一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路与方法
一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路与方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路与方法。
【背景技术】
[0002]卫星导航信号的捕获是卫星导航接收机的关键信号处理过程，目前主要的导航信号(GPS\GL0NASS\C0MPASS)均采用连续信号实现一种典型的信号捕获电路如图1所示，数字中频信号经下变频后同本地PN码信号同时送入相关器，相关器分段输出的相关值送入频域FFT和检波模块进行频域FFT和检波处理，最后由门限比较电路对捕获结果进行门限判决后将结果输出。该电路可同时进行频域和时域二维搜索，频域搜索范围由相关器分段积分时间决定，时域搜索范围由并行相关器个数和相关间隔决定。然而一些用于区域增强的导航信号采用脉冲信号体制，传统导航信号捕获电路无法对脉冲信号进行信号捕获。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路与方法，在不增加电路资源的条件下解决了传统导航信号捕获电路无法兼容捕获脉冲导航信号和连续导航信号的问题。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路，它包括码NC0、相位控制电路、PN码发生器、门限比较与结果输出电路和相关处理电路，所述相关处理电路由多组并行的移位寄存器、相关器、FFT电路、多路开关MUX和检波电路组成，码NC0的输出与相位控制电路连接，相位控制电路与PN码发生器连接，PN码发生器的输出分别与多组并行的移位寄存器和相关器连接，移位寄存器的输出与相关器连接，相关器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接，FFT电路的输出也与多路开关MUX连接，多路开关的输出与检波电路连接，检波电路的输出与门限比较与结果输出电路连接，门限比较与结果输出电路的输出还与相位控制电路连接，所述的门限比较与结果输出电路用于向控制单元输出信号捕获的相关峰值和位置信息，所述的相关器包括一个异或器和一个累加器，异或器有两路输入分别与下变频卫星信号和本地PN码信号连接，异或器的输出与累加器的一路输入连接，累加器的使能端与门控信号连接，累加器的清除端与dump信号连接，累加器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接。
[0005]一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获方法，它包括以下步骤:
[0006]S11:将下变频卫星信号和本地PN码信号同时送入相关器，进行特定时间长度T的积分与相关，相关器分为K段输出，每段时间为T/K，每段卫星采样信号序列为d ={d0,山，…，dK JT,每段本地PN码序列为p = {P。，P1;…，PK JT,则对于单个捕获相关器中，对于时间T的连续数据进行K次时间为T/Κ的分段积分，积分结果表示为:
[0007]c = {C。，…，CK = {p0Td0, p/di,…，pK !TdK J ；
[0008]如果被捕获的脉冲信号为固定时隙，可以通过门控信号精确控制相关器的积分时间，仅计算K次分段积分中的1次；如果被捕获的脉冲信号为随机时隙，则需要通过外部信号进行切换；
[0009]S12:对于连续导航信号的捕获，将相关值c送入频域FFT电路和检波电路，进行FFT处理和检波处理；对于脉冲导航信号的捕获，将相关值c直接送入检波电路，进行检波处理；
[0010]S13:将步骤S12中计算的结果送入门限比较电路，查找峰值并进行门限判决，对于连续导航信号的捕获，且峰值超过门限，可根据峰值位置确定多普勒偏差；对于脉冲导航信号的捕获，且峰值超过门限，可通过位置判断时隙位置；如果未超过门限，则进行相位滑动并重新开始捕获。
[0011]本发明的有益效果是:(1)本发明解决了传统导航信号捕获电路无法实现脉冲导航的捕获的问题，采用此电路的基带处理可在不增加电路资源的条件下既兼容传统连续导航信号的捕获，又可对固定时隙或脉冲时隙的导航信号进行捕获，扩展了基带处理中信号捕获的功能；(2)本发明对相关器增加了门控信号(TG)，可以通过外部信号精确控制积分时间；(3)本发明可以通过外部控制信号对FFT输出结果和相关器分段输出结果进行切换检波。
【附图说明】
[0012]图1为传统导航信号捕获电路图；
[0013]图2为本发明结构电路图；
[0014]图3为相关器结构电路图；
[0015]图4为本发明方法流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案:如图2所示，一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获方法，它包括连续导航信号处理步骤和脉冲导航信号处理步骤，所述的连续导航信号捕捉步骤包括以下子步骤:
[0017]如图2所示，一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路，它包括码NC0、相位控制电路、PN码发生器、门限比较与结果输出电路和相关处理电路，所述相关处理电路由多组并行的移位寄存器、相关器、FFT电路、多路开关MUX和检波电路组成，码NC0的输出与相位控制电路连接，相位控制电路与PN码发生器连接，PN码发生器的输出分别与多组并行的移位寄存器和相关器连接，移位寄存器的输出与相关器连接，相关器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接，FFT电路的输出也与多路开关MUX连接，多路开关的输出与检波电路连接，检波电路的输出与门限比较与结果输出电路连接，门限比较与结果输出电路的输出还与相位控制电路连接，所述的门限比较与结果输出电路用于向控制单元输出信号捕获的相关峰值和位置信息，所述的相关器包括一个异或器和一个累加器，如图3所示，异或器有两路输入分别与下变频卫星信号和本地PN码信号连接，异或器的输出与累加器的一路输入连接，累加器的使能端与门控信号连接，累加器的清除端与dump信号连接，累加器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接。
[0018]如图4所示，一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获方法，它包括以下步骤:
[0019]Sll:将下变频卫星信号和本地PN码信号同时送入相关器，进行特定时间长度T的积分与相关，相关器分为K段输出，每段时间为T/K，每段卫星采样信号序列为d ={d0,山，…，dK JT,每段本地PN码序列为p = {P。，P1;…，PK JT,则对于单个捕获相关器中，对于时间T的连续数据进行K次时间为T/Κ的分段积分，积分结果表示为:
[0020]c = {C0, …，CK = {p0Td0, p/di,…，pK !TdK J ；
[0021]如果被捕获的脉冲信号为固定时隙，可以通过门控信号精确控制相关器的积分时间，仅计算K次分段积分中的1次；如果被捕获的脉冲信号为随机时隙，则需要通过外部信号进行切换；
[0022]S12:对于连续导航信号的捕获，将相关值c送入频域FFT电路和检波电路，进行FFT处理和检波处理；对于脉冲导航信号的捕获，将相关值c直接送入检波电路，进行检波处理；
[0023]S13:将步骤S12中计算的结果送入门限比较电路，查找峰值并进行门限判决，对于连续导航信号的捕获，且峰值超过门限，可根据峰值位置确定多普勒偏差；对于脉冲导航信号的捕获，且峰值超过门限，可通过位置判断时隙位置；如果未超过门限，则进行相位滑动并重新开始捕获。
[0024]该电路可同时进行频域和时域二维搜索，频域搜索范围由相关器分段积分时间决定，时域搜索范围由并行相关器个数和相关间隔决定。
【主权项】
1.一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路，它包括码NCO、相位控制电路、PN码发生器、门限比较与结果输出电路和相关处理电路，所述相关处理电路由多组并行的移位寄存器、相关器、FFT电路、多路开关MUX和检波电路组成，码NCO的输出与相位控制电路连接，相位控制电路与PN码发生器连接，PN码发生器的输出分别与多组并行的移位寄存器和相关器连接，移位寄存器的输出与相关器连接，相关器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接，FFT电路的输出也与多路开关MUX连接，多路开关的输出与检波电路连接，检波电路的输出与门限比较与结果输出电路连接，门限比较与结果输出电路的输出还与相位控制电路连接，所述的门限比较与结果输出电路用于向控制单元输出信号捕获的相关峰值和位置信息，其特征在于:所述的相关器包括一个异或器和一个累加器，异或器有两路输入分别与下变频卫星信号和本地PN码信号连接，异或器的输出与累加器的一路输入连接，累加器的使能端与门控信号连接，累加器的清除端与dump信号连接，累加器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接。2.一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获方法，其特征在于:它包括以下步骤: S11:将下变频卫星信号和本地PN码信号同时送入相关器，进行特定时间长度T的积分与相关，相关器分为K段输出，每段时间为T/K，每段卫星采样信号序列为d = {d0,山，…，dK JT,每段本地PN码序列为p = {P0, P1;…，PK i}T，则对于单个捕获相关器中，对于时间T的连续数据进行K次时间为T/Κ的分段积分，积分结果表示为:c — {C。，Ci,…，CK — {po d0, Pi dj,…，ρκ 1 dK ； 如果被捕获的脉冲信号为固定时隙，可以通过门控信号精确控制相关器的积分时间，仅计算K次分段积分中的1次；如果被捕获的脉冲信号为随机时隙，则需要通过外部信号进行切换；S12:对于连续导航信号的捕获，将相关值C送入频域FFT电路和检波电路，进行FFT处理和检波处理；对于脉冲导航信号的捕获，将相关值c直接送入检波电路，进行检波处理； S13:将步骤S12中计算的结果送入门限比较电路，查找峰值并进行门限判决，对于连续导航信号的捕获，且峰值超过门限，可根据峰值位置确定多普勒偏差；对于脉冲导航信号的捕获，且峰值超过门限，可通过位置判断时隙位置；如果未超过门限，则进行相位滑动并重新开始捕获。
【专利摘要】本发明公开了一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路与方法，它包括连续导航信号处理步骤和脉冲导航信号处理步骤，所述的脉冲导航信号处理步骤包括以下子步骤：（1）将下变频卫星信号和本地PN码信号同时送入相关器，进行特定时间长度的积分与相关；（2）对相关器分段输出的相关值直接送入检波模块，进行检波处理；（3）将上一步骤中计算的结果送入门限比较电路，查找峰值、进行门限判决，并输出结果。本发明解决了传统导航信号捕获电路无法实现脉冲导航的捕获的问题，采用此电路的基带处理可在不增加电路资源的条件下既兼容传统连续导航信号的捕获，又可对固定时隙或脉冲时隙的导航信号进行捕获，扩展了基带处理中信号捕获的功能。
【IPC分类】G01S19/24
【公开号】CN105487090
【申请号】CN201410483998
【发明人】白松
【申请人】成都国星通信有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日
【技术领域】
[0001]本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路与方法。
【背景技术】
[0002]卫星导航信号的捕获是卫星导航接收机的关键信号处理过程，目前主要的导航信号(GPS\GL0NASS\C0MPASS)均采用连续信号实现一种典型的信号捕获电路如图1所示，数字中频信号经下变频后同本地PN码信号同时送入相关器，相关器分段输出的相关值送入频域FFT和检波模块进行频域FFT和检波处理，最后由门限比较电路对捕获结果进行门限判决后将结果输出。该电路可同时进行频域和时域二维搜索，频域搜索范围由相关器分段积分时间决定，时域搜索范围由并行相关器个数和相关间隔决定。然而一些用于区域增强的导航信号采用脉冲信号体制，传统导航信号捕获电路无法对脉冲信号进行信号捕获。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路与方法，在不增加电路资源的条件下解决了传统导航信号捕获电路无法兼容捕获脉冲导航信号和连续导航信号的问题。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路，它包括码NC0、相位控制电路、PN码发生器、门限比较与结果输出电路和相关处理电路，所述相关处理电路由多组并行的移位寄存器、相关器、FFT电路、多路开关MUX和检波电路组成，码NC0的输出与相位控制电路连接，相位控制电路与PN码发生器连接，PN码发生器的输出分别与多组并行的移位寄存器和相关器连接，移位寄存器的输出与相关器连接，相关器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接，FFT电路的输出也与多路开关MUX连接，多路开关的输出与检波电路连接，检波电路的输出与门限比较与结果输出电路连接，门限比较与结果输出电路的输出还与相位控制电路连接，所述的门限比较与结果输出电路用于向控制单元输出信号捕获的相关峰值和位置信息，所述的相关器包括一个异或器和一个累加器，异或器有两路输入分别与下变频卫星信号和本地PN码信号连接，异或器的输出与累加器的一路输入连接，累加器的使能端与门控信号连接，累加器的清除端与dump信号连接，累加器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接。
[0005]一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获方法，它包括以下步骤:
[0006]S11:将下变频卫星信号和本地PN码信号同时送入相关器，进行特定时间长度T的积分与相关，相关器分为K段输出，每段时间为T/K，每段卫星采样信号序列为d ={d0,山，…，dK JT,每段本地PN码序列为p = {P。，P1;…，PK JT,则对于单个捕获相关器中，对于时间T的连续数据进行K次时间为T/Κ的分段积分，积分结果表示为:
[0007]c = {C。，…，CK = {p0Td0, p/di,…，pK !TdK J ；
[0008]如果被捕获的脉冲信号为固定时隙，可以通过门控信号精确控制相关器的积分时间，仅计算K次分段积分中的1次；如果被捕获的脉冲信号为随机时隙，则需要通过外部信号进行切换；
[0009]S12:对于连续导航信号的捕获，将相关值c送入频域FFT电路和检波电路，进行FFT处理和检波处理；对于脉冲导航信号的捕获，将相关值c直接送入检波电路，进行检波处理；
[0010]S13:将步骤S12中计算的结果送入门限比较电路，查找峰值并进行门限判决，对于连续导航信号的捕获，且峰值超过门限，可根据峰值位置确定多普勒偏差；对于脉冲导航信号的捕获，且峰值超过门限，可通过位置判断时隙位置；如果未超过门限，则进行相位滑动并重新开始捕获。
[0011]本发明的有益效果是:(1)本发明解决了传统导航信号捕获电路无法实现脉冲导航的捕获的问题，采用此电路的基带处理可在不增加电路资源的条件下既兼容传统连续导航信号的捕获，又可对固定时隙或脉冲时隙的导航信号进行捕获，扩展了基带处理中信号捕获的功能；(2)本发明对相关器增加了门控信号(TG)，可以通过外部信号精确控制积分时间；(3)本发明可以通过外部控制信号对FFT输出结果和相关器分段输出结果进行切换检波。
【附图说明】
[0012]图1为传统导航信号捕获电路图；
[0013]图2为本发明结构电路图；
[0014]图3为相关器结构电路图；
[0015]图4为本发明方法流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案:如图2所示，一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获方法，它包括连续导航信号处理步骤和脉冲导航信号处理步骤，所述的连续导航信号捕捉步骤包括以下子步骤:
[0017]如图2所示，一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路，它包括码NC0、相位控制电路、PN码发生器、门限比较与结果输出电路和相关处理电路，所述相关处理电路由多组并行的移位寄存器、相关器、FFT电路、多路开关MUX和检波电路组成，码NC0的输出与相位控制电路连接，相位控制电路与PN码发生器连接，PN码发生器的输出分别与多组并行的移位寄存器和相关器连接，移位寄存器的输出与相关器连接，相关器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接，FFT电路的输出也与多路开关MUX连接，多路开关的输出与检波电路连接，检波电路的输出与门限比较与结果输出电路连接，门限比较与结果输出电路的输出还与相位控制电路连接，所述的门限比较与结果输出电路用于向控制单元输出信号捕获的相关峰值和位置信息，所述的相关器包括一个异或器和一个累加器，如图3所示，异或器有两路输入分别与下变频卫星信号和本地PN码信号连接，异或器的输出与累加器的一路输入连接，累加器的使能端与门控信号连接，累加器的清除端与dump信号连接，累加器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接。
[0018]如图4所示，一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获方法，它包括以下步骤:
[0019]Sll:将下变频卫星信号和本地PN码信号同时送入相关器，进行特定时间长度T的积分与相关，相关器分为K段输出，每段时间为T/K，每段卫星采样信号序列为d ={d0,山，…，dK JT,每段本地PN码序列为p = {P。，P1;…，PK JT,则对于单个捕获相关器中，对于时间T的连续数据进行K次时间为T/Κ的分段积分，积分结果表示为:
[0020]c = {C0, …，CK = {p0Td0, p/di,…，pK !TdK J ；
[0021]如果被捕获的脉冲信号为固定时隙，可以通过门控信号精确控制相关器的积分时间，仅计算K次分段积分中的1次；如果被捕获的脉冲信号为随机时隙，则需要通过外部信号进行切换；
[0022]S12:对于连续导航信号的捕获，将相关值c送入频域FFT电路和检波电路，进行FFT处理和检波处理；对于脉冲导航信号的捕获，将相关值c直接送入检波电路，进行检波处理；
[0023]S13:将步骤S12中计算的结果送入门限比较电路，查找峰值并进行门限判决，对于连续导航信号的捕获，且峰值超过门限，可根据峰值位置确定多普勒偏差；对于脉冲导航信号的捕获，且峰值超过门限，可通过位置判断时隙位置；如果未超过门限，则进行相位滑动并重新开始捕获。
[0024]该电路可同时进行频域和时域二维搜索，频域搜索范围由相关器分段积分时间决定，时域搜索范围由并行相关器个数和相关间隔决定。
【主权项】
1.一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路，它包括码NCO、相位控制电路、PN码发生器、门限比较与结果输出电路和相关处理电路，所述相关处理电路由多组并行的移位寄存器、相关器、FFT电路、多路开关MUX和检波电路组成，码NCO的输出与相位控制电路连接，相位控制电路与PN码发生器连接，PN码发生器的输出分别与多组并行的移位寄存器和相关器连接，移位寄存器的输出与相关器连接，相关器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接，FFT电路的输出也与多路开关MUX连接，多路开关的输出与检波电路连接，检波电路的输出与门限比较与结果输出电路连接，门限比较与结果输出电路的输出还与相位控制电路连接，所述的门限比较与结果输出电路用于向控制单元输出信号捕获的相关峰值和位置信息，其特征在于:所述的相关器包括一个异或器和一个累加器，异或器有两路输入分别与下变频卫星信号和本地PN码信号连接，异或器的输出与累加器的一路输入连接，累加器的使能端与门控信号连接，累加器的清除端与dump信号连接，累加器的输出分别与FFT电路和多路开关MUX连接。2.一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获方法，其特征在于:它包括以下步骤: S11:将下变频卫星信号和本地PN码信号同时送入相关器，进行特定时间长度T的积分与相关，相关器分为K段输出，每段时间为T/K，每段卫星采样信号序列为d = {d0,山，…，dK JT,每段本地PN码序列为p = {P0, P1;…，PK i}T，则对于单个捕获相关器中，对于时间T的连续数据进行K次时间为T/Κ的分段积分，积分结果表示为:c — {C。，Ci,…，CK — {po d0, Pi dj,…，ρκ 1 dK ； 如果被捕获的脉冲信号为固定时隙，可以通过门控信号精确控制相关器的积分时间，仅计算K次分段积分中的1次；如果被捕获的脉冲信号为随机时隙，则需要通过外部信号进行切换；S12:对于连续导航信号的捕获，将相关值C送入频域FFT电路和检波电路，进行FFT处理和检波处理；对于脉冲导航信号的捕获，将相关值c直接送入检波电路，进行检波处理； S13:将步骤S12中计算的结果送入门限比较电路，查找峰值并进行门限判决，对于连续导航信号的捕获，且峰值超过门限，可根据峰值位置确定多普勒偏差；对于脉冲导航信号的捕获，且峰值超过门限，可通过位置判断时隙位置；如果未超过门限，则进行相位滑动并重新开始捕获。
【专利摘要】本发明公开了一种兼容连续和脉冲导航信号的捕获电路与方法，它包括连续导航信号处理步骤和脉冲导航信号处理步骤，所述的脉冲导航信号处理步骤包括以下子步骤：（1）将下变频卫星信号和本地PN码信号同时送入相关器，进行特定时间长度的积分与相关；（2）对相关器分段输出的相关值直接送入检波模块，进行检波处理；（3）将上一步骤中计算的结果送入门限比较电路，查找峰值、进行门限判决，并输出结果。本发明解决了传统导航信号捕获电路无法实现脉冲导航的捕获的问题，采用此电路的基带处理可在不增加电路资源的条件下既兼容传统连续导航信号的捕获，又可对固定时隙或脉冲时隙的导航信号进行捕获，扩展了基带处理中信号捕获的功能。
【IPC分类】G01S19/24
【公开号】CN105487090
【申请号】CN201410483998
【发明人】白松
【申请人】成都国星通信有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日
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