發(fā)布時間：2021-08-25 11:32

　　隨著全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS）及物聯(lián)網技術的不斷發(fā)展,GNSS多模接收機的應用越來越廣泛.信號捕獲作為接收機信號處理的第一步,其信號捕獲能力的強弱直接影響著接收機的整體性能.本文針對多模接收機在捕獲模塊設計中遇到的快速傅里葉變換（FFT）算法兼容性差、運算時間長、資源占用大等問題,提出了一種優(yōu)化方法.該方法通過加入原位運算、截位運算、模塊重復利用、流水線結構等設計,以解決上述問題.經仿真驗證,該方法在資源占用、運算時間、兼容性方面都有明顯的改善. 

【文章來源】：全球定位系統(tǒng). 2020,45(04)CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

蝶形運算單元結構

圖1為并行碼相位捕獲算法的原理框圖.由圖1所示,接收機通過天線接收衛(wèi)星信號,經前端處理后得到中頻信號,中頻信號經混頻處理后,以(i+jq)的復數(shù)形式進行FFT運算,接著,運算結果與經FFT處理后的本地偽碼進行共軛相乘,相乘結果經IFFT處理后輸出到隨后的處理模塊中[2-3].由上述分析可知,FFT在接收機的捕獲過程中起著關鍵的作用,且多次使用,故FFT算法設計需綜合考慮捕獲模塊特點、硬件資源等因素.

本文設計的FFT算法具有自適應的特點,能夠根據(jù)實際樣點數(shù),通過蝶形運算單元的不同次數(shù)調用,實現(xiàn)P點(P=2Q,Q=3,4,5,…)的FFT算法處理.根據(jù)第1節(jié)所述,在本文所討論的接收機捕獲模塊中,考慮到接收機所接收信號主碼長的特點,故選擇使用基2-2048點的FFT設計.圖3為本文FFT算法設計框圖.由圖3可知,FFT算法中的第一個單元為數(shù)據(jù)緩存單元,其內部包括兩個空間:讀空間與寫空間.當寫空間存儲將滿時,則會發(fā)出一個脈沖提示信號,控制中心接收到該信號后,就會將寫空間中的數(shù)據(jù)輸入到第一級蝶形運算單元中進行處理,同時,該寫空間變?yōu)樽x空間,另一個讀空間轉換為寫空間,繼續(xù)存儲輸入到FFT模塊中的數(shù)據(jù).通過讀、寫兩個空間的相互配合,使FFT運算既不會出現(xiàn)空閑,也不會出現(xiàn)堵塞,從而實現(xiàn)整個FFT模塊的流水線運算.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于FPGA的FFT算法設計與實現(xiàn)[J]. 劉寶軍,王中訓,鐘強,張珉,婁陽.  光電技術應用. 2016(03)
[2]基于FFT的BDS B3頻點信號捕獲及性能分析[J]. 刁彥華,王曉君,賈文娟.  導航定位學報. 2015(04)

碩士論文
[1]GPS/BDS雙模接收機捕獲算法的研究與實現(xiàn)[D]. 劉佳娟.中北大學 2016
[2]高動態(tài)GNSS信號捕獲算法研究[D]. 陳立.華中科技大學 2016
[3]基于FPGA的1024點FFT算法實現(xiàn)[D]. 趙冬冬.蘇州大學 2014
[4]GPS/BD雙模接收機捕獲跟蹤算法研究及實現(xiàn)[D]. 徐曉波.西安科技大學 2013



本文編號：3362039