获结果
图320号匹配滤波捕获方案
图420号并行伪码相位捕获方案
在捕获性能上,被称为线性信号处理最优滤波器的匹配滤波器表现十分出色的,但他的最大问题即在于它相对于串行捕获占用较大的资源并且功耗较大。整个搜索过程需要的乘法运算量和加发运算量都为:
21483×204643954218
当码长为,输入相关器的数据长度为m位bit,每个chip取K个样本,一般的匹配滤波使用乘法需要m×k×
个LE,实现加法器需要(m×10)×
个LE。随着扩频码的码长的增加,占用FPGA的逻辑单元数目会快速增多。并行伪码相位搜索总共需要的乘法运算为:
×1
N×4×2×121890504
总共需要的加法运算次数为:
N×1
N×5×2×124726260
可以看出CA码循环相关所需乘法运算量仅为匹配滤波器算法的430,所需加法运算量仅为匹配滤波器算法的1077,可见该算法对运算量是很明显的。但在占用资源方面,考虑到载波频率精度的要求和快速离散傅立叶变换运算的复杂的控制运算,该算法节省的资源就没有那么明显了。
43捕获结果分析
f为了验证上述捕获方案的可行性,本文利用MATLAB进行了仿真,仿真采用真实GPS卫星信号,对GPS20号卫星进行了捕获,中频信号采样率为4092MHz,输入信号采样率为16368MHz。捕获结果如图2~4所示。
5结束语
本文通过对GPS捕获算法中串行方案、匹配滤波方案以及并行伪码相位方案3钟捕获算法进行了对比分析和仿真验证,分析结果表明:串行捕获方案运算量大、捕获速度慢;匹配滤波方案硬件实现简单,但运算量大、捕获速度适中,适用于普通GPS接收机;并行伪码相位捕获方案运算量小、捕获速度快但硬件实现复杂,适用于高动态的GPS软件接收机。总体来说,并行伪码相位捕获方案更适合大规模推广,使用价值高。
参考文献
1谢钢GPS原理与接收机设计M北京:电子工业出版社,2009
2ElottDKapla
,ChristopherJHegarty,寇艳红GPS原理与应用M电子工业出版社,2007
3Ward,RUsi
gaGPSReceiverMo
teCarioSimulatortoPredictRFI
terfere
eePerforma
eeprocof10I
tematio
alTech
iealMeeti
gofTheSatelliteDivisio
ofTheI
stituteofNavigatio
,Ka
sasCity,MO,SePtember,1997
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