本發(fā)明涉及信號處理技術(shù)，尤指一種并行碼相位搜索裝置及實(shí)現(xiàn)并行碼相位搜索的方法。

背景技術(shù)：

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(gnss，globalnavigationsatellitesystem)在人們的日常生活中發(fā)揮著越來越不可替代的重要作用，尤其在導(dǎo)航、定時(shí)、測繪等領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括美國的全球定位系統(tǒng)(gps)、中國的北斗(bd)系統(tǒng)、俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng)(glonass，globalnavigationsatellitesystem)，以及歐洲的伽利略(galileo)系統(tǒng)。在中國和亞太地區(qū)，gps和北斗系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛；而在俄羅斯，以gps和glonass應(yīng)用較多。由于伽利略系統(tǒng)遠(yuǎn)未成熟，尚不可提供正式服務(wù)。利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位、定時(shí)等業(yè)務(wù)時(shí)，首先需要捕獲到至少四顆可見衛(wèi)星的無線信號，通過捕獲的無線信號實(shí)現(xiàn)三維搜索算法，三維搜索算法包括：衛(wèi)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(shí)太長。為了較少耗時(shí)，并行搜索方法得到了發(fā)展，例如、并行碼相位搜索算法，可明顯減小用時(shí)。圖1為現(xiàn)有的并行碼相位搜索電路原理圖，如圖1所示，當(dāng)數(shù)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(fù)制正弦和復(fù)制余弦載波信號混頻后，以同相和正交混頻結(jié)果的復(fù)數(shù)形式通過第一傅里葉變換單元進(jìn)行傅里葉變換獲得傅里葉變換結(jié)果；將傅里葉變換結(jié)果與本地碼共軛結(jié)果(復(fù)制粗捕獲(c/a)碼發(fā)生器產(chǎn)生的本地碼，將復(fù)制的本地碼經(jīng)第二傅里葉變換單元和復(fù)數(shù)共軛單元處理獲得本地碼共軛結(jié)果)通過乘法器相乘，將通過乘法器相乘獲得的乘積經(jīng)傅里葉反變換單元進(jìn)行處理獲得在時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果，將獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果通過取模單元進(jìn)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(dāng)前頻帶的搜索與檢測 后，接收機(jī)接著讓載波數(shù)控振蕩器(nco，numericalcontroloscillator)進(jìn)行第二頻帶正弦載波和余弦載波復(fù)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(shù)值為并行碼相位搜索過程中使用的遍歷頻帶，為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。在對同一個(gè)衛(wèi)星信號不同頻帶內(nèi)的搜索過程中，復(fù)制c/a碼的相位可保持不變，相應(yīng)地其傅里葉變換及其共軛值也保持不變。當(dāng)搜索另一個(gè)衛(wèi)星信號時(shí)，接收機(jī)可讓c/a碼發(fā)生器復(fù)制相應(yīng)的另一個(gè)c/a碼，然后重復(fù)上述在各個(gè)頻帶中的信號搜索過程。

上述并行碼相位搜索算法只適用于較強(qiáng)的導(dǎo)航信號(數(shù)字中頻輸入信號)，對較弱的導(dǎo)航信號上述并行碼相位搜索算法并不適用；這是因?yàn)椋瑢?dǎo)航信號較強(qiáng)時(shí)信噪比較高(即噪聲較弱)；導(dǎo)航信號較弱時(shí)噪聲很強(qiáng)，即信噪比較低，強(qiáng)噪聲極大地干擾導(dǎo)航信號的搜索和捕獲，造成無法尋找到正確的導(dǎo)航信號。對于弱的導(dǎo)航信號(本文簡稱為弱信號)來說，通常采取增大相干積分長度來提高搜索捕獲方案的信噪比，進(jìn)而提高搜索和捕獲方案的成功率，即增大上述方案中的相關(guān)器的運(yùn)算長度n；但由于上述的傳統(tǒng)方案采用了離散傅里葉變換的數(shù)字信號處理技術(shù)，而離散傅里葉變換操作擁有較大的復(fù)雜度，尤其對于長度較大的變換序列來講。例如，對于較強(qiáng)信號，相關(guān)器長度為1毫秒(ms)即可，而對于弱信號，長度甚至可達(dá)數(shù)秒，至少也需達(dá)到數(shù)十毫秒，如40ms。綜上所述，上述并行碼相位搜索算法存在進(jìn)行弱信號搜索時(shí)復(fù)雜度過高，即上述并行碼相位搜索算法無法應(yīng)用于弱信號場景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種頻率搜索的裝置及實(shí)現(xiàn)頻率搜索的方法，能夠降低傅里葉變換的復(fù)雜程度。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種并行碼相位搜索裝置，

包括：相干累加器、乘法器、傅里葉反變換單元和取模單元，

相干累加器與并行碼相位搜索電路的第一傅里葉變換單元連接，將接收的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行相干累加處理獲得第一相干累加結(jié)果，輸出第一相干累加結(jié)果至并行碼相位搜索電路的乘法器；乘法 器將接收的第一相干累加結(jié)果與本地碼共軛結(jié)果相乘；傅里葉反變換單元將乘法器輸出的乘積進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；取模單元對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索；或者，

包括：相干累加器、傅里葉反變換單元和取模單元，

相干累加器連接于并行碼相位搜索電路的乘法器之后，接收乘法器輸出的乘積，并進(jìn)行相干累加處理獲得第二相干累加結(jié)果，輸出第二相干累加結(jié)果至傅里葉反變換單元；傅里葉反變換單元對第二相干累加結(jié)果進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；取模單元對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。

可選的，相干累加器與第一傅里葉變換單元連接時(shí)，所述相干累加器具體用于，將接收的來自所述第一傅里葉變換單元的所述傅里葉變換結(jié)果按照預(yù)設(shè)的值序列轉(zhuǎn)換為離散傅里葉變換序列，對轉(zhuǎn)換獲得的所述離散傅里葉變換序列進(jìn)行相干累加處理，獲得所述第一相干累加結(jié)果；

輸出所述第一相干累加結(jié)果至并行碼相位搜索電路的所述乘法器。

可選的，相干累加器具體用于，將接收的來自第一傅里葉變換單元的所述傅里葉變換結(jié)果按照預(yù)設(shè)的值序列轉(zhuǎn)換為所述離散傅里葉變換序列，對轉(zhuǎn)換獲得的所述離散傅里葉變換序列進(jìn)行相干累加處理，獲得所述第一相干累加結(jié)果；

輸出所述第一相干累加結(jié)果至并行碼相位搜索電路的所述乘法器；

所述傅里葉變換結(jié)果為以數(shù)字中頻輸入信號的序列長度m和本地碼長度n表示的數(shù)字中頻輸入信號的傅里葉變換序列

所述預(yù)設(shè)的值序列為0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，所述轉(zhuǎn)換獲得的離散傅里葉變換序列為：

公式(1)

其中，公式(1)中的ym/n(k)為導(dǎo)航信號為ym/n(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，k＝0，1，…，n-1。

可選的，相干累加器連接于并行碼相位搜索電路的乘法器之后，所述相 干累加器具體用于，

接收所述乘法器的輸出，按照預(yù)設(shè)的值序列對乘法器輸出的乘積進(jìn)行相干累加處理獲得所述第二相干累加結(jié)果，輸出所述第二相干累加結(jié)果至所述傅里葉反變換單元。

可選的，相干累加器連接于并行碼相位搜索電路的乘法器之后，所述相干累加器具體用于，

接收所述乘法器的輸出，按照預(yù)設(shè)的值序列對乘法器輸出的乘積進(jìn)行相干累加處理獲得所述第二相干累加結(jié)果，輸出所述第二相干累加結(jié)果至所述傅里葉反變換單元。

其中，所述乘法器輸出乘積為：所述并行碼相位搜索電路的本地碼共軛結(jié)果與所述并行碼相位搜索電路的第一傅里葉變換單元輸出的傅里葉變換結(jié)果的乘積；

所述傅里葉變換結(jié)果為以數(shù)字中頻輸入信號的序列長度m和本地碼長度n表示數(shù)字中頻輸入信號表示的離散序列

所述預(yù)設(shè)的值序列為0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，所述第二相干累加結(jié)果為：

公式(2)

其中，公式(1)中，ym/n(k)為導(dǎo)航信號為ym/n(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，k＝0，1，…，n-1；為所述本地碼共軛結(jié)果。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種實(shí)現(xiàn)并行碼相位搜索的方法，包括：

將接收的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行相干累加處理獲得第一相干累加結(jié)果；將第一相干累加結(jié)果與本地碼共軛結(jié)果相乘后進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索；或者，

對來自并行碼相位搜索電路乘法器的輸出進(jìn)行相干累加處理獲得第二相干累加結(jié)果；將第二相干累加結(jié)果進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。

可選的，將接收的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行相干累加處理具體包括：

將接收的所述傅里葉變換結(jié)果按照預(yù)設(shè)的值序列轉(zhuǎn)換為離散傅里葉變換序列，對轉(zhuǎn)換獲得的所述離散傅里葉變換序列進(jìn)行相干累加處理獲得所述第一相干累加結(jié)果。

可選的，所述傅里葉變換結(jié)果為以數(shù)字中頻輸入信號的序列長度m和本地碼長度n表示的數(shù)字中頻輸入信號的傅里葉變換序列

所述預(yù)設(shè)的值序列為0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，所述離散傅里葉變換序列的序列為：

公式(1)

其中，公式(1)中，ym/n(k)為導(dǎo)航信號為ym/n(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，k＝0，1，…，n-1。

可選的，對來自并行碼相位搜索電路乘法器的輸出進(jìn)行相干累加處理具體包括：

按照預(yù)設(shè)的值序列對來自并行碼相位搜索電路乘法器的輸出進(jìn)行相干累加處理，獲得所述第二相干累加結(jié)果。

可選的，乘法器的輸出為：所述并行碼相位搜索電路的本地碼共軛結(jié)果與并行碼相位搜索電路的第一傅里葉變換單元輸出的傅里葉變換結(jié)果的乘積；

所述傅里葉變換結(jié)果為以數(shù)字中頻輸入信號的序列長度m和本地碼長度n表示的數(shù)字中頻輸入信號的傅里葉變換序列

所述預(yù)設(shè)的值序列為0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，所述第二相干累加結(jié)果為：

公式(2)

其中，公式(1)中，ym/n(k)為導(dǎo)航信號為ym/n(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，k＝0，1，…，n-1；為所述本地碼共軛結(jié)果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請技術(shù)方案包括：將接收的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行相干累加處理獲得第一相干累加結(jié)果；將第一相干累加結(jié)果與本地碼共軛結(jié)果相乘后進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索；或者，對來自并行碼相位搜索電路乘法器的輸出進(jìn)行相干累加處理獲得第二相干累加結(jié)果；將第二相干累加結(jié)果進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。本發(fā)明技術(shù)方案中，通過在并行碼相位搜索電路中增加相干累加處理，降低了并行碼相位搜索的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了弱信號情況下的相位搜索。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有的并行碼相位搜索電路原理圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例并行碼相位搜索裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例另一并行碼相位搜索裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)并行碼相位搜索的方法的流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例另一實(shí)現(xiàn)并行碼相位搜索的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

為了使本發(fā)明內(nèi)容便于理解，在陳述本發(fā)明實(shí)施例方案之前，對并行碼相位搜索部分內(nèi)容進(jìn)行理論論證；并行碼相位搜索算法實(shí)際上利用傅里葉變換這種數(shù)字信號處理技術(shù)來替代數(shù)字相關(guān)器的相關(guān)運(yùn)算，下面證明兩者的等價(jià)性。記兩個(gè)長度均為n點(diǎn)的周期性序列為l(n)和j(n)，其相關(guān)值序列為d(n)，其中，n＝0，1，…，n-1，可表示為公式(3)：

公式(3)

對上述相關(guān)值序列d(n)進(jìn)行離散傅里葉變換，獲得d(n)的離散傅里葉變換d(k)如公式(4)所示：

公式(4)

將公式(3)的相關(guān)值序列d(n)代入公式(4)的d(n)的離散傅里葉變換d(k)中得到公式(5)：

公式(5)

公式(5)可變換為公式(6)：

公式(6)

公式(6)可以簡化表達(dá)為公式(7)：

公式(7)

其中，l(k)與j(k)分別為l(n)與j(n)的離散傅里葉變換，代表復(fù)數(shù)j(k)的共軛。上式表明：兩個(gè)序列l(wèi)(n)與j(n)在時(shí)域內(nèi)做相關(guān)運(yùn)算，相當(dāng)于它們的離散傅里葉變換l(k)與j(k)(確切地講是j(k)的共軛)在頻域內(nèi)做乘積運(yùn)算。于是倒過來，乘積的離散傅里葉反變換正好是接收機(jī)需要進(jìn)行檢測的在各個(gè)碼相位處的相關(guān)值d(n)。一旦接收機(jī)通過傅里葉反變換計(jì)算得到相關(guān)值d(n)，那么接下來的信號檢測就同線性搜索捕獲法一樣，即找出在所有搜索單元中自相關(guān)幅值|d(n)|的峰值，并將該峰值與捕獲門限值相比較。若峰值超過捕獲門限值，則接收機(jī)捕獲到了信號，并且也從中獲得了該信號的頻率和碼相位兩個(gè)參數(shù)值。需要指出的是，對于gps導(dǎo)航系統(tǒng)來說，上述論證過程中的j(n)序列可以是c/a碼發(fā)生器產(chǎn)生的本地碼序列，而本地碼序列的序列長度是n＝1023個(gè)碼片，時(shí)間長度為1ms。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例并行碼相位搜索裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，包括：相干累加器、乘法器、傅里葉反變換單元和取模單元，

相干累加器與并行碼相位搜索電路的第一傅里葉變換單元連接，將接收 的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行相干累加處理獲得第一相干累加結(jié)果，輸出第一相干累加結(jié)果至并行碼相位搜索電路的乘法器；乘法器將接收的第一相干累加結(jié)果與本地碼共軛結(jié)果相乘；傅里葉反變換單元將乘法器輸出的乘積進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；取模單元對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。

本實(shí)施例，相干累加器具體用于，將接收的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結(jié)果按照預(yù)設(shè)的值序列轉(zhuǎn)換為離散傅里葉變換序列，對轉(zhuǎn)換獲得的離散傅里葉變換序列進(jìn)行相干累加處理，獲得第一相干累加結(jié)果；

輸出第一相干累加結(jié)果至并行碼相位搜索電路的乘法器。

可選的，相干累加器具體用于，將接收的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結(jié)果按照預(yù)設(shè)的值序列轉(zhuǎn)換為離散傅里葉變換序列，對轉(zhuǎn)換獲得的離散傅里葉變換序列進(jìn)行相干累加處理，獲得第一相干累加結(jié)果；

輸出第一相干累加結(jié)果至并行碼相位搜索電路的乘法器；

傅里葉變換結(jié)果為以數(shù)字中頻輸入信號的序列長度m和本地碼長度n表示的數(shù)字中頻輸入信號的傅里葉變換序列

預(yù)設(shè)的值序列為0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，轉(zhuǎn)換獲得的離散傅里葉變換序列為：

公式(1)

其中，公式(1)中的ym/n(k)為導(dǎo)航信號為ym/n(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，k＝0，1，…，n-1。

本發(fā)明技術(shù)方案中，通過在并行碼相位搜索電路中增加相干累加處理，降低了并行碼相位搜索的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了弱信號情況下的相位搜索。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例另一并行碼相位搜索裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，包括：相干累加器、傅里葉反變換單元和取模單元，

相干累加器連接于并行碼相位搜索電路的乘法器之后，接收乘法器輸出的乘積，并進(jìn)行相干累加處理獲得第二相干累加結(jié)果，輸出第二相干累加結(jié)果至傅里葉反變換單元；傅里葉反變換單元對第二相干累加結(jié)果進(jìn)行傅里葉 反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；取模單元對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。

本發(fā)明實(shí)施例，相干累加器具體用于，

接收乘法器的輸出，按照預(yù)設(shè)的值序列對乘法器輸出的乘積進(jìn)行相干累加處理獲得第二相干累加結(jié)果，輸出第二相干累加結(jié)果至傅里葉反變換單元。

可選的，相干累加器具體用于，

接收乘法器的輸出，按照預(yù)設(shè)的值序列對乘法器輸出的乘積進(jìn)行相干累加處理獲得第二相干累加結(jié)果，輸出第二相干累加結(jié)果至傅里葉反變換單元。

其中，乘法器輸出乘積為：并行碼相位搜索電路的本地碼共軛結(jié)果與并行碼相位搜索電路的第一傅里葉變換單元輸出的傅里葉變換結(jié)果的乘積；

傅里葉變換結(jié)果為以數(shù)字中頻輸入信號的序列長度m和本地碼長度n表示數(shù)字中頻輸入信號表示的離散序列

預(yù)設(shè)的值序列為0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，第二相干累加結(jié)果為：

公式(2)

其中，公式(1)中，ym/n(k)為導(dǎo)航信號為ym/n(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，k＝0，1，…，n-1；為本地碼共軛結(jié)果。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)并行碼相位搜索的方法的流程圖，如圖4所示，包括：

步驟400、將接收的來自第一傅里葉變換單元的傅里葉變換結(jié)果進(jìn)行相干累加處理獲得第一相干累加結(jié)果；

可選的，本步驟具體包括：

將接收的傅里葉變換結(jié)果按照預(yù)設(shè)的值序列轉(zhuǎn)換為離散傅里葉變換序列，對轉(zhuǎn)換獲得的離散傅里葉變換序列進(jìn)行相干累加處理獲得第一相干累加結(jié)果。

可選的，傅里葉變換結(jié)果為以數(shù)字中頻輸入信號的序列長度m和本地碼長度n表示的數(shù)字中頻輸入信號的傅里葉變換序列

預(yù)設(shè)的值序列為0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，離散傅里葉變換序列的序列為：

公式(1)

其中，公式(1)中，ym/n(k)為導(dǎo)航信號為ym/n(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，k＝0，1，…，n-1。

步驟401、將第一相干累加結(jié)果與本地碼共軛結(jié)果相乘后進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；

步驟402、對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例另一實(shí)現(xiàn)并行碼相位搜索的方法的流程圖，如圖5所示，包括：

步驟500、對來自并行碼相位搜索電路乘法器的輸出進(jìn)行相干累加處理獲得第二相干累加結(jié)果；

可選的，本步驟具體包括：

按照預(yù)設(shè)的值序列對來自并行碼相位搜索電路乘法器的輸出進(jìn)行相干累加處理，獲得第二相干累加結(jié)果。

其中，乘法器的輸出為：并行碼相位搜索電路的本地碼共軛結(jié)果與并行碼相位搜索電路的第一傅里葉變換單元輸出的傅里葉變換結(jié)果的乘積；

傅里葉變換結(jié)果為以數(shù)字中頻輸入信號的序列長度m和本地碼長度n表示的數(shù)字中頻輸入信號的傅里葉變換序列

預(yù)設(shè)的值序列為0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，第二相干累加結(jié)果為：

公式(2)

公式(1)中，ym/n(k)為導(dǎo)航信號為ym/n(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，k＝0，1，…，n-1；為本地碼共軛結(jié)果。

步驟501、將第二相干累加結(jié)果進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；

步驟502、對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。

以下通過應(yīng)用示例對本發(fā)明方法進(jìn)行清楚詳細(xì)的說明，應(yīng)用示例僅用于陳述本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明方法的保護(hù)范圍。

應(yīng)用示例

下面詳細(xì)描述本發(fā)明提出的弱信號并行碼相位搜索方案。

首先，進(jìn)行如下的公式推導(dǎo)。

記x(n)為本地碼序列，x(n)為周期序列，周期長度為n，n＝0，1，…，n-1。記y(n)為接收的導(dǎo)航信號(數(shù)字中頻輸入信號)，為多顆衛(wèi)星發(fā)出的混合在一起的導(dǎo)航信號，序列長度無窮大，即n＝0，1，…。則二者的相關(guān)值序列可以表示為公式(8)：

公式(8)

其中，m＝cn，c為正整數(shù)，即m是一個(gè)為n的整數(shù)倍的數(shù)值。對于gps系統(tǒng)來說，可以以以下取值為例，如果n＝1ms，則m可以根據(jù)c值進(jìn)行確定，例如c＝40，則m＝40ms。

對z(n)做離散傅里葉變換可得公式(9)

公式(9)

將z(n)代入公式(9)得

公式(10)

對公式(10)按照下述公式逐步進(jìn)行變量替換獲得公式(14)：

公式(11)

公式(12)

公式(13)

公式(14)

考慮到x(n)具有周期性，以及y(n)具有近似周期性(序列y(n)包含序列x(n)，由x(n)轉(zhuǎn)換所得)，對公式(14)變形獲得：

公式(15)

將格式簡化處理后得：公式(16)

其中，x(k)是長度為n的x(n)序列經(jīng)離散傅里葉變換所得，y(k)是長度為m的y(n)序列經(jīng)離散傅里葉變換所得，即離散傅里葉變換長度分別為n和m。

針對弱信號，m可以對應(yīng)很長的相干積分長度，如100ms，甚至更長，而n只對應(yīng)1ms。作為一個(gè)具體示例，n可取值1023，m可取值1023的整數(shù)倍，如m＝1023*100；由于復(fù)雜度問題，離散傅里葉變換的長度并不能隨意增大；即盡管上述公式推導(dǎo)可搜索捕獲弱導(dǎo)航信號，但由于m點(diǎn)的離散傅里葉變換復(fù)雜度太高，上述方案在實(shí)際應(yīng)用中并無法實(shí)現(xiàn)。

通過發(fā)明人分析發(fā)現(xiàn)，對于m點(diǎn)的離散傅里葉變換序列y(k)實(shí)際上只采用了部分樣本點(diǎn)結(jié)果，即樣本點(diǎn)0、m/n、2m/n、…、(n-1)m/n，即m點(diǎn)的離散傅里葉變換序列y(k)只用到了值序列；

通過整理可以獲得近似公式(1)：

公式(1)

對近似公式(1)作如下說明：

公式(1)中，m/n＝c，c為正整數(shù)；記數(shù)字中頻輸入信號為y(n)，取m點(diǎn)連續(xù)的y(n)序列，即n＝0，1，…，m-1；同時(shí)記長度為n點(diǎn)的y1(n)(n＝0,1,…,n-1)序列為y(m)，m＝0,1,…,n-1；記長度為n點(diǎn)的y2(n)(n＝0,1,…,n-1)序列為y(m)，m＝n，n+1，…，2n-1；以此類推，記長度為n點(diǎn)的yc(n)(n＝0，1，…，n-1)序列為y(m)，m＝(c-1)n，(c-1)n+1，…，cn-1。

同時(shí)，y(k)是y(n)的m點(diǎn)離散傅里葉變換序列，yp(k)是yp(n)的n點(diǎn)離散傅里葉變換序列，p＝1，2，…，c。

基于上述說明及近似公式(1)內(nèi)容可得公式(18)或公式(2)，

公式(18)

公式(2)

公式(1)可以通過相干累加器處理獲得，將相干累加器添加到并行碼相位搜索電路中可以獲得本發(fā)明實(shí)施例圖2所示的并行碼相位搜索裝置，在并行碼相位搜索電路的傅里葉變換單元之后連接相干累加器，將相干累加器處理結(jié)果輸出至并行碼相位搜索電路的乘法器，通過乘法器實(shí)現(xiàn)與本地碼共軛結(jié)果相乘，傅里葉反變換單元將乘法器輸出的乘積進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；取模單元對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。

基于公式(2)可以獲得本發(fā)明實(shí)施例圖3的并行碼相位搜索的裝置，在并行碼相位搜索電路中通過乘法器相乘獲得的乘積經(jīng)由相干累加器處理后，傅里葉反變換單元對第二相干累加結(jié)果進(jìn)行傅里葉反變換處理獲得時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果；取模單元對獲得的時(shí)域內(nèi)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行取模輸出以進(jìn)行相位搜索。

圖2的并行碼相位搜索裝置和圖3的并行碼相位搜索裝置的差別僅在于相干累加器的位置不同。圖2裝置采用先分段對輸入信號做n點(diǎn)的離散傅里葉變換獲得離散傅里葉變換序列，將離散傅里葉變換序列進(jìn)行相干累加處理，仍然得到n點(diǎn)長的累加結(jié)果序列，最后與本地碼共軛結(jié)果相乘，再執(zhí)行后續(xù)操作。需要指出的是，對于傳統(tǒng)方案，可以通過取模操作后的非相干累加來改善性能，但非相干累加或積分通常性能受限，因此與本發(fā)明的相干積分并不屬于同一范疇，這里不作論述。而相干積分往往性能不受制約，只要復(fù)雜度可以承受。圖3的裝置采用先進(jìn)行行碼相位搜索電路的本地碼共軛結(jié)果與并行碼相位搜索電路的第一傅里葉變換單元輸出的傅里葉變換結(jié)果的乘積，再對乘法器相乘后的結(jié)果進(jìn)行相干累加及后續(xù)處理。通過仿真驗(yàn)證，本發(fā)明實(shí)施例對弱信號的并行碼相位搜索性能得到了提高。

雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式及細(xì) 節(jié)上進(jìn)行任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。