括：消除随机跳变单元、相干累加器、傅里叶反变换单元、取模单元和比较选择单元，