CN106896384B - 一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法 - Google Patents

一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106896384B
CN106896384B CN201510959250.2A CN201510959250A CN106896384B CN 106896384 B CN106896384 B CN 106896384B CN 201510959250 A CN201510959250 A CN 201510959250A CN 106896384 B CN106896384 B CN 106896384B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
correlator
low
code
frequency search
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510959250.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106896384A (zh
Inventor
宋挥师
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Datang Semiconductor Design Co Ltd
Original Assignee
Datang Semiconductor Design Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Datang Semiconductor Design Co Ltd filed Critical Datang Semiconductor Design Co Ltd
Priority to CN201510959250.2A priority Critical patent/CN106896384B/zh
Publication of CN106896384A publication Critical patent/CN106896384A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106896384B publication Critical patent/CN106896384B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法，包括：低通滤波器和/或下采样单元；其中，低通滤波器和/或下采样单元与频率搜索电路的混频器连接，用于接收混频信号，将完成低通滤波和/或下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器；或，低通滤波器和/或下采样单元与频率搜索电路的相关器连接，用于接收相关结果信号，将完成低通滤波和/或下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器。本发明方法通过低通滤波器和/或下采样单元对频率搜索电路进行处理，降低了傅里叶变换处理的复杂程度。

Description

一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法
技术领域
本发明涉及信号处理技术，尤指一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法。
背景技术
全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，简称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GPS系统、中国的北斗(BD)系统、俄罗斯的全球导航卫星定位系统(GLObal NAvigation Satellite System，简称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、并行频率搜索算法，可明显减小用时。图1为现有的频率搜索电路原理图，如图1所示，在傅里叶变换单元接收同相和正交处理的相关结果信号之前，频率搜索电路是对称的两路之路，通过一路之路对相关器处理之前的电路进行说明；对粗捕获(Coarse Acquisition，简称C/A)发生器输出的各延时相位的C/A码，分别进行以下处理：将实数形式的数字中频输入信号通过混频器首先与接收机内部复制数字控制振荡器(NCO)的中频进行混频处理生成混频信号；将混频信号与C/A码发生器输出的C/A码通过相关器做相关计算获得相关结果信号。相关器处理之后，两路对称电路的相关结果信号分别进行同相和正交处理，傅里叶变换单元对接收同相相关结果信号和正交相关结果信号作傅里叶变换；对傅里叶变换单元的输出进行取模，输出同相相关结果信号和正交相关结果信号在各个频率成分处的强度；通过调整C/A码发生器的延时相位，可以获得各延时相位C/A码相应的同相相关结果信号和正交相关结果信号在各个频率成分处的强度。搜索所有延时相位的C/A码的同相相关结果信号和正交相关结果信号在各个频率成分处的强度中的最大值，将该最大值对应的C/A码延时相位作为输入信号的码相位值，确定对应的频率值为多普勒频移值。
上述算法利用傅里叶变换一次可以搜索一个C/A码延时相位的码相位值及对应的所有频率值，明显加快了搜索速度。但是，傅里叶变换存在算法复杂度的问题；假设傅里叶变换的频率分辨率为Δf＝fs/N，fs为参与傅里叶变换的数据采样率，N为傅里叶变换数据块长度。由于傅里叶变化计算复杂度较高N不可能无限加大，而多普勒频移值有可能较小，这就决定了傅里叶变换的频率分辨率较小。另一方面，由于混频信号中包含了2倍中频输入信号的频率成分，为了防止频率折叠给多普勒频移取值判断带来模糊度，采样率fs不能太小。
综上，由于傅里叶变换频率分辨率小或傅里叶变换数据块长度N过长，造成傅里叶变换计算复杂。
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。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种频率搜索的装置，包括：低通滤波器和/或下采样单元；其中，
低通滤波器和/或下采样单元与频率搜索电路的混频器连接，用于接收混频信号，将完成低通滤波和/或下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器；或，
低通滤波器和/或下采样单元与频率搜索电路的相关器连接，用于接收相关结果信号，将完成低通滤波和/或下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器。
可选的，当所述装置包括所述下采样单元，且所述下采样单元直接与所述混频器直接连接；或，当所述装置包括所述下采样单元和所述低通滤波器，且所述下采样单元与所述低通滤波器串联后，经由所述低通滤波器与所述混频器连接；
该装置还包括粗捕获C/A码下采样单元，用于与C/A码发生器串联后，将C/A码下采样单元下采样的C/A码发往相关器。
可选的，当所述装置包括所述下采样单元和所述低通滤波器时，所述下采样单元和所述低通滤波器串联。
另一方面，本申请还提供一种频率搜索的装置，包括：低通滤波器和下采样单元；其中，
下采样单元连接于所述频率搜索电路的相关器的前侧，用于向相关器输出经过下采样处理的混频信号；低通滤波器与相关器连接，用于接收相关器的输出；或，
低通滤波器连接于所述频率搜索电路的相关器的前侧，用于向相关器输出经过下采样处理的混频信号；下采样单元与相关器连接，用于接收相关器的输出。
可选的，当下采样单元连接于所述频率搜索电路的相关器的前侧，用于向相关器输出经过下采样处理的混频信号时，
该装置还包括C/A码下采样单元，用于与C/A码发生器串联后，将C/A码下采样单元下采样处理的C/A码发往相关器。
再一方面，本申请还提供一种实现频率搜索的方法，包括：
接收来自频率搜索电路混频器的混频信号，对混频信号进行低通滤波和/或下采样处理；或，
接收来自频率搜索电路相关器的相关结果信号，对相关结果信号进行低通滤波和/或下采样处理。
可选的，对混频信号进行下采样处理时，该方法还包括：
对所述频率搜索电路的C/A码发生器产生的C/A码进行下采样处理。
还一方面，本申请还提供一种实现频率搜索的方法，包括：
接收来自频率搜索电路混频器的混频信号，对混频信号进行低通滤波处理；将低通滤波处理的混频信号输出至相关器后，进行下采样处理；或，
接收来自频率搜索电路混频器的混频信号，对混频信号进行下采样处理；将下采样处理的混频信号输出至相关器；对相关器的输出进行低通滤波。
可选的，当对所述混频信号进行下采样处理时，相关器进行相关计算之前，该方法还包括：
对所述频率搜索电路的C/A码发生器产生的C/A码进行下采样处理。
与现有技术相比，本申请技术方案包括：低通滤波器和/或下采样单元；其中，低通滤波器和/或下采样单元与频率搜索电路的混频器连接，用于接收混频信号，将完成低通滤波和/或下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器；或，低通滤波器和/或下采样单元与频率搜索电路的相关器连接，用于接收相关结果信号，将完成低通滤波和/或下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器。本发明方法通过低通滤波器和/或下采样单元对频率搜索电路进行处理，降低了傅里叶变换处理的复杂程度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有的频率搜索电路原理图；
图2为本发明一种频率搜索的装置的结构框图；
图3为本发明另一种频率搜索的装置的结构框图；
图4为本发明还一种频率搜索的装置的结构框图；
图5为本发明又一种频率搜索的装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图2为本发明一种频率搜索的装置的结构框图，如图2所示，包括：低通滤波器和/或下采样单元；
低通滤波器和/或下采样单元与频率搜索电路的混频器连接，用于接收混频信号，将完成低通滤波和/或下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器；
当本发明装置包括下采样单元，且下采样单元直接与混频器直接连接；或，当本发明装置包括下采样单元和低通滤波器，且下采样单元与低通滤波器串联后，经由低通滤波器与混频器连接；
本发明装置还包括C/A码下采样单元，用于与C/A码发生器串联后，将C/A码下采样单元下采样的C/A码发往相关器。
当本发明装置包括所述下采样单元和所述低通滤波器时，下采样单元和低通滤波器串联。
图3为本发明另一种频率搜索的装置的结构框图，如图3所示，包括：低通滤波器和/或下采样单元；
低通滤波器和/或下采样单元与频率搜索电路的相关器连接，用于接收相关结果信号，将完成低通滤波和/或下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器。
当装置包括下采样单元和低通滤波器时，下采样单元和低通滤波器串联。
本发明方法通过低通滤波器和/或下采样单元对频率搜索电路进行处理，降低了傅里叶变换处理的复杂程度。具体的，低通滤波器可以滤除2倍中频的频率成分，从而只剩下多普勒频移的频率成分，而多普勒频移的取值通常较小，一般最大为+/-10KHz左右，这放松了对数据采样率的限制。通过下采样降低了采样率，从而可以减小傅里叶变换长度N，保持频率分辨率不变甚至改善。
图4为本发明还一种频率搜索的装置的结构框图，如图4所示，包括：低通滤波器和下采样单元；其中，
下采样单元连接于频率搜索电路的相关器的前侧，用于向相关器输出经过下采样处理的混频信号；低通滤波器与相关器连接，用于接收相关器的输出；
下采样单元连接于频率搜索电路的相关器的前侧时，
本发明装置还包括C/A码下采样单元，用于与C/A码发生器串联后，将C/A码下采样单元下采样处理的C/A码发往相关器。
图5为本发明又一种频率搜索的装置的结构框图，如图5所示，包括：低通滤波器和下采样单元；其中，
低通滤波器连接于频率搜索电路的相关器的前侧，用于向相关器输出经过下采样处理的混频信号；下采样单元与相关器连接，用于接收相关器的输出。
一种实现频率搜索的方法，包括：
接收来自频率搜索电路混频器的混频信号，对混频信号进行低通滤波和/或下采样处理；或，
接收来自频率搜索电路相关器的相关结果信号，对相关结果信号进行低通滤波和/或下采样处理。
对混频信号进行下采样处理时，本发明方法还包括：
对频率搜索电路的C/A码发生器产生的C/A码进行下采样处理。
一种实现频率搜索的方法，包括：
接收来自频率搜索电路混频器的混频信号，对混频信号进行低通滤波处理；将低通滤波处理的混频信号输出至相关器后，进行下采样处理；或，
接收来自频率搜索电路混频器的混频信号，对混频信号进行下采样处理；将下采样处理的混频信号输出至相关器；对相关器的输出进行低通滤波。
当对混频信号进行下采样处理时，相关器进行相关计算之前，本发明方法还包括：
对频率搜索电路的C/A码发生器产生的C/A码进行下采样处理。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (4)

1.一种频率搜索的装置，其特征在于，包括：低通滤波器、下采样单元、以及粗捕获C/A码下采样单元；其中，
所述下采样单元与所述低通滤波器串联后，经由所述低通滤波器与频率搜索电路的相关器连接，用于接收相关结果信号，将完成低通滤波和下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器；
所述粗捕获C/A码下采样单元，用于与C/A码发生器串联后，将C/A码下采样单元下采样的C/A码发往所述相关器。
2.一种频率搜索的装置，其特征在于，包括：低通滤波器、下采样单元和粗捕获C/A码下采样单元；其中，
下采样单元连接于所述频率搜索电路的相关器的前侧，用于向相关器输出经过下采样处理的混频信号；低通滤波器与相关器连接，用于接收相关器的输出；
C/A码下采样单元，用于与C/A码发生器串联后，将C/A码下采样单元下采样处理的C/A码发往所述相关器。
3.一种实现频率搜索的方法，其特征在于，包括：
接收来自频率搜索电路混频器的混频信号，对混频信号进行低通滤波和下采样处理；将完成低通滤波和下采样处理的混频信号输出至频率搜索电路的相关器；
该方法还包括：对混频信号进行下采样处理时，对所述频率搜索电路的C/A码发生器产生的C/A码进行下采样处理。
4.一种实现频率搜索的方法，其特征在于，包括：
接收来自频率搜索电路混频器的混频信号，对混频信号进行下采样处理；将下采样处理的混频信号输出至相关器；对相关器的输出进行低通滤波；
当对所述混频信号进行下采样处理时，相关器进行相关计算之前，该方法还包括：
对所述频率搜索电路的C/A码发生器产生的C/A码进行下采样处理。
CN201510959250.2A 2015-12-18 2015-12-18 一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法 Active CN106896384B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510959250.2A CN106896384B (zh) 2015-12-18 2015-12-18 一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510959250.2A CN106896384B (zh) 2015-12-18 2015-12-18 一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106896384A CN106896384A (zh) 2017-06-27
CN106896384B true CN106896384B (zh) 2019-06-28

Family

ID=59189779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510959250.2A Active CN106896384B (zh) 2015-12-18 2015-12-18 一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106896384B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110501729B (zh) * 2019-06-18 2023-03-31 山东大学 一种基于fpga分步码相位细化的gnss信号的捕获方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101144857A (zh) * 2007-10-16 2008-03-19 东南大学 二级数字下变频的低功耗gps接收机
CN101424734A (zh) * 2007-10-31 2009-05-06 中国科学院微电子研究所 降低全球定位系统接收机的晶振成本的方法
CN101657974A (zh) * 2007-04-25 2010-02-24 马来西亚电信公司 用于软件无线电系统的前端收发机
CN101661106A (zh) * 2008-08-28 2010-03-03 阮树成 毫米波随机二相码调相调幅汽车防撞雷达
CN102801442A (zh) * 2012-07-25 2012-11-28 北京邮电大学 一种测距的方法、装置和接收机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101657974A (zh) * 2007-04-25 2010-02-24 马来西亚电信公司 用于软件无线电系统的前端收发机
CN101144857A (zh) * 2007-10-16 2008-03-19 东南大学 二级数字下变频的低功耗gps接收机
CN101424734A (zh) * 2007-10-31 2009-05-06 中国科学院微电子研究所 降低全球定位系统接收机的晶振成本的方法
CN101661106A (zh) * 2008-08-28 2010-03-03 阮树成 毫米波随机二相码调相调幅汽车防撞雷达
CN102801442A (zh) * 2012-07-25 2012-11-28 北京邮电大学 一种测距的方法、装置和接收机

Also Published As

Publication number Publication date
CN106896384A (zh) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102944884B (zh) Gnss接收机检测并消除窄带干扰的方法
CN103149579B (zh) 向传统导航卫星系统接收器中增加多系统功能
JPH11513787A (ja) Ｇｐｓ受信機とｇｐｓ信号を処理する方法
CN102901973B (zh) 基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法
CN110531393A (zh) 基于自适应卡尔曼滤波的弱信号跟踪方法
EP1949124A1 (en) Processing a sequence of samples of a signal
CN106896384B (zh) 一种频率搜索的装置及实现频率搜索的方法
CN110247866A (zh) 一种基于doa估计的dmwc频谱感知相位校准方法
Li et al. Code multipath error extraction based on the wavelet and empirical mode decomposition for Android smart devices
CN201555948U (zh) 子带合成实现超大带宽信号产生与接收系统
CN106896380B (zh) 一种自适应导航信号捕获方法及装置
CN102589551B (zh) 一种基于小波变换的船用光纤陀螺信号实时滤波方法
Hurskainen et al. Multicore software-defined radio architecture for GNSS receiver signal processing
CN110780320B (zh) 一种软硬件一体化的卫星导航信号处理方法
CN105204044B (zh) 基于射频直接采样导航直反信号的互相关处理装置
RU2006126482A (ru) Способ программной обработки буферизованных выборок оцифрованных сигналов и мультисистемный многоканальный программный приемник реального времени сигналов спутниковых навигационных систем и систем их поддержек для его осуществления
JP2011174725A (ja) 信号捕捉方法及び信号捕捉装置
CN107515411A (zh) 一种北斗导航星座优选设备及方法
CN108632194A (zh) 用于外差干涉测振系统的信号解调装置和方法
CN103983989B (zh) 一种用于卫星定位导航接收系统的数字非整数跟踪环路
CN104678388A (zh) 一种用于提高测高精度的gnss-r正交化交错处理装置
CN107346028B (zh) 一种实现码相位搜索的方法及装置
Schmidt et al. Exploiting acceleration features of LabVIEW platform for real-time GNSS software receiver optimization
CN202975331U (zh) 一种高灵活度的定位卫星信号捕获系统
Paakki et al. Faster than real-time GNSS receiver testing

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant