公开了用于对GPS中频接收信号进行解码的方法和解码器。根据一个实施方式的方法包括：预先生成存储有多个本地载波的载波表中；预先生成存储有多个本地伪码的伪码表中；将所述中频接收信号与从所述载波表中查找到的本地复现载波进行异或运算以得到基带信号；将所述基带信号与从所述伪码表中查找到的本地复现伪码进行异或运算以得到混合信号；以及从所述混合信号中提取解码信号。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及对GNSS卫星导航定位信号的接收处理，具体涉及对GPS接收信号进行解码的方法和解码器。
技术介绍
空间中充斥着各种电磁波信号。由于环境噪声的增大,使得GPS无线电信号的载波噪声比(C/X)下降，而过低的C/X将给GPS信号的捕获和跟踪造成困难。在正常环境中，对于可视的GPS卫星，接收到LI频率信号的C/N。最低为44dB/Hz。一般地，通常的接收信号強度要比该最低值高出3 7dB。而当环境噪声迅速増大吋，GPS信号的C/凡降低幅度可达20dB/Hz左右，严重影响了 GPS接收信号的实时捕获和快速跟踪。为了实现在恶劣 电磁环境下的GPS信号快速处理，需要对传统的接收处理算法进行改进或修正。在传统的GPS信号接收处理方法中，都是通过将接收到的中频数据与本地载波和伪随机码进行相乘与相加来进行相关运算，运算量十分巨大。以处理Ims的GPS中频数据为例，若射频前端的中频采样频率是12MHz，则需要产生均包含12000个数据点的本地正弦载波、余弦载波、即时码、超前码、滞后码，并将GPS中频数据与本地载波和伪随机码进行相乘与相加，需要进行12000 X6次乘加操作。此外，为了进行实时定位，至少需要4个通道对GPS信号进行并行处理，以上运算需要重复4次，而且这些运算需要在Ims内完成，才能保证对信号进行实时处理。如此巨大的运算量使得GPS软件接收系统难以进行快速或实时处理。
技术实现思路
本申请g在提出一种方案来提高对GPS接收信号的处理速度。根据本申请的ー个方面，提出了ー种用于对GPS中频接收信号进行解码的方法，包括预先生成存储有多个本地载波的载波表中；预先生成存储有多个本地伪码的伪码表中；将所述中频接收信号与从所述载波表中查找到的本地复现载波进行异或运算以得到基带信号；将所述基带信号与从所述伪码表中查找到的本地复现伪码进行异或运算以得到混合信号；以及从所述混合信号中提取解码信号。根据本申请的另一方面，提出了一种用于GPS中频接收信号的解码器，包括第一异或模块，将接收的中频接收信号与从载波表中查找到的本地复现载波进行异或运算以得到基带信号，其中，所述载波表存储有预先生成的包括所述本地复现载波在内的多个本地载波；第二异或模块，将所述基带信号与从伪码表中查找到的本地复现伪码进行异或运算以得到混合信号，其中，所述伪码表存储有预先生成的包括所述本地复现伪码在内的多个本地伪码；以及解码结果提取模块，从所述混合信号中提取解码信号。根据本申请的方案，通过将接收的中频信号与本地复现载波和本地复现码进行ニ次异或，只需要实时进行两次运算。相对于现有技术中采用的乘加操作，单在数据处理上次数就提高了 3倍，并且异或运算相对乘加运算的效率也更高。根据在FPGA+DSP的导航测试环境中取得的数据，根据本申请的方案在处理速度可提高了 16倍左右。附图说明图I是根据本申请ー个示例性实施方式的解码方法的流程图。图2是根据本申请ー个示例性实施方式的零序列和非零序列取值的示例图。图3是根据本申请ー个示例性实施方式的基带信号与超前减滞后伪码混合的示例图。图4是根据本申请ー个示例性实施方式的累加表的结构图。图5是根据本申请ー个示例性实施方式的解码器的框图。 图6是根据本申请ー个具体实施例的解码器的结构图。具体实施例方式下面參照附图结合示例性的实施方式描述本申请的实施方式。图I示出了根据本申请的示例性实施方式、用于对接收到GPS中频信号进行解码的方法100。如图所示，在步骤S101，预先生成本地载波并将生成的载波存储为载波表。载波表中存储正弦和余弦信号。对于一般的GPS接收机或系统，多普勒频率范围为-10 +IOkHz，因此，在一个实施方式中，载波表可仅存储频率在中频附近-10 +IOkHz范围内的正弦和余弦信号。此外，为了节省存储空间，在一个实施方式中，载波表中可只存储频率间隔为100Hz、初始相位为O的正弦和余弦信号。尽管与存储具有精确频率和连续相位的正弦和余弦信号相比，使用不精确的频率将会对相关运算引起一定的信噪比损失，但采用上述频率间隔带来的信噪比损失基本可以忽略不计。例如，如果频率分辨率为IHz则需要存储20001组正/余弦信号，对于每个频率点还需要存储具有不同初始相位的正/余弦信号，这将需要上Gbyte的存储空间。而对于只存储频率间隔为100Hz、初始相位为O的正弦和余弦信号的情况，损失的信噪比如下ASNR = 201og,0(S1^y 'P-)其中，Af为频率误差，T为相关运算的积分时间。由于载波表中的正/余弦信号的频率间隔为100Hz，最大的频率误差不会超过50Hz，因此，对于Ims的相关积分，造成的信噪比损失最大值为0. 035dB，基本可以忽略不计。根据ー个实施方式，载波表中存储的正弦和余弦信号均使用2-bit表不，包含I-bit符号位和Ι-bit零值填充位,例如可如表I所示。符号位填充位值0O+11O-1 .表I2-bit的采样值可按时间先后顺序，由低位到高位连续存储到32-bit字中。ー个32-bit字存储16个采样值。对于16. 368MHz采样的正弦/余弦信号，Ims包含16368个采样点，因此需要4092byte存储空间。载波表需要I. 57MB空间来存储-10 +IOkHz之间的总共201组正弦和余弦采样值。在步骤S102，预先生成本地伪码并将生成的伪码存储成PRN(伪随机序列)码表，即，伪码表。PRN码表中存储的伪码可具有零多普勒频率。存储的伪码可包括即时伪码和超前减滞后伪码。即时伪码使用2-bit表示,包含Ι-bit采样值和l_bit零填充,与载波表中正/余弦信号的2-bit表不方式一祥。超前减滞后伪码具有3种取值0、-2和+2。根据ー个实施方式，可使用零序列和非零序列表示3种取值。例如，零序列表示超前减滞后伪码中取值为O的采样点，如果采样点的值为0，则零序列中的对应的点也为O否则为I。零序列同样 使用2-bit进行表示，包含Ι-bit采样值和Ι-bit填充位，例如可如表2所示。权利要求1.ー种用于对GPS中频接收信号进行解码的方法，包括 预先生成存储有多个本地载波的载波表中； 预先生成存储有多个本地伪码的伪码表中； 将所述中频接收信号与从所述载波表中查找到的本地复现载波进行异或运算以得到基带信号； 将所述基带信号与从所述伪码表中查找到的本地复现伪码进行异或运算以得到混合信号；以及 从所述混合信号中提取解码信号。2.如权利要求I所述的方法，其中，每个中频接收信号、每个本地载波和每个本地伪码均采用2-bit数据表示，并且中频接收信号、本地载波和本地伪码分别组合到int型数据中。3.如权利要求I所述的方法，其中，所述载波表中存储的所述多个本地载波的频率在所述中频接收信号的频率加上多普勒频移的范围内。4.如权利要求2所述的方法，其中，每个本地载波均包括正弦值和余弦值，将所述中频接收信号与所述本地复现载波进行异或运算包括 将所述中频接收信号与所述本地复现载波对应的正弦值和余弦值分别进行异或运算，从而得到的所述基带信号包括I路信号和Q路信号。5.如权利要求4所述的方法，其中，将所述基带信号与所述本地复现伪码进行异或运算包括 将所述I路信号和所述Q路信号分别与所述本地复现伪码进行异或运算，以得到I路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对GPS中频接收信号进行解码的方法，包括：预先生成存储有多个本地载波的载波表中；预先生成存储有多个本地伪码的伪码表中；将所述中频接收信号与从所述载波表中查找到的本地复现载波进行异或运算以得到基带信号；将所述基带信号与从所述伪码表中查找到的本地复现伪码进行异或运算以得到混合信号；以及从所述混合信号中提取解码信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林珲，张雷，王建宇，
申请(专利权)人：香港中文大学，
类型：发明
国别省市：
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