一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲電路與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲電路與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星導(dǎo)航信號的捕獲是衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的關(guān)鍵信號處理過程，目前主要的導(dǎo)航信號(GPS\GL0NASS\C0MPASS)均采用連續(xù)信號實(shí)現(xiàn)一種典型的信號捕獲電路如圖1所示，數(shù)字中頻信號經(jīng)下變頻后同本地PN碼信號同時(shí)送入相關(guān)器，相關(guān)器分段輸出的相關(guān)值送入頻域FFT和檢波模塊進(jìn)行頻域FFT和檢波處理，最后由門限比較電路對捕獲結(jié)果進(jìn)行門限判決后將結(jié)果輸出。該電路可同時(shí)進(jìn)行頻域和時(shí)域二維搜索，頻域搜索范圍由相關(guān)器分段積分時(shí)間決定，時(shí)域搜索范圍由并行相關(guān)器個(gè)數(shù)和相關(guān)間隔決定。然而一些用于區(qū)域增強(qiáng)的導(dǎo)航信號采用脈沖信號體制，傳統(tǒng)導(dǎo)航信號捕獲電路無法對脈沖信號進(jìn)行信號捕獲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲電路與方法，在不增加電路資源的條件下解決了傳統(tǒng)導(dǎo)航信號捕獲電路無法兼容捕獲脈沖導(dǎo)航信號和連續(xù)導(dǎo)航信號的問題。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲電路，它包括碼NC0、相位控制電路、PN碼發(fā)生器、門限比較與結(jié)果輸出電路和相關(guān)處理電路，所述相關(guān)處理電路由多組并行的移位寄存器、相關(guān)器、FFT電路、多路開關(guān)MUX和檢波電路組成，碼NC0的輸出與相位控制電路連接，相位控制電路與PN碼發(fā)生器連接，PN碼發(fā)生器的輸出分別與多組并行的移位寄存器和相關(guān)器連接，移位寄存器的輸出與相關(guān)器連接，相關(guān)器的輸出分別與FFT電路和多路開關(guān)MUX連接，F(xiàn)FT電路的輸出也與多路開關(guān)MUX連接，多路開關(guān)的輸出與檢波電路連接，檢波電路的輸出與門限比較與結(jié)果輸出電路連接，門限比較與結(jié)果輸出電路的輸出還與相位控制電路連接，所述的門限比較與結(jié)果輸出電路用于向控制單元輸出信號捕獲的相關(guān)峰值和位置信息，所述的相關(guān)器包括一個(gè)異或器和一個(gè)累加器，異或器有兩路輸入分別與下變頻衛(wèi)星信號和本地PN碼信號連接，異或器的輸出與累加器的一路輸入連接，累加器的使能端與門控信號連接，累加器的清除端與dump信號連接，累加器的輸出分別與FFT電路和多路開關(guān)MUX連接。
[0005]一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲方法，它包括以下步驟:
[0006]S11:將下變頻衛(wèi)星信號和本地PN碼信號同時(shí)送入相關(guān)器，進(jìn)行特定時(shí)間長度T的積分與相關(guān)，相關(guān)器分為K段輸出，每段時(shí)間為T/K，每段衛(wèi)星采樣信號序列為d ={d0,山，…，dK JT,每段本地PN碼序列為p = {P。，P1;…，PK JT,則對于單個(gè)捕獲相關(guān)器中，對于時(shí)間T的連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行K次時(shí)間為T/Κ的分段積分，積分結(jié)果表示為:
[0007]c = {C。，…，CK = {p0Td0, p/di,…，pK !TdK J ；
[0008]如果被捕獲的脈沖信號為固定時(shí)隙，可以通過門控信號精確控制相關(guān)器的積分時(shí)間，僅計(jì)算K次分段積分中的1次；如果被捕獲的脈沖信號為隨機(jī)時(shí)隙，則需要通過外部信號進(jìn)行切換；
[0009]S12:對于連續(xù)導(dǎo)航信號的捕獲，將相關(guān)值c送入頻域FFT電路和檢波電路，進(jìn)行FFT處理和檢波處理；對于脈沖導(dǎo)航信號的捕獲，將相關(guān)值c直接送入檢波電路，進(jìn)行檢波處理；
[0010]S13:將步驟S12中計(jì)算的結(jié)果送入門限比較電路，查找峰值并進(jìn)行門限判決，對于連續(xù)導(dǎo)航信號的捕獲，且峰值超過門限，可根據(jù)峰值位置確定多普勒偏差；對于脈沖導(dǎo)航信號的捕獲，且峰值超過門限，可通過位置判斷時(shí)隙位置；如果未超過門限，則進(jìn)行相位滑動(dòng)并重新開始捕獲。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:(1)本發(fā)明解決了傳統(tǒng)導(dǎo)航信號捕獲電路無法實(shí)現(xiàn)脈沖導(dǎo)航的捕獲的問題，采用此電路的基帶處理可在不增加電路資源的條件下既兼容傳統(tǒng)連續(xù)導(dǎo)航信號的捕獲，又可對固定時(shí)隙或脈沖時(shí)隙的導(dǎo)航信號進(jìn)行捕獲，擴(kuò)展了基帶處理中信號捕獲的功能；(2)本發(fā)明對相關(guān)器增加了門控信號(TG)，可以通過外部信號精確控制積分時(shí)間；(3)本發(fā)明可以通過外部控制信號對FFT輸出結(jié)果和相關(guān)器分段輸出結(jié)果進(jìn)行切換檢波。
【附圖說明】
[0012]圖1為傳統(tǒng)導(dǎo)航信號捕獲電路圖；
[0013]圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)電路圖；
[0014]圖3為相關(guān)器結(jié)構(gòu)電路圖；
[0015]圖4為本發(fā)明方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案:如圖2所示，一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲方法，它包括連續(xù)導(dǎo)航信號處理步驟和脈沖導(dǎo)航信號處理步驟，所述的連續(xù)導(dǎo)航信號捕捉步驟包括以下子步驟:
[0017]如圖2所示，一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲電路，它包括碼NC0、相位控制電路、PN碼發(fā)生器、門限比較與結(jié)果輸出電路和相關(guān)處理電路，所述相關(guān)處理電路由多組并行的移位寄存器、相關(guān)器、FFT電路、多路開關(guān)MUX和檢波電路組成，碼NC0的輸出與相位控制電路連接，相位控制電路與PN碼發(fā)生器連接，PN碼發(fā)生器的輸出分別與多組并行的移位寄存器和相關(guān)器連接，移位寄存器的輸出與相關(guān)器連接，相關(guān)器的輸出分別與FFT電路和多路開關(guān)MUX連接，F(xiàn)FT電路的輸出也與多路開關(guān)MUX連接，多路開關(guān)的輸出與檢波電路連接，檢波電路的輸出與門限比較與結(jié)果輸出電路連接，門限比較與結(jié)果輸出電路的輸出還與相位控制電路連接，所述的門限比較與結(jié)果輸出電路用于向控制單元輸出信號捕獲的相關(guān)峰值和位置信息，所述的相關(guān)器包括一個(gè)異或器和一個(gè)累加器，如圖3所示，異或器有兩路輸入分別與下變頻衛(wèi)星信號和本地PN碼信號連接，異或器的輸出與累加器的一路輸入連接，累加器的使能端與門控信號連接，累加器的清除端與dump信號連接，累加器的輸出分別與FFT電路和多路開關(guān)MUX連接。
[0018]如圖4所示，一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲方法，它包括以下步驟:
[0019]Sll:將下變頻衛(wèi)星信號和本地PN碼信號同時(shí)送入相關(guān)器，進(jìn)行特定時(shí)間長度T的積分與相關(guān)，相關(guān)器分為K段輸出，每段時(shí)間為T/K，每段衛(wèi)星采樣信號序列為d ={d0,山，…，dK JT,每段本地PN碼序列為p = {P。，P1;…，PK JT,則對于單個(gè)捕獲相關(guān)器中，對于時(shí)間T的連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行K次時(shí)間為T/Κ的分段積分，積分結(jié)果表示為:
[0020]c = {C0, …，CK = {p0Td0, p/di,…，pK !TdK J ；
[0021]如果被捕獲的脈沖信號為固定時(shí)隙，可以通過門控信號精確控制相關(guān)器的積分時(shí)間，僅計(jì)算K次分段積分中的1次；如果被捕獲的脈沖信號為隨機(jī)時(shí)隙，則需要通過外部信號進(jìn)行切換；
[0022]S12:對于連續(xù)導(dǎo)航信號的捕獲，將相關(guān)值c送入頻域FFT電路和檢波電路，進(jìn)行FFT處理和檢波處理；對于脈沖導(dǎo)航信號的捕獲，將相關(guān)值c直接送入檢波電路，進(jìn)行檢波處理；
[0023]S13:將步驟S12中計(jì)算的結(jié)果送入門限比較電路，查找峰值并進(jìn)行門限判決，對于連續(xù)導(dǎo)航信號的捕獲，且峰值超過門限，可根據(jù)峰值位置確定多普勒偏差；對于脈沖導(dǎo)航信號的捕獲，且峰值超過門限，可通過位置判斷時(shí)隙位置；如果未超過門限，則進(jìn)行相位滑動(dòng)并重新開始捕獲。
[0024]該電路可同時(shí)進(jìn)行頻域和時(shí)域二維搜索，頻域搜索范圍由相關(guān)器分段積分時(shí)間決定，時(shí)域搜索范圍由并行相關(guān)器個(gè)數(shù)和相關(guān)間隔決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲電路，它包括碼NCO、相位控制電路、PN碼發(fā)生器、門限比較與結(jié)果輸出電路和相關(guān)處理電路，所述相關(guān)處理電路由多組并行的移位寄存器、相關(guān)器、FFT電路、多路開關(guān)MUX和檢波電路組成，碼NCO的輸出與相位控制電路連接，相位控制電路與PN碼發(fā)生器連接，PN碼發(fā)生器的輸出分別與多組并行的移位寄存器和相關(guān)器連接，移位寄存器的輸出與相關(guān)器連接，相關(guān)器的輸出分別與FFT電路和多路開關(guān)MUX連接，F(xiàn)FT電路的輸出也與多路開關(guān)MUX連接，多路開關(guān)的輸出與檢波電路連接，檢波電路的輸出與門限比較與結(jié)果輸出電路連接，門限比較與結(jié)果輸出電路的輸出還與相位控制電路連接，所述的門限比較與結(jié)果輸出電路用于向控制單元輸出信號捕獲的相關(guān)峰值和位置信息，其特征在于:所述的相關(guān)器包括一個(gè)異或器和一個(gè)累加器，異或器有兩路輸入分別與下變頻衛(wèi)星信號和本地PN碼信號連接，異或器的輸出與累加器的一路輸入連接，累加器的使能端與門控信號連接，累加器的清除端與dump信號連接，累加器的輸出分別與FFT電路和多路開關(guān)MUX連接。2.一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲方法，其特征在于:它包括以下步驟: S11:將下變頻衛(wèi)星信號和本地PN碼信號同時(shí)送入相關(guān)器，進(jìn)行特定時(shí)間長度T的積分與相關(guān)，相關(guān)器分為K段輸出，每段時(shí)間為T/K，每段衛(wèi)星采樣信號序列為d = {d0,山，…，dK JT,每段本地PN碼序列為p = {P0, P1;…，PK i}T，則對于單個(gè)捕獲相關(guān)器中，對于時(shí)間T的連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行K次時(shí)間為T/Κ的分段積分，積分結(jié)果表示為:c — {C。，Ci,…，CK — {po d0, Pi dj,…，ρκ 1 dK ； 如果被捕獲的脈沖信號為固定時(shí)隙，可以通過門控信號精確控制相關(guān)器的積分時(shí)間，僅計(jì)算K次分段積分中的1次；如果被捕獲的脈沖信號為隨機(jī)時(shí)隙，則需要通過外部信號進(jìn)行切換；S12:對于連續(xù)導(dǎo)航信號的捕獲，將相關(guān)值C送入頻域FFT電路和檢波電路，進(jìn)行FFT處理和檢波處理；對于脈沖導(dǎo)航信號的捕獲，將相關(guān)值c直接送入檢波電路，進(jìn)行檢波處理； S13:將步驟S12中計(jì)算的結(jié)果送入門限比較電路，查找峰值并進(jìn)行門限判決，對于連續(xù)導(dǎo)航信號的捕獲，且峰值超過門限，可根據(jù)峰值位置確定多普勒偏差；對于脈沖導(dǎo)航信號的捕獲，且峰值超過門限，可通過位置判斷時(shí)隙位置；如果未超過門限，則進(jìn)行相位滑動(dòng)并重新開始捕獲。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兼容連續(xù)和脈沖導(dǎo)航信號的捕獲電路與方法，它包括連續(xù)導(dǎo)航信號處理步驟和脈沖導(dǎo)航信號處理步驟，所述的脈沖導(dǎo)航信號處理步驟包括以下子步驟：（1）將下變頻衛(wèi)星信號和本地PN碼信號同時(shí)送入相關(guān)器，進(jìn)行特定時(shí)間長度的積分與相關(guān)；（2）對相關(guān)器分段輸出的相關(guān)值直接送入檢波模塊，進(jìn)行檢波處理；（3）將上一步驟中計(jì)算的結(jié)果送入門限比較電路，查找峰值、進(jìn)行門限判決，并輸出結(jié)果。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)導(dǎo)航信號捕獲電路無法實(shí)現(xiàn)脈沖導(dǎo)航的捕獲的問題，采用此電路的基帶處理可在不增加電路資源的條件下既兼容傳統(tǒng)連續(xù)導(dǎo)航信號的捕獲，又可對固定時(shí)隙或脈沖時(shí)隙的導(dǎo)航信號進(jìn)行捕獲，擴(kuò)展了基帶處理中信號捕獲的功能。
【IPC分類】G01S19/24
【公開號】CN105487090
【申請?zhí)枴緾N201410483998
【發(fā)明人】白松
【申請人】成都國星通信有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月19日