專利名稱：采用碼相位多路并行搜索衛星信號的芯片設計方法
技術領域：
本發明涉及于北斗衛星信號接收和捕獲技術領域，特別涉一種采用碼相位多路并行搜索 衛星信號的芯片設計方法。
背景技術：
一般的用于北斗衛星信號捕獲的芯片的設計方法均采用單路搜索，即采用一路的AD采樣 數據和PN碼尋找相關峰值進行衛星信號的捕獲。這種方法對衛星信號捕獲速度有一定的影響， 但可以通過提高系統的時鐘工作頻率來提高捕獲速度；然而，系統的時鐘工作頻率亦有一定
限制，太高的系統時鐘工作頻率，對于芯片設計的時序，功耗等都將帶來一定的不良影響， 同時會降低芯片制造成品率，尤其在所有碼相位的搜索不能一次完成而需要多次存儲數據的 情況下，單純提高頻率也不能大幅改善捕獲速度，所以不能依靠單純的提高芯片時鐘工作頻 率來解決捕獲速度。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的是，提供一種采用碼相位多路并行搜索衛星信號的 芯片設計方案，即在適當增加芯片資源的基礎上增加單位時間碼相位搜索范圍，減少數據存 儲次數。
衛星信號捕獲的一般做法是將本地碼與接收信號進行滑動相關，通過判決峰值得到正確 的碼相位，然后將相位調整后的本地碼交給后面的跟蹤及其他模塊。其中滑動相關部分實現 一般分為實時滑動相關和數據存儲后滑動相關兩種方法,在實現滑動相關捕獲北斗信號時，由 于北斗信號碼速較快，因此更多采用數據存儲后再進行計算的方法。
為實現上述目的，本發明采取的技術方案是 一種采用碼相位多路并行搜索衛星信號的 芯片設計方法，芯片電路中包括電路結構相同的兩路滑動相關電路、滑動相關電路和門限判 決電路；其特征是，芯片電路捕獲到北斗衛星信號后，將一組Nbit PN碼存入RAM之后，再存 儲一組Nbit PN碼，即前后兩組共2Nbit的PN碼，然后將一組長度為2N的數據(Data)分別和兩 組NbitPN碼輸入到電路結構相同的兩路滑動相關電路、滑動相關電路進行并行搜索操作，每 組PN碼完成N個碼相位的搜索，從而實現兩路并行碼相位搜索過程，其方法包括如下步驟
步驟l:芯片電路捕獲到北斗衛星信號，先將一組Nbit PN碼存入RAM;再將另一組Nbit PN 碼存入RAM;
步驟2:將同一組數據(Data)信號l分別送入滑動相關電路4和滑動相關電路5;將兩組PN 碼信號2、 PN碼信號3分別送入滑動相關電路4和滑動相關電路5;
步驟3:由滑動相關電路4使數據(Data)信號l、 PN碼信號2相乘后積分，得到的積分結果 進入門限判決電路6;由滑動相關電路5使數據(Data)信號l、 PN碼信號3相乘后積分，得到的 積分結果進入門限判決電路6;
步驟4:由門限判決電路判斷捕獲結果，輸出對應的PN序列相位狀態，完成兩路并行碼相 位搜索過程。
本發明方法的優點是可以在適當增加芯片資源的基礎上增加單位時間碼相位搜索范圍，
減少數據存儲次數，從而提高北斗衛星基帶處理芯片的捕獲速度，再加上合適的系統工作頻
率，能使整個芯片的性能大幅度提高。
圖l、傳統單路搜索流程圖2、傳統單路滑動相關示意圖3、兩路并行搜索流程圖，并作為摘要附圖4、兩路并行滑動相關示意具體實施例方式
下面結合附圖詳細描述本發明的實施過程
衛星信號捕獲的一般做法是將本地碼與接收信號進行滑動相關，通過判決峰值得到正確 的碼相位，然后將相位調整后的本地碼交給后面的跟蹤及其他模塊。其中滑動相關部分實現 一般分為實時滑動相關和數據存儲后滑動相關兩種方法，在實現滑動相關捕獲北斗信號時，由 于北斗信號碼速較快，因此更多采用數據存儲后再進行計算的方法。
滑動相關法是捕獲最常用的方法，接收系統在搜索同步時，它的碼序列發生器可以通過 延時或加速的方法與發射機的碼序列在相位上互相滑動，只有在檢測到相位一致時，才停下 來，即捕獲成功，將本地PN碼交給后續模塊。
傳統單路搜索如圖l所示，PN碼只將一組數據(Data)和一組PN碼(PN_1)得到的積分結果進 入門限判決，判斷捕獲結果。
接收信號數據(Data)與本地PN碼相乘后積分，求出它們的互相關值，然后與門限判決電 路的某一門限值比較，判斷是否已捕獲到有用信號；它利用了PN碼序列的相關特性，既當兩 個相同的碼序列相位一致時，其相關值輸出最大，而相位相差大于二分之一個碼片時相關值 趨近于0， 一旦確認捕獲完成，捕獲指示信號的同步脈沖控制搜索控制鐘，調整PN碼發生器產 生的PN碼重復頻率和相位，使之與收到的信號保持同步。
圖2為傳統單路搜索方式，其中PN碼存儲長度為N，數據存儲長度為2N，然后PN碼按箭頭 方向依次滑動，每次滑動后將對應的PN碼和數據進行相關積分操作，直到滑動到虛線位置， 這樣就完成了對N個碼相位的搜索操作。
圖3為兩路并行搜索流程圖，芯片電路中包括數據(Data)輸入信號l、 PN碼輸入信號2、 PN 碼輸入信號3、其電路結構相同的兩路滑動相關電路4、滑動相關電路5和門限判決電路6;由 兩個滑動相關電路4、 5執行兩路并行碼相位搜索過程。
同一組數據(Data)分別和兩組PN碼(PN一l， PN—2)進入后面的兩個滑動相關電路，得到的
積分結果同時進入門限判決，判斷捕獲結^。
多路并行搜索如圖4所示，在單路基礎上多存儲長度為N的PN碼(PI^2)進行同樣的搜索操
作，由于兩路操作同時進行，因此在相同的時間內多路并行可以比單路搜索更多的碼相位，
從而提高整體的搜索速度。
上面所描述的PN碼數據為本地生成的偽隨機碼數據,DATA數據為從衛星接收到的信號AD
轉換后得到的數據。
根據上述說明，結合本行業公知的技術，可再現本發明。
權利要求
1、一種采用碼相位多路并行搜索衛星信號的芯片設計方法，芯片電路中包括電路結構相同的兩路滑動相關電路(4)、滑動相關電路(5)，門限判決電路(6)；其特征是所述芯片電路捕獲到北斗衛星信號后，將一組Nbit PN碼存入RAM之后，再存儲一組Nbit PN碼，即前后兩組共2Nbit的PN碼，然后將一組長度為2N的數據Data分別和兩組Nbit PN碼輸入到電路結構相同的兩路滑動相關電路(4)、滑動相關電路(5)進行并行搜索操作，每組PN碼完成N個碼相位的搜索，從而實現兩路并行碼相位搜索過程，其方法包括如下步驟步驟1芯片電路捕獲到北斗衛星信號，先將一組Nbit PN碼存入RAM；再將另一組NbitPN碼存入RAM；步驟2將同一組數據Data信號(1)分別送入滑動相關電路(4)和滑動相關電路(5)；將兩組PN碼信號(2)、PN碼信號(3)分別送入滑動相關電路(4)和滑動相關電路(5)；步驟3由滑動相關電路(4)使數據Data信號(1)、PN碼信號(2)相乘后積分，得到的積分結果進入門限判決電路(6)；由滑動相關電路(5)使數據Data信號(1)、PN碼信號(3)相乘后積分，得到的積分結果進入門限判決電路(6)；步驟4門限判決電路(6)判斷捕獲結果，輸出對應的PN序列相位狀態，完成兩路并行碼相位搜索過程。
全文摘要
本發明涉及一種采用碼相位多路并行搜索衛星信號的芯片設計方法，在捕獲處理時存儲一組Nbit PN碼之后，再存儲一組Nbit PN碼，即前后兩組共2Nbit的PN碼，然后將一組長度為2N的數據分別和兩組Nbit PN碼輸入到兩套相同的滑動相關電路進行并行搜索操作，每組PN碼完成N個碼相位的搜索，從而實現兩路并行碼相位搜索過程。本發明方法的優點是可以在適當增加芯片資源的基礎上增加單位時間碼相位搜索范圍，減少數據存儲次數，從而提高北斗衛星基帶處理芯片的捕獲速度，再加上合適的系統工作頻率，能使整個芯片的性能大幅度提高。
文檔編號G01S1/02GK101561489SQ20091006895
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月21日 優先權日2009年5月21日
發明者中 華, 宋保軍, 亮 常, 王祥峰, 飛 董, 韓都成, 馬俊峰 申請人:北京華龍通科技有限公司;天津通廣微電子有限公司