筆記本電腦借助通用GPS RF前端實(shí)現(xiàn)軟件基帶處理

2 × (10,000/500) × 1023 = 40,920。很明顯，用軟件實(shí)現(xiàn)串行搜索捕捉比較困難。

另外一種更簡(jiǎn)單的軟件捕捉方法叫做頻域并行代碼相位捕捉。這種方法將多普勒頻率和代碼相位搜索合并起來，在經(jīng)過PRN碼的快速傅立葉變換(FFT)后，將所有代碼相位信息轉(zhuǎn)換到頻域內(nèi)。這樣我們只需要搜索多普勒頻移上的空間即可，因此這是一種快速高效的軟件搜索方法。

首先，將輸進(jìn)信號(hào)與本地正弦和余弦載波(同向I和正交Q信號(hào)分量)分別相乘。然后把I和Q分量合并成一個(gè)復(fù)合信號(hào)輸進(jìn)到FFT模塊。傅立葉變換的結(jié)果再和 PRN碼的FFT變換結(jié)果相乘(PRN天生器產(chǎn)生代碼相位為零的代碼)。實(shí)際上，F(xiàn)FT運(yùn)算和PRN碼的產(chǎn)生可以采用列表的方法，以降低運(yùn)算的復(fù)雜性。

最后，輸進(jìn)信號(hào)與本地代碼的乘積(該乘積代表了輸進(jìn)信號(hào)和載波頻率的相關(guān)性)被送到傅立葉逆變換模塊，該模塊的自乘輸出結(jié)果再被反饋到判定邏輯。基于 FFT的頻域計(jì)算被證實(shí)具有較小的運(yùn)算量。例如之條件到的那個(gè)例子， 捕捉運(yùn)算的復(fù)雜性大概為20,000/500 = 40次FFT運(yùn)算操縱。

串行搜索方法具有簡(jiǎn)單的邏輯和控制架構(gòu)，非常適合ASIC實(shí)現(xiàn)。然而，巨大的搜索空間增加了軟件算法的復(fù)雜性。所以對(duì)于軟件GPS接收機(jī)來說，串行搜索方 法并不是一個(gè)好的選擇。相反，并行代碼捕捉方法的低復(fù)雜性使它很適適用軟件實(shí)現(xiàn)。然而，它的邏輯架構(gòu)遠(yuǎn)比串行搜索方法復(fù)雜，因此很難用ASIC實(shí)現(xiàn)。

跟蹤細(xì)調(diào)

捕捉過程建立了對(duì)GPS信號(hào)的頻率和代碼相位參數(shù)的粗校準(zhǔn)。因此，跟蹤的目的是進(jìn)行細(xì)調(diào)，以便系統(tǒng)能用精確的代碼相位和頻率信息解調(diào)出數(shù)據(jù)。跟蹤包括代碼相位跟蹤和載波頻率跟蹤。

代碼跟蹤用延時(shí)鎖相環(huán)(DLL)實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。DLL電路把輸進(jìn)信號(hào)乘以PRN碼的三個(gè)復(fù)制碼(間隔±0.5碼片)，這三個(gè)復(fù)制碼分別代表和輸進(jìn)信號(hào)相比提前、準(zhǔn)時(shí)和落后到達(dá)。經(jīng)過綜合后，這些信號(hào)分別代表輸進(jìn)信號(hào)和本地復(fù)制碼之間的相關(guān)性。具有最高相關(guān)值的信號(hào)被選中保存下來(圖3)。

圖2. 使用延時(shí)鎖相環(huán)作代碼跟蹤幫助細(xì)調(diào)，以便系統(tǒng)能用精確的代碼相位和頻率信息解調(diào)出數(shù)據(jù)。


圖3. DLL電路把輸進(jìn)信號(hào)乘以PRN碼的三個(gè)復(fù)制碼(間隔±0.5碼)，這三個(gè)復(fù)制碼分別代表和輸進(jìn)信號(hào)相比提前、準(zhǔn)時(shí)和落后到達(dá)。具有最高相關(guān)值的信號(hào)被選中保存下來。